人工林落叶松髓心方材高频/真空干燥工艺研究

对人工林落叶松含髓心方材进行高频真空干燥试验,以确定高频真空干燥工艺参数。结果表明,适宜的高频真空干燥工艺,不但能保证落叶松髓心方材干燥质量,而且能大幅度提高干燥速度。试验得出较佳的干燥工艺条件为:电流0.4A,输入电压2kV;高频开启3min停1min,控制温度50℃;干燥初期真空度为13.33kPa,干燥后期真空度为6.67kPa。     

重齿铁线子木材高频真空干燥工艺研究

高频真空干燥有效集成了高频快速加热与真空下水沸点降低的双重优势,能够使木材在低温下快速干燥,在干燥名贵和大断面木材上具有综合优势。探讨了高频真空干燥工业生产中干燥工艺参数的计算方法和选用原则,并对重齿铁线子(Manilkara bidentata)木材进行了生产试验验证。结果表明:单位体积输入功率(Pu)及脱水量的确定是干燥工艺实施及干燥过程控制的前提,Pu可以通过调整高频发振设备的电流(IP)、电压(EI)及发振率(R)来设置;干燥后期通过下调IP降低极板间的电压来避免干燥过程极板放电;干燥后木材含水率及干燥缺陷满足国标二级要求;干燥速度为1.2%/d,且随含水率的下降而减小。含水率在20.9%~10%之间,脱水效率与材温呈正相关。此外,脱水效率与含水率呈二次抛物线关系,在含水率为14.5%时取得峰值;材料升温能耗占全部能耗的11.2%,全部过程高频加热能耗占比为71.7%;升温阶段能量转换效率为44.5%,干燥阶段为27.7%,升温及干燥时间计算时应该考虑能量转换效率。干燥工艺参数计算方法、选用原则及试验结果可为高频干燥工业生产提供技术参考。     

含水率对竹胶合板力学性能的影响及纤维饱和点测定

通过设置含水率8%～60%均匀分布的胶合板,研究了七层等厚正交结构竹胶合板静曲强度和弹性模量受含水率影响的变化规律,采用Boltzmann曲线拟合和一元线性回归分析方法建立了数学模型,得出了竹胶合板力学性能转折点的纤维饱和点含水率平均值为21.72%。结果表明:胶合板含水率从8%增加到纤维饱和点时,静曲强度和弹性模量降幅50%左右,竹胶合板含水率达到纤维饱和点以后,随着含水率的增加胶合板力学性能保持稳定,与竹材本身的力学性能随含水率的变化趋势一致。     

专利名称：刨切用竹材的软化方法

一种刨切用竹材的软化方法，把含水率大干8％的竹材置于产生高频电场的第一电极2和第二电极4之间进行高频加热软化处理，处理时间为10-180min，所述的高频电场的两极问电压为2500-3500伏，频率为6^-10兆赫兹，两极问的间距小于1．5m。本发明的软化加工时间短，对竹材软化效果好，可在径切纹理或弦切纹理方向上刨切厚度范围为0．1-3．5mm范围的薄竹。     

含水率非均匀分布木材在热板加热下温度分布的变化规律

热作用下温度分布和含水率分布的变化规律,是实木层状压缩形成机制研究的基础。以初含水率处于非均匀分布状态下的毛白杨木材为对象,研究在180℃热板夹持加热过程中的温度分布变化规律,为揭示层状压缩形成机制提供科学依据。结果表明：初始含水率表层高、内部低的木材,在热板夹持加热过程中,厚度方向上始终存在一个明显的升温速率峰值。随着加热时间的延长,升温速率峰值和高含水率层逐渐向中心移动;高含水率区域内木材,温度较玻璃化转变温度高6.11～47.58℃,处于层状软化状态,是层状压缩形成的重要原因之一;采用多元线性回归分析方法建立的木材厚度方向温度预测多变量函数模型,决定系数为0.985,预测木材内部温度的标准误差为3.21℃,能够用于木材内部温度分布的预测。     

马尾松木材在高温干燥中的水分扩散性

对马尾松木材在高温干燥过程中的水分非稳态扩散进行了研究 ,结果表明当含水率高于纤维饱和点时 ,水分扩散系数随含水率的降低而增加 ;当含水率低于纤维饱和点时 ,水分扩散系数随含水率的下降而减少。马尾松木材的径向扩散系数大于弦向扩散系数。随着温度的升高和相对湿度的降低 ,木材的横向水分扩散系数增大     

竹材热压干燥过程中的水分扩散研究

采用非稳态法测定龙竹竹材热压干燥过程中的水分扩散系数,并探讨了温度对水分扩散系数的影响.结果表明:干燥温度越高,干燥各阶段水分扩散系数及平均水分扩散系数也越大;初始高含水率阶段,随含水率逐渐降低,水分扩散系数呈逐步增加趋势,在纤维饱和点附近时达最大值;随后,随含水率逐渐降低呈逐步减少趋势.     

高温饱和蒸汽软化工艺对竹展平板物理力学性能的影响

以毛竹竹筒为研究对象,探索不同高温饱和蒸汽软化工艺(软化温度为140、150、160、170、180℃;软化时间为4、6、8 min)对展平竹板材物理力学性能的影响。结果表明:竹材经软化后平衡含水率下降,展平后平衡含水率进一步降低;竹材的径向干缩率随软化温度上升和时间延长呈下降趋势;竹材的弦向干缩率在竹材软化后随软化温度上升和时间延长呈下降趋势,而展平后的竹材在140~150℃温度范围内弦向气干干缩率下降,在150~180℃范围内上升;竹材的静曲强度(MOR)和弹性模量(MOE)在140~170℃范围内上升,170~180℃范围内下降,且软化后未展平竹材的MOR和MOE均高于展平后的竹材。可得到结论,在170℃软化工艺下,竹展平板的尺寸稳定性和力学性能较好。     

温度和含水率对红松木材中应力波传播速度的影响

为分析应力波在木材中传播的影响因素,研究应力波传播规律,在实验室内,采用Arbotom应力波测试仪测试60个红松无疵小试件在不同含水率(从绝干到饱湿)和不同温度(-30,-20,-10,-5,0,5和20℃)下的应力波传播速度。在此基础上,分别分析应力波传播速度随含水率或温度变化的规律,探讨导致应力波传播速度变化的原因,并建立三者之间的回归模型。结果表明:含水率和温度是影响木材中应力波传播速度的2个重要因素。应力波传播速度随含水率增加或温度升高均呈逐渐下降趋势。在含水率32%(纤维饱和点附近)以下,传播速度随含水率增加下降幅度较大,反之则较小;当含水率低于50%时,传播速度随温度升高呈线性下降趋势;当含水率高于50%时,传播速度在0℃上下有一明显的跳跃。含水率、温度与应力波传播速度之间的二元线性回归模型拟合优度较高,决定系数R2均高于0.95。     

间歇和连续微波干燥对木材内蒸汽压力与温度变化的影响

对间歇和连续微波干燥过程中木材内部温度、蒸汽压力的变化以及二者相互关系进行探索.结果表明:木材在连续微波干燥过程中,温度的变化大致分为快速升温段、恒温段和后期升温段;微波辐射功率增加,升温速度加快,恒温段温度提高,时间缩短;内裂通常在高含水率木材高功率连续加热时出现;在木材温度上升到100℃之后,适当减少微波功率输入,或采用间歇输入微波能的方法可有效避免内裂的发生;炭化通常出现在木材干燥后期.适当控制木材中含水率,避免过低,减少微波能输入或采用间歇输入微波能的方法,可有效防止木材炭化.     

基于毛竹材的竹重组材关键技术研究

以毛竹为实验材料,研究了竹重组材在生产过程中冷压工艺和热压工艺的关键技术参数对竹重组材性能的影响。结果表明:1)采用冷压工艺时,用胶量对产品的胶合强度和膨胀率影响明显,用胶量为10%时生产的竹重组材具有较好胶合强度和吸水膨胀性能;竹束含水率为12%时其产品力学强度最好;竹重组材的密度越高,其各项性能指标就越好;加热温度为135℃时,产品的各项性能最佳;加热时间选择15 h较为合适。2)采用热压工艺时,较优热压工艺条件为单位压力2.0 MPa、热压温度145℃、热压时间1.7 min/mm;此工艺流程大大提高了生产效率,降低了生产能耗。     

刨切竹单板的软化工艺研究

为了克服刨切竹单板在家具曲面构件贴面或封边时出现横向开裂、破损等情况,采用氢氧化钠(Na OH)、碳酸氢钠(Na HCO_3)和尿素(CH_4N_2O)分别对刨切竹单板进行了软化处理。结果表明:刨切竹单板的软化工艺参数对其软化效果有较大影响,大小顺序为软化温度软化剂质量分数软化时间;随着软化温度的升高、软化时间的延长和软化剂质量分数的增大,刨切竹单板的横向柔韧性能逐渐增大;Na OH软化刨切竹单板的适宜工艺参数为:软化温度65℃、软化时间60 min、软化剂质量分数2%,Na HCO_3和CH_4N_2O则为:软化温度65℃、软化时间90 min、软化剂质量分数2%;其中,Na OH对刨切竹单板的软化效果最好。     

轻质稻秸保温材料高频热压板坯内部温度的研究

研究了高频电场中板坯厚度方向温度分布规律以及制板工艺因素(包括原料含水率、板材厚度和板材密度)对轻质稻秸保温材料板坯内部温度的影响,试验采用荧光光纤温度测定仪自动准确测定高频热压时板坯内部温度。结果表明:板坯升温过程分为快速升温、水分排出、慢速升温三个阶段,板坯内部温度在厚度上存在差异.温度分布总体表现为芯层高表层低。与常规热压相比,高频热压大大缩短了热压时间,且板坯厚度方向温度均匀性大大优于常规热压。在快速升温阶段,在一定范围内提高含水率能加快板坯的升温速度;在水分排出阶段,通过减小原料含水率能缩短水分汽化时间;原料含水率对慢速升温阶段基本没有影响。在整个升温阶段,板材密度越低,其升温速度越快;在水分排出阶段。板材密度越低,水分汽化时间越短。板材厚度的影响作用与板材密度类似。     

杉木表层密化及其变形固定处理技术──杉木表层染料水溶液渗透规律及其径向压缩变形特性

为了改善杉木木材表层质软、强度低、耐磨性差等力学性能及其视觉特性,通过在不同温度和压力条件下,对绝干、气干、纤维饱和点和饱水状态的杉木表层染料水溶液渗透规律,应力－应变曲线,以及杉木细胞形态变形的电镜观察,确定了杉木表层软化处理工艺中染料水溶液渗透的最适条件,探讨了不同含水率状态下杉木表层径向压缩特性。结果表明：１）温度９０℃,常压－减压交替循环,试材含水率在气干与纤维饱和点之间时,是染料水溶液渗透的最适条件;２）径向压缩大变形区域Ⅱ是杉木早材部分变形的堆积;３）与２０℃,９０℃饱水状态杉木试材相反,气干状态试材在卸载时不发生瞬间变形恢复现象。     

智能化木材含水率自动测试系统的设计

介绍了智能化木材含水率测试系统的电路设计、硬件构成和工作流程.提出采用动态补偿方法,可消除由零点漂移、温度漂移等引起的测量误差.经验证,在纤维饱和点以上时,含水率自动测试系统的平均误差小于4%;在纤维饱和点以下时,误差小于2%;在终含水率(14%～9%)范围内误差小于1%.     

竹材介电性质研究

研究了毛竹不同部位、竹龄、纹理、含水率和测试频率对介电常数和介质损耗角的影响.结果表明:在纤维饱和点以下,介电常数随着含水率的增大而增加缓慢,在纤维饱和点附近,介电常数随着含水率的增加而急剧增加,高于纤维饱和点后,介电常数和含水率成近似线性关系；纵向介电常数大于径向和弦向介电常数,径向介电常数和弦向介电常数间差异不显著；频率低于6kHz时,介电常数随着着频率的增大减小明显,频率高于6kHz后,介电常数随着频率的增加变化缓慢；竹龄、部位因素对竹材介电性能的影响规律不显著.     

基于高频热压成型的竹集成材制备及力学性能评价

【目的】探索竹材含水率、热压压力、施胶量和热压温度对高频热压成型竹集成材力学性能的影响,并优化高频热压加工工艺获得力学性能较优的竹集成材,为竹集成材高频热压成型提供技术参考。【方法】设计正交试验,采用高频热压加工工艺,以酚醛树脂(PF)为胶黏剂,研究竹材含水率、热压压力、施胶量和热压温度4个参数变量对高频热压成型竹集成材抗弯强度和剪切强度的影响,建立抗弯强度和剪切强度数学模型,分析力学性能最优解。【结果】极差分析表明,热压参数对抗弯强度的影响顺序为热压压力、竹材含水率、热压温度和施胶量,对剪切强度的影响顺序为施胶量、竹材含水率、热压压力和热压温度;主效应分析表明,4级竹材含水率、1级热压压力、1级施胶量和3级热压温度为最佳抗弯强度的热压参数,1级竹材含水率、1级热压压力、2级施胶量和3级热压温度为最佳剪切强度的热压参数;交互分析表明,各热压参数间存在交互作用;方差分析表明,热压压力是影响竹集成材抗弯强度的最重要因素,施胶量是影响竹集成材剪切强度的最重要因素;数学模型分析得出,竹材含水率15%、热压压力2.0 MPa、施胶量260 g·m-~(-2)、热压温度130℃为抗弯强度最优解(168.51 MPa);竹材含水率10.2%、热压压力2.0 MPa、施胶量240 g·m~(-2)、热压温度130℃为剪切强度最优解(263.26 MPa)。【结论】竹材含水率、热压压力、施胶量和热压温度4个参数变量对高频热压成型竹集成材力学性能均有影响,提出的热压参数对竹集成材抗弯强度和剪切强度影响的数学模型,可有效反映热压参数与竹集成材力学性能间的关系,优化高频热压加工工艺生产的竹集成材,其力学性能满足相关标准和使用要求。     

智能化木材含水率自动测试系统的开发

介绍智能化木材含水率测试系统的电路设计、硬件构成和工作流程,提出采用动态补偿方法,可消除由零点漂移、温度漂移等引起的测量误差.经验证,在纤维饱和点以上时,含水率自动测试系统的平均误差小于4%;在纤维饱和点以下时,误差小于2%,尤其在终含水率(14%～9%)范围内误差小于1%.     

刨花板常规热压传热研究

采用常规热压法对刨花板板坯进行热压,探讨热压时中心层温度变化规律与板坯含水率、板厚、板材密度及热压温度等的关系.结果表明:在快速升温段,升温速度随板厚的增加而明显减小,随热压温度的提高而加快;在慢速升温段,升温速度随板厚的增大而显著加快,随热压温度的升高而明显加速,升温速度受目标密度和板坯含水率影响很小;板坯内水分蒸发所需时间随板厚、板坯含水率、热压温度、板材密度的增长而增加;板坯内水分蒸发温度随板材密度的增加而升高,随板厚的减少而升高,热压温度和板坯含水率对其几乎没有影响;加入胶粘剂会使快速升温段的升温速度有所加快,而使恒温段的水分蒸发温度有所降低.     

微波处理对圆竹软化效果的影响

为改善圆竹家具弯曲构件软化工艺,推进圆竹家具工业化生产,以红竹竹筒为研究对象,采用微波加热进行软化处理,分析微波功率、处理时间和初含水率（10.6%、45.3%）对红竹圆竹软化效果的影响,并以弹性模量（MOE）和抗弯强度（MOR）为指标对软化效果进行评价。结果表明：随着微波功率提高,红竹MOE先下降后上升,500 W时达到最小值,较未处理材下降65.23%;MOR总体随功率提高而下降,在700 W时小幅上升,800 W时红竹出现严重内裂,强度较对照材下降47.21%。红竹MOE随微波处理时间的延长下降,在360 s时达到最小值,较未处理材下降75.44%。含水率45.3%红竹的MOE和MOR较气干红竹（含水率10.6%）大幅下降,分别下降了81.75%和65.13%。适当提高微波功率、处理时间及初含水率可降低红竹的MOE和MOR,提高红竹软化效果,但功率过高、时间过长会使MOE回升、红竹强度大幅下降。