木材的蠕变和机械吸湿蠕变

蠕变是天然高分子材料固有的1种物理性质,本文通过对蠕变过程的概述,分析了应力水平、树种、温度、含水率等对木材蠕变特性的影响.分析了木材机械吸湿蠕变产生的原因和研究方法,探讨了在木材干燥过程中机械吸湿蠕变对木材干燥应力的影响.     

木材的机械吸湿蠕变

为了弄清楚木材的机械吸湿蠕变的机理，许多研究者从不同角度对木材的机械吸湿蠕变现象作了各自的解释．该文对其中主要的观点作了比较详细的评述，并对在分子水平上揭示木材的机械吸湿蠕变现象的实质提出了一些初步的构想．     

木材流变学研究综述

在恒定及变化的湿度、温度、载荷等条件下,木材以及木质复合材料依赖于时间的行为特性被广泛地研究、总结和概括．在普通蠕变和松弛的基础上,提出了木材及木质复合材料流变学、机械吸附蠕变等概念．分析了木材流变学在国内外的研究现状、发展趋势和应用前景,为木质材料的加工、利用提供理论依据．     

落叶松板材常规干燥过程的动态机械吸附特性

为探索木材常规干燥机械吸附蠕变的动态发展模式,该文在实验室条件下对50 mm厚兴安落叶松板材进行常规干燥,用切片法测定了沿厚度方向的横纹弦向干缩应变、弹性应变、黏弹性应变的一维分布情况与变化趋势,并测定了不同尺寸规格及不同预处理工艺下木材试件的自由干缩变形。根据高聚物流变学理论与木材机械吸附蠕变理论,分析了干燥过程中木材厚度方向不同位置的机械吸附蠕变变形的变化规律及其主要影响因子,概括了木材表层与心层的机械吸附蠕变变形的典型发展模式。结论如下:可以采用线性函数与指数函数来分别描述含水率在低于20%和高于20%阶段的木材自由干缩率曲线,相关性较好;木材干燥机械吸附蠕变现象具有极大变异性,与干燥应力模式及应力发展间存在相互作用;在含水率低于特定温度对应下的纤维饱和点2%～4%时,木材表层的拉伸机械吸附蠕变应变与心层的压缩机械吸附蠕变应变均接近极大值;机械吸附蠕变在一定范围内的增大将有助于干燥应力松弛,机械吸附蠕变数值可作为木材干燥工艺调整的参考因子。      

木材的粘弹性及其蠕变模型

<正> 木材是一种具有独特性能的生物性材料。从化学组成看,它是由纤维素、半纤维素和木素等多种组分构成的高分子聚合物,具有热解、水解和生物降解等特性;从物理性质看,它是介于毛细管多孔体和胶体之间的一种物质,对水或其它极性分子具有很好的亲和性;从组织结构看,它是一种由纤维物质和“胶粘”物质交织而成的复合材料,具有多孔性、非均匀性和各向异性。在这些因素的影响下,木材或木质复合材料的力学性质,不仅和其它高聚物材料一样呈粘弹性,而且更为复杂。     

红锥木材蠕变特性研究

采用4点加载方式对红锥木材试件进行短时间(420 min)弯曲蠕变试验,获取红锥木材弯曲蠕变特性曲线,根据弯曲蠕变特性曲线确定红锥木材的粘弹性元件常数.同时研究红锥木材在强度极限内,应力水平与木材蠕变的关系.结果表明:当弯曲应力为σb20％时,J0(瞬间弹性柔量)为7.101×10 7 cm2/N、η0(粘性系数)为573.604×10-7 min·N/cm2、∑Ji(延迟弹性柔量)为0.694×10-7 cm2/N;当弯曲应力为σb30％时,J0为6.356×10-7 cm2/N、η0为513.636×10-7min·N/cm2、∑Ji为0.972×10 7 cm2/N;当弯曲应力为σb40％时,J0为8.408×10-7 cm2/N、η0为436.293×107min·N/cm2、∑Ji为0.784×10-7 cm2/N.结论:随着应力水平的增加,J0和∑Ji产生波动,应力水平为中等时(σb30％),J0有较小值,∑Ji有较大值;粘性系数η0则随着应力水平的增加逐级降低,级间降幅依次递增10.43％和15.06％,说明红锥在较高应力水平下抗蠕变能力下降较快.     

邓恩桉木材蠕变特性研究

采用电测法对邓恩桉(Eucalyptus dunnii)木材进行弯曲蠕变特性试验研究,结果表明,随着应力水平的增大,邓恩桉木材的抗瞬间弹性蠕变能力和抗长期粘性蠕变能力减弱;在40％σb应力水平下的抗延迟弹性蠕变能力最强;在相同应力水平下,邓恩桉木材径向试件的抗蠕变能力比弦向试件强.初步评定邓恩桉木材具有良好的抗蠕变性能...     

微波加热在木材加工中的应用

微波技术以其高效、快速节省能源等优势而得到越来越广泛的应用.本文从微波技术及微波加热的起源、发展入手,介绍微波加热干燥在木材加工中的应用.     

空气介质中热处理杉木压缩木材的蠕变

该研究采用空气介质中热处理,对径向压缩的杉木试材进行不同温度、不同时间的热处理,然后测定试材在绝干状态或吸湿解吸过程中的蠕变行为.结论为:①热处理杉木压缩木材在常温绝干状态下瞬时柔量和蠕变柔量(8h内)较小,在常温吸湿解吸过程中瞬时柔量和蠕变柔量(8h内吸湿结束时或20h内解吸结束时)较大,吸湿木材的瞬时柔量和8h内吸湿结束时的蠕变柔量分别可达绝干木材瞬时柔量和8h内蠕变柔量的1.5倍、3～5倍.②吸湿解吸过程中,热处理杉木压缩木材的蠕变行为不同于典型的木材机械吸湿蠕变,蠕变柔量没有表现出较大程度的增加.③热处理对杉木压缩木材的蠕变行为有很大的影响.热处理温度越高(乇鹪?00,220℃),时间越长,相应的试材在绝干状态或吸湿解吸过程中的瞬时柔量越大,某一时刻的蠕变柔量越大.杉木压缩木材在热处理过程中,木材细胞壁主成分发生降解反应是各柔量增大的主要原因.④就热处理杉木压缩木材在绝干状态或吸湿解吸过程中的瞬时柔量、蠕变柔量与相应热处理条件下回复率(RS)的关系而言,柔量越大,RS越小.热处理温度的高低,如200,220或140℃,对柔量与RS之间的关系有影响.烫     

水浸时效对红锥木材蠕变特性的影响

采用4点加载方式分别对红锥自然气干试材及水浸时效试验材料进行短时间(420min)弯曲蠕变试验,获取红锥木材在2种不同时效状态下的弯曲蠕变特性常数,分析2种时效状态下红锥的蠕变性能,并对水浸时效对红锥蠕变性能的改善效果作出评价。结果表明,在弯曲应力为σb40%的荷载下,红锥自然气干材的蠕变特性常数J0为8.408×10-7cm2/N、η0为436.293×10-7 min N/cm2、∑Ji为0.784×10-7cm2/N;红锥水浸时效材的蠕变特性常数J0为7.752×10-7cm2/N、η0为502.000×10-7 min N/cm2、∑Ji为0.341×10-7cm2/N。红锥木材经水浸时效处理后,其瞬间弹性柔量J0及延迟弹性柔量∑Ji均较气干材有所降低,而粘性系数η0则较气干材有较大幅度的提高。说明红锥木材经水浸时效处理后其抗瞬间弹性变形能力、抗延迟弹性变形能力及抗长期粘性变形的能力得到增强。     

木材物理力学性质的综合分析（Ⅳ）：变异性分析

通过对中国主要树种木材物理力学性质的统计分析,求得各项指标的平均值、极值以及极值所在的树种;通过对总体变异系数的对比分析,探讨了试件数量的决定方法,建议考虑变异系数来决定取样数量;通过对分级问题的研究表明,各项指标可依对数变换值按0.1的级差,考虑到标准差大小分为5—9级。     

木材热导率的理论研究

本文从木材的微观结构出发,应用物理力学原理,建立木材热导率的理论计算方法。并用于实际计算17种木材在0—100℃温度区间内的热导率,得到与实验值基本一致的结果。     

两种材色的兴安落叶松木材物理力学性质的研究

大兴安岭天然生长的兴安落叶松,根据材色可分两种类型：即红色材和白色材。按照ＧＢ１９２７－１９４３－９１《木材物理力学性质试验方法》,对上述两种材进行了材色,物理性质和力学性质的测试和分析。其结果表明：红,白两种材色的兴安落叶松,在木材的颜色定量表征参数,物理力学性质和加工性能等方面,均存在着很大的差异。红色材材质硬重,强度高,树脂量含,耐腐性强,但干缩变形大,加工也比较困难,适用于建筑和工业用材,     

蛋白质吸附表面活性剂的两种测定法研究

本文利用在一定ｐＨ值和浓度下，蛋白质与表面活性剂相互作用形成复合物产生沉淀的原理，研究了蛋白质对表面活性剂的吸附关系，并由此发展了在一定浓度范围内，两种有效的简便测定蛋白质对表面活性剂吸附的方法——滴定法和表面张力法     

马尾松表面自由基及其纤维结晶度

木材在机械力或辐射作用下,由于高聚物分子共价健的断裂而产生自由基。本文用电子自旋共振波谱观察木材在机械力作用下和受r射线辐射下所产生的自由基,并就其自由基的类别和稳定性进行分析。同时用x衍射法测得马尾松纤维的相对结晶度为61.2％,并发现r辐射对马尾松相对结晶度无明显影响,这说明辐射不会改变马尾松的主要材性。     

中草药防腐剂对木材物理力学性能的影响

以杨木(Poplar)与樟子松(Pinus sylvestris)为试验材料,分别采用中草药防腐药剂和铜唑(CuAz)对其进行处理,比较处理前后对木材力学性能(MOE、MOR),尺寸稳定性影响。研究结果表明:(1)经中草药防腐处理后,杨木和樟子松两种木材的MOE值和MOR值,均有下降趋势,对樟子松的MOE值影响显著,对杨木的MOR值影响显著。(2)两种木材经中草药防腐处理后,在相同的温度和湿度下,防腐处理的木材尺寸变化率均比素材小,尺寸稳定性比素材略有提高。     

木材吸着滞后现象的探讨

本文论述了木材在吸着和退吸过程中,胞壁上毛细管中汽—液两相界面具有不同的几何形状和曲率半径而引起弯曲液面上方饱和蒸汽压的差异,从而造成了木材的吸着滞后现象。木材吸着滞后现象是木材中毛细管结构本质的反映。     

两种材色的兴安落叶松木材的超微结构与木材分子的比较研究

为了比较兴安落叶松红、白材在应用上的优劣。本文对与力学品质因数有关的内容进行了木材超微结构与木材分子的研究，其结果：（１）红、白材的生长轮明显，早材管胞至晚材管胞急变。早材管胞腔大而壁薄、晚材管胞腔小而壁厚。红材晚材部分的几排管胞壁层最厚。管泡长度由早材向晚村逐渐增加，白材管胞平均长度大于红材管胞长度；（２）白材年轮较宽，年轮结构均匀，晚材率较低。红材年轮较窄，晚材率较高；（３）轴向管胞之间、轴向管胞与射线薄壁细胞之间、轴向管胞与射线管胞之间，均有不同类型的纹孔对。上述特征，在红、白材之间无明显区别；（４）交叉场纹孔属于云杉型，每一交叉区内有２～６个纹孔，多数呈２列排列，少数为单列；（５）红、白材的木质部均具有裂生树脂道，由泌脂细胞、死细胞、伴生薄壁细胞组成。但红材泌脂细胞数目多，白材少；（６）两种材的木射线均由射线薄壁细胞和射线管胞组成，但红材的射线簿壁细胞腔内树脂与无定形沉积物比白材多；（７）按两种材色，分别测量了早、晚材的管胞长度、径向宽度、胞腔径向直径、长宽比、壁腔比等６项指标，表明，主要差异是白材的管胞长度比红材管胞长。     

人工林长白落叶松木材材质早期预测模式(Ⅰ)——材性变异、幼龄期与成熟期的界定

以现代统计预测理论为基础,结合人工林长白落叶松木材生长轮材性变异规律,提出了木材幼龄期与成熟期划分研究的理论与方法.根据幼龄材与成熟材材性的特点,建立了木材幼龄期与成熟期界定的有序聚类最优分割模型(OCDB模型).测试了人工林长白落叶松木材的晚材率、生长轮宽度、管胞长度和宽度、微纤丝角及生长轮密度等材性指标,并且对其统计分析,得出木材材性变异规律.采用有序聚类最优分割模型划分出人工林长白落叶松的幼龄期为15a.