基于HSV空间的微米木纤维直径检测算法

为了实现生产中微米木纤维直径智能检测,结合先进的数字图像处理技术,并改进传统纤维分段测量法,研究了一种基于目标提取与最大内切圆的纤维直径检测算法.该算法对木纤维显微图像进行基于HSV空间的目标提取,分析木纤维形态并引入用户需求概念,通过改进的分段测量法实现木纤维直径检测.结果表明,采用的算法在木纤维直径检测中,具有良好的适用性,检测精度满足生产要求.     

钨纤维增强铜基复合材料构造木基防弹板的机理研究

对防弹板的研究现状进行了论述,首次提出将钨纤维增强铜基复合材料与微米木纤维压制的板材通过胶接的方式进行复合制成装饰防弹板的理论。对钨纤维增强铜基复合材料的制备工艺进行了研究,并分别对制备的钨纤维增强铜基复合材料和微米木纤维板进行微观组织观察。发现钨纤维增强铜基复合材料界面结合良好,微米木纤维板中的纤维在胶接的作用下呈现有利于防弹的网状排布结构。随后对防弹板中的钨纤维增强铜基复合材料进行不同应变率条件下的压缩试验,结果显示钨纤维增强铜基复合材料具有明显的应变率敏感性,在1600s。压缩时材料的流动应力达到2350MPa,同时发现在动态压缩的过程中复合材料还出现了应变硬化和应变软化现象。研究结果表明钨纤维增强铜基复合材料具有出色的动态力学性能,利用钨纤维增强铜基复合材料构造木基装饰防弹板具有可行性。     

藤黄檀结香树脂的性状和显微鉴别研究

[目的]对藤黄檀结香树脂进行组织形态学研究,为其鉴定提供依据。[方法]采用性状和显微鉴别方法对藤黄檀结香树脂进行鉴别。[结果]藤黄檀茎表皮灰褐色,结香树脂红褐色、棕褐色或紫褐色;断面可见明显管孔;味辛。显微鉴别结果显示,横切面导管多为单管孔,散生,轴向薄壁组织带状;弦切面木射线非叠生,宽1～5列,高7～56个细胞,径切面木射线组织异型,多为横卧长方形,少数方形和直立形。粉末及解离组织可见木纤维、具缘纹孔导管、木薄壁细胞和木射线细胞。[结论]该研究明确了藤黄檀结香树脂的性状特征和显微特征,所建立的方法操作方便、准确可靠,可为藤黄檀结香树脂的鉴别提供依据。     

纤维板热磨工序GCEMC法仿真

为准确地描述纤维板生产过程中纤维热磨质量对纤维板成品质量的影响,对纤维的热磨过程中木片纤维之间的缝隙和木片细胞孔穴的结构模型,以及气体分子与人造板孔穴之间的相互作用模型进行了描述.利用巨正则蒙特卡罗法对人造板的木片热磨中细胞在高压空气下的扩充及人造板木片的结构表征设计方面进行计算机模拟,给出了在人造板热磨特征研究中,GCEMC采用的人造板木片细胞孔穴与纤维之间相互作用的建立模型的算法,并进行了实例仿真.结果表明:该方法能够有效地分析不同树种的纤维得浆率,能够准确描述人造板的热磨特性,从而优化热磨机尺寸.     

亚微米木基生物弹性材料医用夹板弹性模量研究和建模分析

选用亚微米级刨花作为研究对象,结合现代医用夹板设计理论,采用将亚微米刨花压缩的方法制作异型医用夹板,与传统医用夹板相比较从微观结构研究亚微米木基生物弹性材料医用夹板的特性。以微观角度探索亚微米木基生物弹性材料医用夹板的形成机理,通过研究木纤维横截面的微观结构特征并提出提高医用夹板柔韧性的方法,采用微米级的切削厚度破坏木材微观结构的六棱形形态,构造出新型的具备高柔韧性的亚微米木基生物弹性材料医用夹板。通过对落叶松及毛白杨2种树种的刨切试验以及模压医用夹板试件的制作,得出模压医用夹板的刨花最优尺寸。对新型医用夹板弹性模量的理论分析,引入在模压医用夹板受到外力之后应力应变存在的关系式,对平面内的弹性模量进行积分,求出其理论弹性模量,并得出理论上定向铺装的亚微米刨花板的弹性模量在其主方向上5倍于普通亚微米刨花板的结论。通过研究模压医用夹板弹性模量提高的原因,给出影响模压医用夹板弹性模量除亚微米刨花的大小、密度、施胶量、胶合是否严密以外的其他影响因素,引入微观结构孔穴比系数、亚微米木基生物弹性材料医用夹板的压缩程度系数、亚微米木基生物弹性材料医用夹板与胶料的胶合系数以及亚微米木基生物弹性材料医用夹板的不直系数,并将对其强度产生影响的相关系数代入计算公式,推导出亚微米木基生物弹性材料医用夹板弹性模量的力学表达式。提出亚微米木基生物弹性材料医用夹板的压缩量也会影响模压医用夹板强度的观点,通过代入公式得出模压后亚微米木基生物弹性材料医用夹板的密度对模压医用夹板强度的影响。     

基于Fluent的微米木纤维过滤器理论实测分析与数值模拟

为研发高效率微米木纤维过滤器,分析过滤器的过滤机理,建立过滤器的数学模型并对过滤效率进行计算,利用Fluent对纤维过滤器的过滤特性进行仿真,验证该数学模型的描述是否准确。通过Lee和Liu单纤维截留效率建立其综合过滤效率的数学模型,对模型进行描述与假设,根据模型推导出过滤器过滤效率的公式并进行计算。结果表明,增大微米木纤维的比表面积,纤维过滤器过滤效率提高;增大滤芯填充密度时,过滤器总过滤效率也会提高。但当滤芯质量增大到一定程度的时候,过滤器过滤效率增长变缓,故保证过滤器内滤芯质量为一定量时,过滤效率达到最佳。在此基础上,利用Fluent对所建立模型进行验证。验证表明,研究的模型当迭代30次左右残差曲线开始接近平和,计算结果默认的数量级,计算收敛。模型入口端面处的压力值最大,经过模型内部木纤维的层层阻隔,压力逐渐减小,在压力差的作用下,汽车尾气被排出模型外。     

民族药材刺柏的粉末显微鉴定

[目的]研究刺柏茎枝粉末的显微特征。[方法]将刺柏茎枝粉末用浓度1%番红花红T染色,装片,树胶封片,用显微镜多次观察并拍摄,对刺柏茎枝粉末进行显微鉴别,并选用Image-Pro Plus 6软件对其显微组织进行测量。[结果]刺柏茎枝粉末的纤维纹孔明显,有交错的纹理,直径22～55μm,少有分隔纤维;晶纤维易见,含晶细胞2～5个,沿纤维方向排列,方晶长22～30μm;韧皮纤维两端狭长,胞腔明显,直径42～54μm;木纤维直径48～72μm,壁连珠状加厚,纹孔不明显;有的木栓细胞胞腔内含棕色物;孔纹管胞相邻细胞的具缘孔纹成对出现,纹孔明显,直径13～32μm;网纹管胞破裂,多个相连,纹孔排列整齐,孔径23～34μm。[结论]该方法研究了刺柏茎枝粉末的显微特征,可为刺柏的鉴别提供依据。     

民族药山栀茶的生药学鉴别研究

[目的]研究光叶海桐、狭叶海桐、海金子的生药学特征.[方法]采用药材性状和显微鉴定的方法对光叶海桐、狭叶海桐及海金子进行对比研究.[结果]山栀茶3个种在显微鉴别上存在相同点及明显差别.在组织鉴别上,光叶海桐主要含草酸钙簇晶,木纤维单个或数个相聚;狭叶海桐皮层含石细胞,木栓层与皮层分离不完全,偶见草酸钙方晶;海金子不合草酸钙簇晶,草酸钙方晶易见,呈单个散在,木质部与韧皮部相间排列.在粉末鉴别上,光叶海桐粉末木栓组织细胞较薄,木纤维呈梭形、较短,可见破碎的油室及黄色挥发油;狭叶海桐粉末可见螺纹与少数孔纹导管并列存在,木纤维较长,挥发油颜色为淡黄色;海金子粉末中偶见梯纹导管,木栓细胞排列较厚、颜色较深,挥发油颜色较深,并可见少量石细胞.[结论]该研究为山栀茶药材的鉴别和质量评价方法提供参考.     

木质纤维细胞壁大分子取向研究进展

木质纤维细胞壁主要是由纤维素、半纤维素以及具网络结构的木质素交联形成的高度有序的三维立体结构,是植物最基本的力学承载单元。本文首先概述了国内外有关木质纤维细胞壁中纤维素、半纤维素和木质素3种结构大分子的模量、强度等微力学特性,其次就纤维素?半纤维素、纤维素?木质素以及半纤维素?木质素大分子间的交联结构、分子间的有序组装规律进行了总结。在此基础上,对比分析了光学显微成像、电子显微成像、原子力显微成像、显微红外光谱、线偏振显微拉曼光谱、和频振动光谱以及同步辐射X射线衍/射技术在细胞壁大分子取向研究过程中的异同点。重点讨论通过分子光谱化学成像技术揭示的木质纤维原料不同类型细胞以及同一类型细胞不同亚层中3种结构大分子取向排列规律。最后,展望了木质纤维原料大分子取向研究可能的发展趋势:系统表征木质纤维细胞壁纤维素超分子结构、三大组分间连接键类型、纤维素构象对半纤维素糖苷键及木质素芳香环有序组装的影响机制;在纳米尺度揭示木质纤维发育过程中,各类细胞壁中纤维素纤丝聚集体结构、取向和微力学变化规律;在细胞壁水平非破坏性地对木质纤维大分子取向进行三维立体成像和定量研究;基于分子结构表征、分子模拟和三维成像研究结果实现针叶、阔叶及禾本科植物纤维细胞壁骨架模型的构建。      

云南沉香和白木香的木材结构比较解剖学研究

通过显微和亚显微解剖观察方法,对云南沉香和白木香的木材结构进行初步研究。结果表明,云南沉香的木材由内函韧皮部、木射线、管孔、木纤维等组成。内函韧皮部呈岛式均匀分布,可见大量的长方体晶体;管孔以复管孔、单管孔的形式存在;木射线为异性Ⅲ型。说明云南沉香与白木香的木材结构基本一致。     

木材显微结构图片的计算机制作

利用现有显微设备和计算机,研究了木材显微结构图片的计算机制作方法,对计算机技术与木材显微技术的结合进行了探索,为木材综合信息管理系统奠定了基础.     

植物短纤维专用力学性能测试仪的开发和应用

木纤维、竹纤维等植物短纤维由于长度短,力学性能难以测量。本文详细介绍了一种最新开发的用于木纤维、竹纤维等植物短纤维力学性能测试设备的结构、性能、技术优势,并使用该设备对毛竹纤维、杉木管胞纵向力学性能进行了初步测试。测试结果与已有研究得到的数据吻合得较好。该设备成功地解决了植物短纤维力学性能测试中纤维夹持、纤维取向调节这2个技术难题。     

榉木横纹三点弯曲受压声发射损伤模型研究

为探究木材在横纹受压下脆性断裂的损伤演变过程，依据声发射（acoustic emission,AE）事件构建木材损伤变量本构模型。首先，将木材内部等效为若干根互不相关的受压木纤维，每根横纹受压木纤维又可等效为受压微弹簧。然后基于概率思想，在微弹簧的中性层受力分析基础上，假设横纹受压的微弹簧极限应变服从某一分布函数的随机变量，经过分析得到微弹簧的极限应变服从分布函数和木材横纹受压损伤演化方程，以及累计AE振铃计数-应变曲线和损伤变量之间关系。最后，通过榉木(Zelkova schneideriana)试件三点弯曲AE试验得到归一化累计AE振铃计数-应变曲线，再利用Gaussian曲线拟合出所需参数，进而得到微弹簧的极限应变分布规律和损伤演化方程的表达式，建立三点弯曲受压AE损伤模型。结果表明，累计AE计数与榉木横纹受压的微观损伤过程是对应的，并且结合AE试验数据得出的损伤演化数学模型可以很好地反映榉木横纹受压过程中的损伤演化特征。     

欧美杨107应拉木的纤维形态与化学组成

为了解欧美杨107应拉木纤维形态与化学成分构成,并以此分析欧美杨107应拉木作为制浆材的可行性,用切片法测定了应拉木和对应木的纤维形态,并按照GB/T2677(2-10)—1993分析其化学成分构成。结果表明:1)应拉木和对应木纤维的平均长度分别为1321和1227μm,长宽比分别为59.48和44.94,壁腔比分别为0.86和0.39。2)应拉木和对应木的Klason木素含量分别为17.20%和24.04%,硝酸乙醇纤维素含量分别为59.14%和45.52%,综纤维素含量分别为86.59%和78.41%,苯醇抽出物含量分别为1.32%和1.87%,1%NaOH抽出物含量分别为13.95%和21.58%,灰分含量都低于1%。根据对纤维形态和化学成分的测定结果判断:欧美杨107木材的应拉木和对应木都能满足制浆性能的要求,在实际生产中都可被用作制浆材,且应拉木制浆性能比对应木好。     

人工林米老排木材解剖性质及其变异性研究

为了解人工林米老排木材解剖性质,并探求其木材材质变异规律的内在机制,为建立米老排“培育—材性—加工利用”一体化的模式提供必要的理论依据,该文借助电子显微镜和计算机显微图像分析系统,从微观的角度,应用定量解剖学方法,对米老排木材解剖性质及其沿径向的变异规律进行了系统的测定和分析.研究结果表明:①米老排纤维长度、宽度、双壁厚、长宽比、壁腔比、腔径比平均值分别为2 014.2 μm、26.19 μm、11.07 μm、78.68、0.79、0.57;由髓心向外除腔径比呈递减趋势外其余纤维形态指标呈递增趋势. ②导管分子长度、宽度、双壁厚、长宽比、壁腔比、腔径比平均值分别为1 666.0　μm、53.83　μm、5.44　μm、31.85、0.12、0.90;由髓心向外除双壁厚和壁腔比呈递减趋势外其余导管分子形态指标呈递增趋势. ③纤维比量、导管比量、木射线比量和薄壁组织比量平均值分别为54.8%、16.5%、27.6%、1.1%;由髓心向外木纤维比量呈增加趋势,导管分子比量呈递减趋势,木射线比量和薄壁组织比量变异规律不明显. ④微纤丝角平均值为8.4°,由髓心向外呈递减趋势．⑤幼龄材与成熟材的界限为第7年.      

含水率和密度对木材应力波传播速度的影响

为了用应力波检测木材含水率,采用ARBOTOM 应力波测试仪测量了木材径向不同位置上的试件在不同含 水率(0 ~65%范围内)条件下的应力波纵向传播速度。结果表明:木材中应力波传播速度随含水率的下降而增加; 当含水率低于纤维饱和点时,传播速度随含水率下降增加较大,其中山毛榉的增幅为17.4% ~19.5%,落叶松的增 幅为18.2% ~20.8%;当含水率高于纤维饱和点时,传播速度随含水率下降增加较小,其中山毛榉的增幅为6.0% ~ 7.9%,落叶松的增幅为8.0% ~10.6%。当含水率相同时,应力波在同一树种木材不同位置上的传播速度不同,这 与木材不同位置的基本密度差异有关。应力波传播速度随木材基本密度的增大而增大,其中山毛榉木材的增幅为 17.5% ~20.8%,落叶松木材的增幅为12.7% ~ 14.5%。同一树种内的任意含水率下,基本密度不同时应力波传 播速度之间差异显著,传播速度和基本密度之间存在较好的正相关线性关系。不同树种之间,传播速度和基本密 度之间没有明显关系,这可能与不同树种之间的成分差异有关。      

群众杨改良无性系材性性状遗传分析

对１７个群众杨改良无性木材密度、纤维长度、纤维宽度、纤维长宽比、纤维壁腔比进行分析，结果表明：（１）木材我性间差异显著，２８－７７号无性的木材密度为０．４３２７ｇ／ｃｍ＾３，比对照品种群众杨提高了２３．８％；（２）无性系间和树龄间纤维长度、纤维长宽比差异极显著。树龄间纤维宽度、纤维壁腔比差异极显著。纤维长度树龄的增长逐渐变长；树龄对纤维长度总变异的贡献率达６４．３％，是变异的主要来源。（３）木材密     

木材苯酚液化物的纳米纤维制备工艺

为拓宽木材液化产物的应用领域,提高木材产品的附加值,解决木材微米、纳米级纤维材料的加工难题,在对木材苯酚液化产物特性研究的基础上,提出了静电纺制具有纳米级尺度的木材纤维材料的工艺路线.利用木材苯酚液化产物为前驱体,通过加入反应剂如六次甲基四胺等调制纺丝液,在合适的温度下高压静电纺制成纳米级纤丝,然后将纤丝在HCl和HCHO混合溶液中加热固化,最终获得强度较高的木材纤维.同时分析了在制备过程中可能影响纤维形成的纺丝液因素和纺丝工艺因素,认为纺丝液的温度和施加的电压是影响纳米纤维成形的主要因素.该纤维可进一步炭化或活化加工成用途广泛、性能优良的碳纤维和活性碳纤维材料.     

黄槿木材结构特征的分析

借助连续变倍体视显微镜、生物数码显微镜和电镜观察黄槿木材的宏观、微观构造,按照许尔兹发进行解离,测量分析各种细胞的形态特征。结果表明,黄槿为散孔材,管孔主要为单管孔及径列复管孔,导管分子主要为圆柱形,单穿孔,椭圆形,穿孔板倾斜,螺纹加厚缺如,无侵填体;管间纹孔互列,射线-导管间纹孔似管间纹孔;木纤维呈细长纺锤形,两端尖削,纤维长度417~1 727 μm,平均1 092 μm,属中等长度纤维;轴向薄壁组织肉眼下可见,主为环管束状及星散状;木射线肉眼下可见,射线组织异Ⅰ型及异Ⅱ型,宽2~4细胞,高5~47细胞,宽多为2~3细胞,高8~17细胞;瓦形细胞具翅子树型;轴向薄壁细胞和射线细胞皆含有晶体及颗粒状内含物,晶体多为晶簇状,少有菱形及方形。通过上述分析为黄槿木材的合理利用提供基础理论依据,丰富木材识别鉴定的基础理论。