木材微波干燥内部压力对水分移动的影响

在微波干燥过程中,能量是以电磁波的形式直接渗透到木材的内部,并通过微波电磁场与水分子及木材中极化分子(羟基)的相互作用而迅速产生大量的热,导致木材内水分移动机理与常规干燥很大的不同。实验结果表明:微波干燥过程中,存在内高外低的压力场,内中蒸汽压力是水分移动的驱动力。     

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。     

微波干燥木材的应用

对木材进行干燥处理,使其含水率达到一定的使用要求是保证木制品质量的重要手段,因此在使用前都要进行干燥。当前,一般是采用热空气加热木材的传统干燥方法,这种方法,不管其热源方式如何,都是用热空气从外部加热木材,使其表面水分蒸发,形成表面和内部含水率梯度,促使水分由内向外扩散达到干燥木材的目的。若使表面蒸发速度与内部扩散速度相平衡,木材加热均匀、温湿度适当,木材就能快速干燥。因此,在干燥木材时,为抑制初期表面水分扩散,应采用高温高湿的方法增加导热系数,但因木材本身导热性能差,这种方法很难实现。１微波干…     

木材微波改性技术

微波是波长 1m～ 1mm、频率 0 .3～ 4 0 MHz的电磁波 ,在微波电磁场中 ,由于介质损耗使木材加热。此种加热方式 ,热量不是从木材外部传入 ,而是在内部直接发生 ,因此能从内部改变木材的构造和性质。澳大利亚墨尔本大学林学院的 P.Vinden和G.Torgovnikov教授在 2 0 0 0年国际林联主办的专题为“桉树木制品的未来”研讨会上 ,介绍了他们开发的微波木材改性技术 ,兹就其要点简介如下 ,以供参考。1　微波改性木材的渗透性微波可使木材细胞内的蒸汽压增高。由于木材射线细胞的胞壁较薄 ,内压增高可导致其破裂而形成液体和蒸汽易于通过的径向通…     

微波处理对辐射松吸声性能的影响

【目的】采用高强度微波对辐射松进行改性处理,探究不同微波功率、处理时间和木材纹理方向对辐射松吸声性能的影响,以提高木材的附加价值、拓展木材的应用领域。【方法】将新采伐的辐射松生材干燥至含水率40%～60%,在不同微波功率(100、120和140 kW)与处理时间(20和30 s)组合条件下处理辐射松木方,获得微波处理材。采用传递函数法测量微波处理材径切面和弦切面的法向吸声系数,探讨不同处理条件下辐射松吸声性能的变化规律,借助光学显微镜和扫描电子显微镜观察辐射松的解剖构造和微波处理前后的微观结构形貌。【结果】微波处理材与对照材相比,密度和含水率显著下降,不同处理条件下辐射松吸声性能均有不同程度提升,吸声系数提高4.79%～201.9%,平均吸声系数最高达0.320;不同条件下微波处理材的吸声系数在1 000 Hz以下的低频范围内变化不显著,吸声系数呈先上升后下降的趋势,在1 000 Hz左右出现吸声低谷,在1 000 Hz以上差异显著,吸声系数随频率升高呈上升趋势;微波功率越大、处理时间越长,处理材吸声性能越好,吸声系数曲线上升趋势越大;处理材弦切面的吸声系数比径切面高9.6%～29.6%,对照材径切面的吸声系数在1 000 Hz以上低于对照材弦切面,在1 000 Hz以下高于对照材弦切面;辐射松弦切面相较于径切面存在丰富的单列木射线和少量纺锤形木射线,微波处理材轴向管胞壁和胞间层出现裂缝,管胞上纹孔膜消失,木材孔隙率和相邻孔隙之间的连通性增加,声波在木材内部传播可更大概率地与孔隙壁摩擦,增加声能损耗从而达到更好的吸声效果;微波功率、处理时间和木材纹理方向与吸声系数的相关性分别为0.519、0.637和0.705,3个变量对吸声系数均有中等程度影响,其中木材纹理方向对吸声性能的影响最大。【结论】辐射松未处理材弦切面和径切面的平均吸声系数分别为0.167和0.106,吸声性能不佳;微波改性处理是提高木材吸声性能的有效方法,但会导致木材微观结构破坏,最佳微波处理工艺为微波功率140 kW、处理时间30 s、木材纹理方向选择弦切面;微波处理材的吸声系数最高达0.320,属于吸声材料范畴。