热处理对木材力学性能的影响综述

热处理可有效提高木材尺寸稳定性,同时对木材力学性能也有明显的影响。文中按照力学指标分别综述热处理工艺对静曲强度/弹性模量、抗压强度、脆性/冲击韧性及其他力学性能的影响,进而总结热处理对木材力学性能影响机理的研究进展;提出可以从以下方面深化热处理技术的研发:一是热处理技术研发时宜根据应用领域科学选择合适的力学指标,二是进一步拓展热处理介质以控制力学性能损失,三是进一步探索热处理对木材不同力学指标的影响机理。     

热处理改性木材的性能分析 Ⅰ.热处理材的物理力学性能

通过对针叶树材和阔叶树材分别进行热处理改性试验,探讨热处理工艺对木材物理及力学性能的影响.试验结果表明:试材颜色均随热处理温度的提高而加深,尺寸稳定性得到明显改善;试材的抗压强度、弹性模量呈增加趋势,但静曲强度和冲击韧性有所降低.为开发适宜的热处理工艺和生产实践提供参考.     

高温热处理对樟子松板材物理力学性能影响的研究

分别采用170、190、210℃三组处理温度对樟子松板材进行了高温热处理工艺试验,并对处理材和对照样进行了物理、力学性能测试:高温热处理工艺使樟子松木材的绝干密度下降、吸湿性降低,对其抗弯强度亦有较大影响,且此影响随温度升高而增大;对于抗弯弹性模量、顺纹抗压强度、表面硬度三项指标则基本无影响.在常规使用环境下,由于处理材与对照样之间存在含水率差异,除了210℃处理材的抗弯弹性模量、顺纹抗压强度、表面硬度比对照样略小外,170℃和190℃处理材的三项指标均不同程度高于对照样.     

高温热处理对杨木压缩板材物理力学性能的影响

采用高温热处理工艺固定杨木板材的压缩变形,比较分析了处理前后杨木板材的物理力学性能.结果表明:杨木板材的压缩变形得到很好的固定;杨木板材经过热压及高温热处理后,密度和尺寸稳定性得到提高,吸湿性降低,弯曲性能变化不大.     

真空热处理改性马尾松木材物理性能研究

文章采用间歇抽真空法及利用木材自身含有的水分对马尾松木材进行热处理,并研究了热处理温度和时间对马尾松木材的尺寸稳定性（ASE值）和力学性能的影响。结果表明：处理温度和时间均显著影响着木材的力学强度和ASE。综合考虑处理温度和处理时间对ASE、顺纹抗压强度和抗弯强度的影响,较佳的真空热处理工艺为：压力-0.09 Mpa、处理温度200℃,处理时间1 h。     

热处理对竹材物理力学性能的影响

6年生竹材进行不同温度和时间的热处理,对热处理前后竹材的干缩湿涨和主要力学性能的变化规律进行了研究,并针对竹材不同用途得出不同的最佳热处理工艺.试验结果表明:随着热处理温度的提高和热处理时间的延长,竹材的干缩湿涨率呈下降趋势,同时主要力学性能也逐渐下降.从竹材的尺寸稳定性考虑,最佳热处理工艺为:热处理温度210℃,热处理时间为4 h.从竹材的力学性能考虑,最佳热处理工艺为:热处理温度150℃,热处理时间为2 h.     

影响热处理木材力学性能的主要工艺因素

分析热处理木材力学性能发生改变的原因及其与热处理工艺条件的关系.通过对桦木热处理工艺的研究,获得优化的工艺参数,即在180 ℃时,处理时间不宜超过2.5 h;200 ℃时处理时间不宜超过1 h;应用硼酸钠缓冲溶液浸注木材,可减缓木材热降解程度.     

热处理对毛白杨木材物理力学性能的影响

采用蒸汽介质,氧气含量控制在2%以下,在热处理箱内对毛白杨木材进行热处理,研究处理温度(170~230℃)和处理时间(时间1~5 h)对毛白杨木材物理力学性能的影响。结果表明,随着处理温度的提高和处理时间的延长,毛白杨木材的抗胀缩率显著提高,但抗弯强度显著降低;热处理后毛白杨木材的抗弯弹性模量提高。     

热处理升温速率对柞木微观结构和物理力学性能的影响

升温速率对木材热处理的产品性能和反应机制都会产生显著影响,对生产实践操作也具有重要作用,但相关研究十分缺乏。以柞木为试样,在常压过热蒸汽条件下以5,10,15,20和25℃/h的升温速率分别升温至200℃进行热处理。分析处理材的主要化学组分和结构,并测试其主要物理力学性能,探索升温速率对处理材结构和性能的影响,为木材热处理技术的优化应用提供参考。结果表明：热处理升温速率对柞木化学组成和结构都具有显著影响。细胞壁半纤维素含量随升温速率的减小而下降,而木素的相对含量则随着升温速率的减小而提高,纤维素含量受热处理影响很小,但微纤丝结构发生明显变化。不同升温速率水平下热处理柞木的主要性能也呈规律性变化。热处理后柞木的静态与动态弹性模量均有所增加,且都随着升温速率的下降先增大后减小,与微纤丝结晶度的变化趋势高度一致。热处理后柞木的吸湿性随升温速率的减小而逐步下降,并与半纤维素浓度的变化密切相关。综上可见,升温速率是调节热处理柞木性能的有效工艺参数,但试材性能的变化与升温速率之间并非都是线性关系,应根据木材热处理的主要性能需求,结合生产效率和安全性等综合因素确定木材热处理的升温速率。     

185 ℃高温热处理对水曲柳木材力学性能的影响

对经过185℃生产性高温热处理的水曲柳木材的力学性能进行测试和分析.结果表明:与素材一样,处理材弦径向弹性模量之间没有显著差异;高温热处理对水曲柳木材弦向弯曲强度和横纹抗压强度有不利影响,而弦向弹性模量、顺纹抗压强度、表面硬度等受此种工艺的影响很小.若将处理材与素材在实际使用情况下的力学性能进行比较,处理材除了在弦向弯曲强度上仍比素材低,上述各项力学性能均高于素材.     

真空高温热处理对思茅松木材化学成分和颜色的影响

在真空条件下(真空度为0.08MPa),热处理温度分别为160、170、180、190、200℃,热处理时间分别为1、2、3、4h的工艺条件下对思茅松(Pinus kesiya var.langbianensis)木材进行高温热处理,采用CIE L~*a~*b~*法对热处理木材的颜色参数值进行测定与化学分析,并对其失重率进行了分析。研究结果表明:1)在热处理温度200℃、热处理时间4h工艺条件下真空高温热处理思茅松木材,失重率只有2.14%。2)随着热处理温度的升高和处理时间的延长,思茅松木材的明度L~*降低,总体色差△E~*增大;思茅松木材半纤维素和纤维素相对含量降低,木质素相对含量增加。3)细胞壁成分的降解导致了化学成分的改变,使得木材的颜色发生变化。     

高温饱和蒸汽热处理对沙柳材物理力学性能的影响

以沙柳材作为试材,以饱和蒸汽为传热介质,在不同饱和蒸汽温度和不同时间下对试材进行不同条件的热处理,研究了热处理温度和时间对沙柳材的物理和力学性能的影响.试验结果表明:处理温度对阻湿率(MEE)和抗胀缩率(ASE)的影响显著,处理时间的影响不显著;处理温度和处理时间对抗弯弹性模量(MOE)和抗弯强度(MOR)的影响显著.     

古建用落叶松木材物理力学性能预测及其影响因素

为实现对木结构古建筑的预防性保护,有必要对木构件的材质性能进行及时有效的预测和评价。采取小试样-缩尺-足尺递进的方式,将微钻阻抗仪和应力波检测等无损检测方法与实验室物理力学性能测试相结合,构建并检验了落叶松木材物理力学性能与微钻阻抗值和波阻模量关系预测模型,进而提出了古建用落叶松木材物理力学性能的现场无损检测分析方法。研究结果表明：落叶松小试件密度与微钻阻抗值呈现明显的线性正相关关系,木材密度与微钻阻抗值线性方程相关系数为0.91;落叶松小试样顺纹抗压强度、抗弯强度及抗弯弹性模量与波阻模量呈现较明显的线性正相关关系,木材顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量与波阻模量线性方程相关系数分别为0.86,0.74,0.74;通过微钻阻抗仪和应力波检测可推算落叶松木材物理力学性能。利用小试件测试数据所建立的预测方程进行落叶松大试件物理力学性能推算存在一定的误差,其缩尺试件密度和顺纹抗压强度预测值与实际值平均偏差分别为12%和16%,足尺试件密度和顺纹抗压强度预测值与实际值平均偏差分别为16%和17%。现场预测应同时考虑测试路径因素,自心材至边材区域,落叶松木材密度、顺纹抗压强度、微钻阻抗值沿径向...     

高温热处理竹材的物理力学性能研究

以6年生竹材为研究对象,分别采用160℃、180℃、200℃的温度对竹材进行4h热处理,检测热处理前后竹材的物理力学性能。结果表明:热处理后竹材的平衡含水率、气干密度、全干密度、干缩性随热处理温度的升高均呈下降趋势,热处理竹材的大部分力学性能也呈下降趋势。与未处理竹材相比,在使用环境相同的条件下,200℃热处理竹材的静曲强度下降了30.09%,抗弯弹性模量提高了13.60%,顺纹抗压强度下降了1.30%,顺纹抗拉强度下降了58.98%。由此表明,热处理温度对竹材的物理力学性能影响显著。     

改性辐射松木材物理力学性能研究

研究了辐射松树脂浸渍材与热空气热处理树脂浸渍材、热压热处理树脂浸渍材的物理力学性能,为后续辐射松改性处理和加工利用提供参考。结果表明:相对于未处理材,浸渍处理提高了木材的密度、尺寸稳定性、力学性能;相对于浸渍材,热处理可进一步提高尺寸稳定性,但一定程度降低了力学强度。     

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....     

热处理对落叶松板材耐久性及力学性能的影响

本研究是以生物质燃气为热处理介质对落叶松板材进行热处理,处理温度为210℃,处理时间为4 h,检测分析落叶松板材热处理后对室外耐久性、物理力学性能及室内抑菌性的影响。结果表明:经过热处理后落叶松板材的室外耐久性和室内抑菌性均有改善,尺寸稳定性提高,除顺纹抗压强度和抗弯弹性模量略有提高,其它力学性能总体呈下降趋势。     

热处理温度对圆盘豆木材力学性能的影响

以过热蒸汽为传热介质和保护气体,采用不同温度对圆盘豆木材进行热处理4h,对圆盘豆木材在不同热处理温度下的力学性能变化规律进行研究。结果表明,随着热处理温度升高,圆盘豆热处理材抗弯强度、弹性模量、表面硬度均表现为先升高然后降低的趋势。热处理温度对圆盘豆木材抗弯强度影响最大,对弹性模量的影响次之,对表面硬度的影响最小。     

基于近红外光谱技术的热处理竹材物理力学性能

探讨了近红外光谱(NIRs)技术对实现热处理毛竹分选和性能在线检测的可能性。采集了3种不同温度(150,180和210℃)热处理及未处理毛竹的径切面近红外光谱信息,应用主成分分析方法与偏最小二乘法对竹材进行分类,并建立了热处理竹材的材色、密度以及力学性能预测模型。结果表明:1)近红外光谱二阶导数谱图在7 004和6 452 cm-1等吸收带处很好地反映了竹材热处理对应化学成分的变化,表明了近红外光谱变化与化学成分变化的一致性,也说明了NIRs用于快速分析热处理竹材材性的可能性; 2)热处理竹材在主成分得分图中呈明显的聚类分布特征,说明了NIRs技术对于热处理竹材良好的分类能力; 3)材色预测模型的模型参数R2≥0.93、RPD均大于3.90,表现出了非常好的材色预测性能。气干密度、绝干密度以及抗弯强度预测模型的R2分别为0.83,0.85和0.82,RPD分别为2.42,2.59和2.34,能够满足竹材性能的评估精度要求。