木材微波加热厚度的确定

较之传统加热方法,微波加热是一种新型加热技术,在简述木材微波加热的机理上,阐述了影响木材介电特性的因素,指出其中木材含水率和温度是影响木材节电性质的两个最重要的因素.通过理论计算确定微波在木材中的穿透深度.计算表明:随着木材含水率和微波工作频率的增加,微波在木材中的穿透深度减少;当用频率为915 MH z和2 450 MH z的微波加热或干燥具有高含水率的木材时,木材的最大厚度应分别控制在16 cm和6 cm左右.     

杨木不同纹理方向介电特性初步探究

对杨木在室温下不同纹理方向、不同含水率及不同频率下的介电特性进行了测量。结果显示,杨木顺纹方向介电特性比横纹方向更为明显,介电常数和损耗因子都随含水率的增加而增大,且当含水率在0~5%时,木材介电常数随含水率的提高而增加得较为缓慢,介电常数随频率的增大逐渐变小,而介电损耗随频率增大而加大。研究结果为杨木高频加热、干燥及人造板胶合等工艺提供了理论依据。     

基于响应曲面优化法的木材高强微波预处理工艺

以速生人工林 I－69杨为研究对象，利用自主研制的木材高强度微波改性预处理设备，采用响应曲面优化法研究木材初始含水率、微波辐射功率和辐射时间对木材渗透性的影响规律，获得优化的杨木微波预处理条件，并揭示高强微波预处理对杨木微观构造的影响。结果表明：1)高强微波预处理能显著提高杨木横向渗透性；2)随着木材初始含水率增加，杨木渗透性呈先增加后减小的趋势，随着微波辐射功率和辐射时间的增加，杨木渗透性整体呈现增加趋势；3)通过高强微波预处理，可使杨木的24 h常压吸水增重量增加约50%，较优的木材初始含水率、微波辐射功率和辐射时间控制区间分别为25%～65%，10～20 kW，60～90 s；4)优化的杨木高强微波预处理条件为：初含水率56%、辐射功率19 kW、辐射时间89 s；5)高强微波预处理可以破坏木材纹孔膜、木射线薄壁细胞等结构，形成新的流体通道，为后期功能体材料的导入和高附加值功能型木质复合材料的制备创造条件。     

木材微波干燥缺陷产生原因及其预防措施分析

从木材介电特性、微波穿透深度、微波设备、干燥工艺等方面分析了木材微波干燥缺陷产生的主要原因,并从优化干燥器设计,改善微波场分布均匀性,控制微波辐射功率和辐射时间,改变微波辐射方式等方面探讨了预防干燥缺陷产生的主要措施,以期为木材微波干燥技术的研究和应用提供参考。     

过热蒸汽预处理对50 mm厚杨木锯材常规干燥的影响

【目的】采用过热蒸汽预处理杨木锯材后进行常规干燥,探究过热蒸汽预处理对杨木锯材干燥速率、干燥质量和干燥时间的影响,以期提高杨木锯材干燥速率、缩短干燥周期、降低干燥能耗,为杨木锯材的高附加值利用提供技术依据。【方法】采用温度为110、120和125℃的过热蒸汽对初含水率100%~150%、规格900 mm×120 mm×50 mm(轴向×弦向×径向)的杨木锯材预处理5 h,之后进行常规干燥,分析过热蒸汽预处理对锯材含水率、应力、外观质量以及后期常规干燥速率的影响,依据国家标准对过热蒸汽预处理及未处理材常规干燥后的干燥质量进行评价。【结果】1)过热蒸汽预处理结果表明:预处理温度从110℃增加到125℃时,锯材含水率下降比例从59.26%增加到77.11%,含水率在较短时间内大幅度降低并接近木材纤维饱和点;预处理后锯材的残余应力较大,在2.71%~7.75%之间;锯材顺弯、横弯、翘曲和扭曲指标的干燥质量等级均为一级;锯材皱缩比例在25.00%~36.96%之间。2)常规干燥结果表明:经110、120和125℃过热蒸汽预处理后,锯材常规干燥速率较未处理材分别增大7.97%、16.23%和78.42%;从含水率和应力方面分析,过热蒸汽预处理材常规干燥后的干燥均匀度和厚度上的含水率偏差指标质量等级均达到一级,终含水率指标的质量等级为二级;锯材预处理过程中产生的残余应力在常规干燥过程中被释放,常规干燥后残余应力指标质量等级为二级;从外观干燥质量分析,预处理材常规干燥后的顺弯、横弯、翘曲和扭曲指标质量等级均达到一级;锯材在过热蒸汽预处理过程中产生的皱缩在常规干燥过程中部分得到恢复,常规干燥后锯材皱缩比例分别降低至28.60%、9.09%和15.00%。3)总干燥时间分析结果表明:与未处理材的常规干燥相比,110、120和125℃过热蒸汽预处理材的总干燥时间分别缩短了24.96%、44.22%和67.24%。【结论】过热蒸汽预处理可以显著降低杨木锯材的含水率,并提高杨木锯材常规干燥的干燥速率,缩短干燥时间。综合考虑杨木锯材干燥质量和干燥效率,50 mm厚杨木锯材过热蒸汽预处理温度以120℃较好。     

微波预处理对杨木渗透性的影响

研究微波预处理过程中辐射功率、时间和处理方式对杨木单板渗透性的影响规律,以获得后续杨木改性处理理想的微波预处理工艺。在本试验条件下,微波预处理可以使经过质量浓度20%的聚乙二醇2000(PEG-2000)浸渍后的杨木单板烘干后的增重率从26.8%提升至38.2%;随着微波预处理辐射时间的增加,杨木单板浸渍增重率的平均值先上升后下降,并在辐射时间为50 s时达到顶峰;随着微波源输出功率的增加,对杨木单板的渗透性提升效果逐渐上升。微波预处理含水率为10%～13%的杨木单板的优化组合工艺条件为:微波源输出功率100%、微波辐射时间50 s,可使杨木单板在短时间内达到平均温度135.5℃。在微波预处理过程中,需要注意谐振腔与试件接触部位的温度控制,以减小同组试件升温速率差异对微波处理效果的影响。     

用脉冲方法对针叶材进行超高频干燥

利用微波工艺干燥木材的特点在于用超高频能源时木材为半透明状。穿透深度取决于木材的介电性质,以及频率、高频波的偏振等因素。干燥木材的强度取决于木材的种类、锯材的含水率、厚度和宽度,以及能量、频率、偏振和超高频能源等指标。试验是根据乌克兰木材机械加工科学研究所研究的技术方法,用专门的试验设备进行的。该研究所对针叶材进行了超高频脉冲干燥试验研究,其频率为2450MH_z,采用2种类型(BГ和ПC—3型)的脉冲磁控管,以发生器作为超高频的能源。其技术性能如下:     

木材炭化及其物理力学性能的研究

以水杉、杨木为原料制备炭化木,研究炭化工艺对木材物理力学性能的影响。结果表明：随着炭化温度的升高,炭化木材色逐渐变深,平衡含水率逐渐降低,密度降低,水杉密度由0.428g/cm3减小至0.340g/cm3,杨木密度由0.482g/cm3减小至0.338g/cm3,水杉抗弯强度下降约42.39%,杨木抗弯强度下降约46....     

微波预处理对杨木活性染料染色效果的影响

以杨木为研究对象,采用单一因素法研究了杨木初含水率,微波辐射时间及微波辐射功率对杨木活性染料染色效果的影响规律,获得较优的杨木微波预处理工艺。结果表明:(1)微波预处理可以破坏木材内部微观结构,改善木材渗透性;(2)随着杨木初含水率的升高,上染率逐渐下降。当初含水率为25%时,其上染率和固色率分别为39.44%和38.31%;(3)随着微波辐射时间的延长,上染率和固色率均呈上升趋势,当辐射时间为90 s时,与未处理木材相比上染率可提高21.15%,固色率可提高21.44%;(4)随着微波辐射功率的增大,染色效果也更佳;当辐射功率为18 k W时,与未处理木材相比上染率可提高21.38%,固色率可提高21.59%。     

微波干燥与常规干燥中木材内含水率动态分布

以黑胡桃木材为对象,采用X射线扫描含水率分布测试方法,分析、比较了微波干燥与常规热风干燥过程中木材内部含水率动态分布规律.结果表明:在微波干燥和常规热风干燥过程中,木材内层含水率均高于表层,存在着整体性的内高外低的含水率梯度场;在接个微波干燥过程中,木材内部虽然出现了部分内层含水率低于外层的情况,存在着含水率分布的局部不均匀,但并未出现与常规热风干燥相反的含水率梯度;在微波干燥中,木材内部各层与表层含水率的差值随着干燥时间的延长逐渐降低.随着干燥过程的进行,常规热风干燥中木材芯层与表层含水率差呈现出先增加后减小的变化趋势.     

微波处理后桉木干燥速率的影响因素

为研究桉木干燥速率的影响因素,基于正交试验,对桉木进行微波干燥处理,分析试材进干燥箱初含水率、微波辐射功率和干燥温度对干燥速率的影响。结果表明,微波处理后,桉木干燥速率明显提升。干燥温度、试材进干燥箱初含水率和辐射功率均对干燥速率产生影响,表现为干燥温度>试材进干燥箱初含水率>辐射功率,干燥温度影响最大。在本研究条件下,较佳的干燥工艺为干燥温度50℃,进干燥箱初含水率30%,辐射功率700 W。     

微波技术在木材干燥中的研究进展

微波技术以其独特的加热机理和特点为木材快速高效干燥提供了一条新途径。笔者简述了近年来国内外在木材微波干燥工艺方面取得的一些重要的研究进展,主要集中在微波功率、含水率和温度等基本干燥参数的优化及红外摄像技术等先进检测技术的应用等方面。同时指出了在木材微波干燥基础理论、干燥工艺、木材结构特性与微波加热非均匀性等方面缺乏系统性研究的问题。建议今后应加强基础理论研究并结合现代测控技术进行系统研究。     

栓皮栎地板材的干燥工艺研究

本文对栓皮栎地板材的干燥工艺进行了研究。结果表明，按照本研究提出的栓皮栎地板材的干燥工艺，将厚23mm的栓皮栎地板材从初含水率48.1%干燥到终含水率9.3%，干燥周期为16天，干燥质量较好，基本无可见干燥缺陷出现，含水率均匀。     

25mm厚窿缘桉地板坯料干燥工艺的研究

对25mm厚窿缘桉地板坯料的干燥工艺进行了研究,结果表明,本文提出的桉木干燥工艺是可行的;从初含水率30.4％干燥到终含水率9;;3％,干燥周期为15d;终含水率的均匀性好,从而为人工材桉木的利用开辟了新的途径。     

木材微波-真空干燥基本规律

对微波一真空干燥马尾松木材的干燥规律进行研究.结果表明:微波一真空干燥过程可分为加速、恒速和减速3个阶段,其中恒速干燥占整个干燥时间的50%以上;随着微波辐射时间和木材初含水率的增加,平均干燥速率显著增加;干燥室的真空度与木材的微波-真空干燥速率存在微弱正相关关系;木材厚度对干燥速率影响不显著.     

微波处理对木材染色性能的影响

以25 mm厚杨木、桦木、柞木厚板为研究对象,进行微波处理,通过改变木材初含水率、辐射时间和微波辐射强度,以木材真空加压浸渍处理得到的增质率和上染率为评价指标,研究微波处理条件与木材染色性能的关系.结果表明:木材的增质率和上染率在含水率为30%时最大,并随初含水率的增大而减小,随微波处理时间的延长和强度增大而增大.     

枫香地板坯料的干燥工艺

研究了枫香地板坯料的干燥上艺,并研究了三种不同原木径级对干燥速度和干燥质量的影响。试验中把枫木按原木径级分为30cm以上(A级),20～30cm(B级),小于20cm(C级),采用常规干燥工艺,对比三种研究对象的干燥速度和干燥质量。结果表明:枫香木材在含水率40%～50%阶段极易发生扭曲变形和开裂。采用文中的干燥工艺,25mm枫香地板坯料从初含水率79.57%到终含水率13.85%,干燥周期为376h(15.7d),干燥质量满足实木地板加工要求。枫香木材径级的大小对干燥速度没有显著影响,但C级干燥质量与A、B级有显著差异。     

微波干燥过程中尾巨桉木材含水率变化特性

本研究以5年生尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E.grandis)无性系木材为研究对象,采用切片分析法,系统研究了微波干燥过程中木材含水率变化特性。结果表明:微波干燥过程中,含水率随时间的变化曲线在干燥初期0~4 h曲线下降速度较快,4 h以后含水率下降速度减慢曲线趋向平缓;干燥温度、干燥时间和微波辐射功率对木材含水率影响极显著;干燥温度和微波辐射功率对干燥速度影响极显著,木材初含水率对干燥速度影响不显著。     

杨木和杉木横纹抗拉强度的含水率依存性

木材横纹抗拉强度是其能够高效利用的重要指标之一。为了研究含水率对木材横纹抗拉强度的影响,并计算12%含水率时的理论横纹抗拉强度值,采用饱和盐溶液调湿法,在0%～100%相对湿度范围内,测定了人工林杨木和杉木在8个平衡含水率条件下的横纹抗拉强度。结果表明:在任一含水率条件下,杨木和杉木均表现为径向抗拉强度最大,弦向最小;在任一纹理方向上,杨木的横纹抗拉强度均高于杉木,表明木材的横纹抗拉强度与解剖构造(木射线、年轮方向)及木材密度有关。随着含水率的增加,木材横纹抗拉强度及单位含水率的横纹抗拉强度呈现下降趋势,这与水分对木材细胞壁的塑化作用及其存在状态有关。当含水率为12%时,杨木在径向和弦向的理论横纹抗拉强度分别为8.3和4.0 MPa,杉木在径向和弦向的理论横纹抗拉强度分别为4.4和2.9 MPa。两树种横纹受拉时的容许应力为0.91～2.86 MPa。该研究结果为人工林杨木和杉木在干燥、木结构设计、弯曲加工等工艺环节提供了基础数据。     

连续式热压干燥机的设计

杨树是我国短周期工业用材林首选树种，它生长快、干形好，适合于生产单板和单板类人造板。但是，由于杨木的湿心材使树干含水率差异悬殊、分布不均，造成干燥时间长短不一，使用常用的连续式喷气网带单板干燥机干燥后含水率依然差异很大，引起干燥应力，造成单板翘曲、变形、开裂，给杨木单板生产带来困难，所以合理利用杨木制造单板，干燥是保证其质量的关键。为解决杨木单板干燥质量难题，国家科委、林业部于１９９６年７月组织攻关研究，课题组研制了一种连续式热压干燥机，以供杨木单板连续热压干燥工艺研究。通过几个月的连续试运行和…