包新德[1]（2021）在《硅酸钠浸渍改性杨木木材表面特性研究》文中认为杨木（Populus tomentosa）具有成材率高、质量轻、强度高、弹性好、易于机械加工等优点,常用于家具、地板、建筑材料、室内装饰材料等领域。本文以速生毛白杨为研究对象,无机盐（硅酸钠）为改性试剂,通过真空加压法制备了硅酸钠浸渍改性杨木。硅酸钠进入木材细胞内部会与木材中所含的木质素、抽提物等发生化学反应,对杨木表面性能产生一定影响,因此研究硅酸钠对于杨木木材表面性能的影响非常重要,其研究结果对杨木在家具建材、室内装饰用材之中的应用提供一定的技术和理论指导。主要结论如下:（1）硅酸钠浸入显着提高了杨木的物理力学性能。相比于未改性材,浸渍处理3h时的改性材,其增重率提高至42.15%,密度从未改性材的0.455 g/cm3提高到0.672 g/cm3,抗压强度提高了 76.19%,端面硬度、弦面硬度、径面硬度分别提高了 82.22%、55.05%、55.96%,径切面、弦切面的磨损量分别降低了 46.99%、41.81%。通过扫描电子显微镜、X-射线衍射和X-射线光电子能谱对改性杨木微观形貌、结晶结构、化学结构的变化进行分析。研究表明,改性杨木的端面和径面可明显看到填充的硅酸钠固体成分,随着浸渍时间延长,浸入杨木内部的硅酸钠固体成分也就越多,对杨木内部孔隙起到了物理填充作用。硅酸钠改性处理未改变杨木的晶胞结构,但改性杨木的结晶度有一定程度的降低,随着浸渍时间延长结晶度降低越明显。然而硅酸钠浸入到木材中填充了木材内部孔隙,能够承受更大的应力,因此在结晶度降低的情况下仍然能够起到强化木材的效果。改性材中不仅存在C元素和O元素,而且还存在Na元素和Si元素,表明硅酸钠可以有效地浸入到木材中,产生了 Si-O-C的化学结构并形成了氢键结合。表明硅酸钠不仅以物理形式填充,还形成了化学结合。（2）硅酸钠改性对杨木表面的色泽产生了影响。硅酸钠改性处理使得杨木表面的明度降低,使其表面明度变灰暗,但仍处于中明度区域;其颜色随着浸渍时间的延长逐渐偏向于黄绿色,且纯度也逐渐提高;经过水性和油基清漆涂饰杨木材后,其表面的颜色更加明显。硅酸钠改性使得杨木表面的纹理对比更加清晰,且杨木弦切面的纹理相比于径切面更加分散疏松,纹理间距也较大。同时,改性处理使得杨木表面的光泽度降低,且平行纹理光泽度（GZL）高于垂直纹理光泽度（GZT）,两者呈线性相关;相较于未涂饰材,经过两种清漆涂饰以后,杨木表面的光泽度明显呈现多倍提高。（3）改性处理提高了杨木表面的润湿性和表面自由能。硅酸钠改性处理能够显着提高杨木表面润湿性,随着浸渍时间延长其表面润湿性逐渐变好,并且水稀释能够同时提高杨木表面的润湿性。从三种水性漆的润湿性变化分析,水性丙烯酸-聚氨酯共聚物改性漆的润湿性优于水性丙烯酸酯漆,水性丙烯酸酯漆次之,水性聚氨酯漆的润湿性相比于其他两种漆更差。改性处理使得杨木表面自由能随着浸渍时间延长而逐渐提高,其表面的极性分量、色散分量、酸碱分量均有不同程度的增加,杨木径切面的表面自由能优于弦切面的表面自由能。硅酸钠改性处理使得杨木表面漆膜附着力变差,但从改性后木材漆膜附着力的等级比可看出改性处理并不会受到过度影响,致使其漆膜附着变得更差而出现不合格品。
邓雨希[2]（2021）在《聚乙烯醇—硅酸钠改性杨木制备与性能研究》文中指出杨木是我国三大速生树种之一,种植面积广、资源丰富,但速生杨木存在材质松软、物理力学性能不佳等缺陷,严重制约了其应用领域与使用范围。本文以速生人工林杨木为研究对象,采用硅酸钠和聚乙烯醇改性剂对其进行分步真空-加压浸渍改性处理,系统研究了硅酸钠和聚乙烯醇浓度、改性处理工艺等因素对杨木物理力学性能的影响规律,获得了优化的杨木聚乙烯醇-硅酸钠改性工艺,探明了杨木聚乙烯醇-硅酸钠改性机理,研究成果能为杨木绿色改性处理技术研究提供参考和借鉴。本论文主要结论如下:1、阐明了硅酸钠浓度、聚乙烯醇聚合度和浓度对杨木物理力学性能的影响规律。单因素试验表明,随硅酸钠浓度增加,杨木各项力学性能随之提高（除冲击韧性外）,浓度超过30%后各项性能趋于稳定;硅酸钠浓度为30%时,随聚乙烯醇聚合度、浓度的增加,杨木顺纹抗压强度、抗弯强度（MOR）和冲击韧性均呈先增大后减小的变化趋势;当聚乙烯醇浓度大于2%时,杨木抗弯弹性模量（MOE）提升显着。正交试验分析表明,聚乙烯醇聚合度是影响杨木力学性能的主要因素,优选的复合改性剂为:硅酸钠浓度30%、聚乙烯醇聚合度300、聚乙烯醇浓度3%。2、探明了杨木聚乙烯醇-硅酸钠分步浸渍改性处理工艺。单因素试验表明,随着真空时间、加压压力或加压时间的增加,杨木MOR、MOE均呈先增大后减小的趋势,但杨木的吸水性能变化不显着。正交试验分析表明,真空时间是影响杨木力学性能的主要因素,加压压力次之,加压时间影响不显着,较优的浸渍改性处理工艺为:真空时间30 min、加压压力0.2 MPa、加压时间50 min。3、揭示了杨木聚乙烯醇-硅酸钠浸渍增强改性机制。采用优选的改性剂和浸渍工艺对杨木进行改性处理后,杨木顺纹抗压强度、MOR、MOE和冲击韧性较对照材分别提高了 52.69%、90.24%、46.21%和7.98%。XRD和TG分析表明,相比对照材,聚乙烯醇-硅酸钠改性杨木相对结晶度提高了 9.6%,其热分解温度提前但质量损失率低于对照材。SEM、EDS、XPS和FT-IR分析表明,硅酸钠和聚乙烯醇主要填充或附着于杨木导管等细胞腔,形成物理支撑增强效应,同时两者在木材内部发生原位反应或自缩聚形成了 Si-O-C、Si-O-Si等化学键,构筑了具有柔性分子链段的网络交联结构,形成化学交联增强效应。
周亚[3]（2021）在《硅酸钠浸渍改性对杉木性能及直角榫接合强度的影响》文中研究指明杉木（Cunnighamia lanceolata）作为我国南方重要速生林树种之一,具有生长速度快、防虫、轻质及木材芳香等优点,成为工业界及学者们的关注对象,但因结构疏松,力学性能、尺寸稳定性差、易燃烧等缺点,使其在家具、室内装饰及建筑等高附加值领域的应用受到限制。因此,本文以杉木为基材,硅酸钠为改性剂,氟硅酸钠为固化剂,通过“负压-正压”交替作用于木材,实现了人工林杉木的均匀浸渍,提高了杉木的耐水性和物理力学强度,并赋予杉木阻燃性能;最后以直角榫为研究对象,研究了硅酸钠浸渍改性对其接合强度的影响。本研究结果对于促进杉木的改性技术发展及应用具有重要意义,论文的主要结论如下:（1）探讨了硅酸钠模数、浓度和浸渍时间对杉木浸渍效果的影响规律,获得了硅酸钠浸渍杉木的较佳工艺。单因素试验表明,随着硅酸钠模数增加,杉木的各项物理力学参数随之提高,硅酸钠模数为3.4M,改性材抗压强度是素材的2.10倍;随着硅酸钠浓度的增加,杉木的力学强度均呈现先增加后降低的趋势,当硅酸钠浓度为20%时,改性材的力学强度最高;浸渍时间的不同对杉木增重率的影响差异较小,总体趋势上呈现先增加后降低最终趋于平缓。正交试验分析表明,在硅酸钠模数为3.4M,浓度为30%,浸渍时间为1h（负压20min,正压40min）的条件下,硅酸钠改性材的综合性能最佳。（2）探明了硅酸钠的固化工艺参数,揭示了硅酸钠浸渍改性杉木的固化机理。单因素试验表明,固化剂浓度为1.8%时,杉木的综合性能最好;此时,与未加入固化剂组相比,改性材的药剂流失率降低了 25.97%,增重率、抗弯强度和抗压强度分别提高了 30%、37.1%和10.6%;通过SEM和FT-IR分析发现,改性剂在木材中连续的填充,对木材抗压强度的提升效果更好;改性后杉木形成了新的Si-O-Si键,说明硅酸钠以物理填充和化学键的形式作用于木材;XRD、TGA和CONE表明,杉木的结晶度提高,热分解速率降低,阻燃抑烟性能增强。（3）通过对杉木改性前后的弹性常数及直角榫接合强度实测和有限元结果对比分析,结果表明:杉木经过改性后,各向异性度减小,材质变得相对均匀;同时,改性材直角榫的抗弯承载能力与抗拔承载能力均提高,且实测结果与有限元分析结果基本吻合。
刘小燕[4]（2021）在《40mm厚人工林樟子松材五种干燥方式对比研究》文中认为樟子松是一种生命力非常顽强的乔木,生长迅速,寿命长,根系强大,有良好的保土防风性能,因而常作为北方地区的优势树种之一。天然林禁伐以来,为了缓解国内木材供应量不足,需要进一步克服人工林的缺陷,提高木材的高品质利用率,充分发挥与利用人工速生林的优势,实现小材大用、劣材优用的目标。木材干燥是木制品加工过程中最主要的一道工序,是合理利用木材、节约木材的重要技术措施,是直接影响木制品质量的关键,对节能、降耗、减排均有着非常重要的作用。本研究以40mm厚的人工林樟子松为研究对象,探究其在完全太阳能干燥、太阳能-高温联合干燥、太阳能-常规联合干燥、高温干燥与常规干燥过程中的干燥特性,主要包括干燥质量、干燥时间、干燥速度、干燥能耗以及干燥前后含脂率的变化情况,同时通过层次分析法建立木材干燥综合评价体系模型,对五种干燥方式综合评价。主要研究结果如下:1.人工林樟子松材常规干燥由初含水率76.08%,干燥至终含水率11.69%,全程干燥时间为72h;常规干燥后木材的平均终含水率、干燥均匀度、厚度上含水率偏差均达到了干燥质量等级二级,残余应力达到了干燥质量等级三级。其脱脂率为27.20%,常规干燥的干燥能耗最大,为459.095KW·h/m3,在整个干燥过程中,干燥后期所需的能耗更多,干燥后期的能耗占整个干燥过程的50%。2.人工林樟子松材高温干燥由初含水率83.18%,干燥至含水率10.42%,整个干燥过程共用24h。高温干燥的干燥速度是常规干燥的3.4倍。高温干燥后木材的平均终含水率、干燥均匀度、厚度上含水率偏差均达到了干燥质量等级二级,残余应力达到了干燥质量等级三级。其脱脂率为25.64%左右,高温干燥比常规干燥节能73%,高温干燥干燥后期的能耗占整个干燥过程能耗的32%,高温干燥在干燥后期更节能。3.人工林樟子松材完全太阳能干燥共耗时360 h,整个干燥过程较为缓慢,白天干燥速度为夜间的4倍左右。完全太阳能干燥的平均终含水率、干燥均匀度、厚度上含水率偏差、残余应力达到了干燥质量等级二级。完全太阳能干燥的脱脂率为50.14%,其脱脂率最大,脱脂效果最好。完全太阳能干燥的能耗最小,能耗为45.429KW·h/m3。4.人工林樟子松材太阳能-常规联合干燥总共耗时203h。太阳能-常规联合干燥的平均终含水率、干燥均匀度达干燥质量等级三级,其残余应力比较大,超过了5%,但未见到严重的可见缺陷产生。太阳能-常规联合干燥的脱脂率为31.02%,是太阳能-高温联合干燥的4.4倍左右。太阳能-常规联合干燥的能耗为148.404KW·h/m3,是太阳能干燥中能耗最大的。5.人工林樟子松材太阳能-高温联合干燥共耗时194h,太阳能-高温联合干燥比完全太阳能干燥的周期缩短46%,其平均干燥速度是完全太阳能干燥与太阳能-常规联合干燥的1.7倍与1.1倍。太阳能-高温联合干燥平均终含水率、干燥均匀度、厚度上含水率偏差达到干燥质量等级二级。太阳能-高温联合干燥的脱脂率仅为6.99%,太阳能-高温联合干燥的能耗比太阳能-常规干燥节能47%,比完全太阳能干燥的能耗增加22%。6.利用层次分析法,通过对木材干燥综合评价体系建模,将五种干燥方式的评价指标进行量化评价,通过计算得出高温干燥的权重最大,综合评价效果最好,即相较于其他四种干燥方式,高温干燥在干燥质量、干燥速度、干燥能耗方面的综合表现较好。
屈茹茹[5]（2021）在《基于蒸腾作用的杉木活立木穿孔染色效果研究》文中认为杉木（Cunninghamia lanceolata（Lamb.）Hook）是我国南方主要的速生用材树种,广泛用于家具制造和建筑装饰。红心杉是材性优良的杉木地理种源之一,产自江西省陈山林场,其材性和市场价值均远高于其他杉木地理种源,但红心杉的红心材自然形成速度慢,目前资源紧缺,已不能满足人们的需求。为定向培育出生长速度快,木材颜色符合消费者需求的高值化杉木装饰材,本研究以江西省安福县陈山林场7年生杉木人工林为研究对象,采用活立木穿孔染色法,以活性染料质量分数、渗透剂质量分数、磷酸二氢钾质量分数及染液的pH值为影响因子,通过设计L9（3）4正交试验,进行活立木染色试验,研究染液注入对木材染色效果、材性、杉木的生长和生物量等的影响,探讨人工促进红心材形成的最佳活立木染色技术,得到的主要研究结果如下:（1）染色杉木与对照杉木的总色差（ΔE1*）变化范围为13.74～26.86NBS,给人的视觉感受属于色差“非常显着”。染色材的各色度指数与天然红心杉心材相比,明度值（L*）差异不大,红绿轴色品指数值（a*）大于天然红心杉心材,黄蓝轴色品指数值（b*）略低。总体上,随树干高度的增加,染色杉木的明度（L*）呈上升趋势,红绿轴色品指数（a*）降低,黄蓝轴色品指数（b*）保持相对恒定,染色后的总色差（ΔE1*）也随高度逐渐减小。染色杉木浸水处理前后总色差（ΔE2*）范围为2.30～5.12NBS,属于人眼“可察觉和可识别,”的范围。（2）染液注入对大部分染色杉木的基本密度无显着影响,9组染色处理中仅有1号（活性染料0.2%、渗透剂0.01%、磷酸二氢钾0.1%、pH值3.5）与4号（活性染料0.5%、渗透剂0.01%、磷酸二氢钾0.2%、pH值5.5）染色处理的杉木基本密度显着高于对照杉木,分别比对照杉木高19.3%和15.3%。其余组杉木基本密度与对照杉木均无显着差异。（3）正交试验的9组染色处理中,除3号（活性染料0.2%、渗透剂0.1%、磷酸二氢钾0.3%、pH值5.5）染色处理的杉木树高年增长量显着高于对照杉木外;其余各组杉木树高年增长量、胸径年增长量、树叶水分利用效率和树干水分利用效率与对照杉木均无显着差异。染液注入并未影响杉木的基本径向生长规律。活性染料质量分数、渗透剂质量分数、磷酸二氢钾质量分数及染液的pH值四个影响因子的浓度对树叶水分利用效率的影响均不显着。（4）所有经染色处理的杉木树皮、树根与总生物量的增量与对照杉木均无显着差异,仅6号（活性染料0.5%、渗透剂0.1%、磷酸二氢钾0.1%、pH值4.5）和8号（活性染料0.8%、渗透剂0.05%、磷酸二氢钾0.1%、pH值5.5）染色处理杉木的树叶生物量增量,6号染色处理的杉木树枝生物量增量,以及6号,7号（活性染料0.8%、渗透剂0.01%、磷酸二氢钾0.3%、pH值4.5）和8号染色处理的树干生物量增量显着低于对照杉木。且树干生物量相对增量随各个影响因子浓度变化较其他器官显着,同一因素的同一水平下,染色杉木树干生物量增量与对照杉木树干生物量增量差值的绝对值均高于其他器官。（5）仅考虑染色材的染色效果时,幼龄杉木活立木染色的最佳工艺为:活性染料质量分数0.8%,渗透剂质量分数0.05%,磷酸二氢钾质量分数0.3%,染液pH值3.5。综合染色后木材的色差、浸水前后木材色差、染色杉木的基本密度、树高年增长量、胸径年增长量、树干水分利用效率、树叶水分利用效率和染色杉木总生物量增量等8个评价指标进行评价,幼龄杉木活立木染色的最佳工艺为:活性染料质量分数0.2%,渗透剂质量分数0.1%,磷酸二氢钾质量分数为0.2%,染液pH值为3.5。本研究结果为提高杉木自身的附加值,培育高值化杉木装饰材,促进杉木木材的利用,缓解优质木材资源供需矛盾提供借鉴,对人工促进杉木红心材的形成及杉木人工林的高效经营与管理,拓宽杉木的应用领域,推动杉木装饰材的开发和利用等具有重要的意义。
朱越骅[6]（2020）在《中山杉木材宏观与微观特征及湿热形变机理》文中提出研究中山杉木材在宏观和微观层面上的基本特征,进而探索中山杉木材湿热形变机理,揭示在湿度温度历程内中山杉木材在宏观和微观层面上的形变规律,对中山杉木材及其旋切单板的湿热形变进行预测分析和模拟,为中山杉木材的合理利用和产品开发提供科学依据,对充分认识中山杉木材特性并丰富木材科学研究的树种内涵具有理论意义,对中山杉木材的加工利用具有现实的指导意义。运用高分辨率三维激光扫描、木材切片任意四边形区域观测、动态热机械分析、导热系数与热膨胀系数协同测试、数值模拟,研究了中山杉木材宏观与微观特征及湿热形变机理,研究结果如下:（1）中山杉为显心材树种,年轮分界明显,晚材带小,早材至晚材缓变,木射线细且分布密集。树脂道缺乏。材表光滑,弦面“V”形花纹,节子多。结构细、纹理直,属轻—软木材。从髓心向外,生材含水率呈先减少后增加趋势,气干平衡含水率呈直线增长趋势,基本密度呈抛物线增加。幼龄材与成熟材界限为12年。早材管胞壁薄,径向大于弦向;晚材管胞壁厚,径向小于弦向。同一年轮管胞弦向宽度无变化,早材至晚材径向宽度减小。管胞径壁具缘纹孔,单列或双列。晚材管胞弦向双壁厚小于管胞胞腔,比值范围0.21～0.35。轴向薄壁组织星散型和切线型,端壁有节状加厚。木射线全由射线薄壁细胞组成,端壁无节状加厚,可见单纹孔对,交叉场纹孔柏木型,交叉场纹孔数2～3,偶见1或4。弦面木射线占有量大,与管胞形成交错空间较多。（2）中山杉木材切片任意四边形区域可从微观层面确定中山杉木材纤维饱和点在33.33%～38.33%之间。（103±2）℃温度作用下中山杉木材纤维饱和点以上管胞出现“收缩-回复”波动的微弱弹性形变;当低于纤维饱和点时,晚材管胞收缩大于早材,受射线薄壁细胞牵制,管胞弦向收缩大于径向,出现塑性形变,与木材宏观干缩规律一致且从髓心向外,干缩率增大,（弦向/径向）干缩差异减小。高分辨率三维激光扫描可直观、快速、精确地测量单板形变,由单板背面裂隙及宏观干缩规律,中山杉单板气干后,横纹方向空间收缩明显大于顺纹方向,翘曲度21.18%～40.88%,单板轴线沿顺纹轴线方向偏斜7°～12°。（3）初始含水率在6%～18%之间的中山杉木材在-50～150℃的温度历程中动态损耗模量在72℃左右出现损耗峰,这个力学松弛过程表明半纤维素发生了玻璃化转变。常温下,中山杉心材储能模量和损耗模量大于边材,径向的储能模量大于弦向,损耗模量径向与弦向差异不明显。径向的半纤维素玻璃化转变温度略小于弦向。常温下的中山杉木材储能模量和半纤维素玻璃化转变温度随含水率的升高下降,损耗模量与含水率无关。（4）中山杉木材在等温增湿历程中,木材含水率随环境相对湿度的增加呈直线增长趋势,高温环境（90℃）含水率的增长速度大于低温环境（30℃）,高温环境中山杉木材的湿应变小于低温环境。中山杉木材湿膨胀系数从大到小排序为弦向(1400×10-5)、径向(698×10-5)、纵向(96×10-5)。中山杉木材导热系数随传热温度和木材含水率呈线性增长趋势,当含水率12%,传热温度30℃时,导热系数平均为0.1257 W/（m·K）,中山杉木材热膨胀系数与中山杉木材纵向湿膨胀系数不在一个数量级,故湿热效应以湿效应为主。在稳态热传导历程中,中山杉木材热膨胀系数负值和正值交替出现,木材有收缩、膨胀的交替形变现象。（5）中山杉木材是天然复合材料,基于复合材料层合板理论,视中山杉木材为多层复合,即在纵向或径向或弦向三个方向的层合,将湿热形变转化为单层板应力应变关系,可以建立中山杉木材湿热形变模型。对建立的湿热形变模型进行数值模拟,模拟时不考虑木材黏弹性效应,30℃干缩形变模拟值小于实测值,形变趋势与实测试值一致。中山杉木材在等湿增温下的形变模拟值极小,表明湿热效应中的热效应影响不明显。模拟表明中山杉单板的湿热形变原因是单板表层与芯层存在含水率梯度,模拟值与实测值差异与单板厚度偏差和背面裂隙有关。
沈浩[7]（2020）在《不同无性系杨树木材和杉木化学组成的比较及选优》文中认为本文以10种无性系杨木（Populus spp.）和4种无性系杉木（Cunninghamia lanceolata）为研究对象,采用国家标准测定苯醇抽提物、综纤维素、α-纤维素和木质素,分析不同无性系杨木、杉木化学组成及其径向变异规律,为人工林速生材杨木、杉木选育栽培和应用提供科学的数据及理论支撑。其主要研究结果如下:（1）10种无性系杨木,十年生杨木中50号杨的苯醇抽提物最低（1.36%）,综纤维素（83.19%）、α-纤维素（47.25%）和半纤维素（35.94%）含量最高,木质素（22.05%）含量较低。九年生杨木中丹红杨的苯醇抽提物（1.31%）和木质素（22.98%）含量最低,α-纤维素（46.15%）含量最高。径向变异规律为:由髓心向外,苯醇抽提物含量先增加后降低;综纤维素含量先增加后趋于稳定;α-纤维素逐渐增加;木质素含量和半纤维素含量逐渐降低。方差分析结果表明,不同无性系、生长轮对各化学组成含量的影响达到极显着水平（p（27）0.01）。亲本与子代,除子代中林46的木质素含量表现为超亲现象外,其它化学组成性状的含量都介于父母本之间。（2）4种无性系杉木,开化13号的木质素（32.72%）含量最低、综纤维素（73.41%）和α-纤维素（47.66%）的含量最高。径向变异规律为:由髓心向外,苯醇抽提物含量和半纤维素含量逐渐降低;木质素含量前十年先增加,后十年逐渐降低;综纤维素和α-纤维素含量逐渐增加。方差分析结果表明,除无性系对半纤维素含量差异不显着外,不同无性系、生长轮对其它化学组成含量的影响均达到显着差异水平（p（27）0.05）。（3）对杨木、杉木化学组成的相关性进行分析,杨木的无性系与生长轮和各化学组成相关性均达到了显着差异,生长轮与综纤维素含量和α-纤维素含量呈极显着正相关,与半纤维素含量和木质素含量呈极显着负相关。杉木的无性系仅与木质素含量呈显着正相关,生长轮与各化学组成的相关性均达到了显着差异,生长轮与苯醇抽提物含量、半纤维素含量呈极显着负相关,与综纤维素含量、α-纤维素含量呈极显着正相关,苯醇抽提物与综纤维素和α-纤维素达到了极显着负相关,与半纤维素极显着呈正相关。（4）最终选择50号杨无性系和开化13号无性系作为纸浆材优良品种。根据径向变异规律分析,杨木轮伐期可以选择在7～8a,杉木可以选择为14～16a。
贺霞[8]（2020）在《杨木高强度微波预处理特性与机理研究》文中指出高强度微波预处理是一种极具发展潜能的木材改性新技术,国内外研究重点集中在木材微波预处理工艺探索以及微波预处理材物理力学性能研究等方面,而对木材高强度微波预处理机理缺乏系统研究。本研究以速生人工林杨树木材为研究对象,系统研究了超宽频率范围内杨木介电特性,阐明高强度微波预处理对杨木温湿变化特性、宏-微观构造等影响规律,构建高强度微波预处理杨木水分非均匀分布热迁移和微波爆破预处理模型,探明杨木单细胞微波爆破预处理临界条件,最终揭示杨木高强度微波预处理机理,以期为速生杨木高强微波预处理改性和高附加值功能木质复合材料制造技术的后续研究提供科学依据和理论支撑。本研究的主要结论有:（1）揭示了超宽频率范围内杨木介电特性变化规律,构建了杨木介电常数、损耗因数与影响因子间的量化数学模型,确定了微波预处理过程中杨木试件的厚度范围:杨木介电常数和损耗因数随着含水率和温度的增加而增大,随着频率的升高而缓慢减小,当杨木含水率从0%增加到98.91%时,杨木介电常数最大可增加8.2倍,损耗因数最大可增加86.3倍;杨木介电特性存在各向异性,纵向介电常数和损耗因数大于横向,径向略大于弦向;含水率对杨木介电特性的影响最显着,温度次之,纹理方向最小;杨木介电特性数学模型拟合系数的平方都在0.90以上,能很好的模拟杨木不同纹理方向介电特性随含水率的变化;采用915 MHz和2450 MHz频率的微波对高含水率（100%左右）杨木进行预处理,试件厚度应分别控制在12 cm和4 cm以内。（2）探明了高强度微波预处理条件对杨木温湿变特性的影响规律,并计算了杨木内部的微波场强:高强度微波预处理能使杨木温度迅速升高,最大升温速率可达3.03℃/s;杨木内部的温度分布存在不均匀性和复杂性,且不存在整体性固定分布模式的温度场;微波功率越大,升温速率越快,终了温度越高;微波辐射时间越长,恒温期越长,终了温度越高;初含水率越低、厚度越大,杨木内部温度分布越均匀;高强度微波预处理能显着降低杨木含水率,每千瓦微波能每小时能排除0.41.1 kg的水分,失水速率最大可达1.22%/s;提水率随着微波时间的增大而增大,随着初含水率的增大而减小;杨木内部的微波场强与含水率和温度有关,微波场强度随着温度升高而增大,随着含水率的增加而降低。（3）探明了高强度微波预处理对杨木微观和宏观构造的影响规律,揭示了杨木高强度微波预处理过程中裂纹产生机理:微波预处理后,杨木横切面出现明显裂纹,且裂纹主要沿着木射线方向呈辐射状分布,裂纹长度、宽度不一;裂纹产生部位主要集中在木纤维间胞间层、导管与射线薄壁细胞胞间层、木纤维与射线薄壁细胞胞间层及导管、木纤维细胞壁的纹孔处;增大微波功率,延长微波时间,增加辐射次数是改善微波预处理材裂纹分布均匀性的有效措施;裂纹产生部位与细胞不同壁层的化学成分及微纤丝排列方向有关,木材胞间层木质素含量高、纤维含量少,纹孔周围细胞壁微纤丝角大,两者构成了细胞壁弱相结构,应力作用下易发生破坏;微波预处理过程中,细胞壁微纤丝角差异引起的干缩差异易形成细胞壁微裂纹。（4）表征了杨木孔隙率分布,构建了杨木微观密度和微观含水率定量表征方程、水分非均匀分布下杨木高强度微波预处理热迁移模型,探明了微波预处理过程中热量的传递规律:杨木早晚材孔隙率最大相差47.5%,杨木微观密度随着孔隙率的增大而减小,微观含水率随着孔隙率的增大而增大,在不同水分饱和度状态下,杨木微观含水率差异最大可达59%;基于非匀质构建的微波预处理热迁移模型可以较为准确表征杨木水分非均匀分布对微波预处理过程中温度分布的影响,微波预处理过程中杨木内部温度差异高达98℃,饱和水蒸汽压差最大可达0.15 MPa,热量从含水率为20%-60%的区域向含水率较高（120%以上）区域和含水率较低区域（20%以下）迁移。（5）构建了杨木高强度微波爆破预处理预测模型,求解了微波爆破预处理临界压强和温度条件,揭示了微波爆破预处理机理:在杨木高强度微波预处理过程中,细胞壁处于三向应力状态（轴向应力、径向应力和周向应力）,其中轴向应力在壁厚方向处处相等,周向应力和径向应力沿壁厚非均匀分布,在内壁处达到最大值;杨木导管爆破的最小蒸汽压强和温度分别为0.32 MPa和133℃,射线薄壁细胞爆破的临界蒸汽压和温度分别为0.4 MPa和140.2℃,木纤维屈服的临界压强和爆破压强分别为1.19 MPa和2.3 MPa,对应的屈服温度和爆破温度分别为180℃和206℃;杨木高强度微波预处理过程中,木材内部温度不均匀分布引起的热应变与内部快速失水引起的湿应变,是造成杨木纹孔膜、胞间层、薄壁细胞等细胞组织挤压、拉伸,甚至破坏,实现杨木微波爆破的最主要原因;裂纹首先出现在纹孔膜和复合胞间层处,再相继出现在射线薄壁细胞、导管和木纤维细胞壁上,且裂纹由细胞壁内表面向外壁扩展。
张涛[9]（2020）在《山苍子油改性人工林杨木性能研究》文中研究指明人工速生林木材具有密度低、木质松软、物理力学强度差、易干缩变形等缺陷,大大限制了其使用范围,通过对人工林木材改性可以提高其使用价值。天然植物提取物原料来源广泛、价格成本低廉、绿色环保无污染并且兼具多种功效,将其作为改性剂可以实现人工林木材的高附加值和功能化应用。本研究以植物提取物山苍子油为改性剂,将其与国内广泛培育种植的人工林北京杨相结合,利用浸渍法对人工林北京杨材性优化改善的同时,赋予其抗菌性能。并且以低成本、工艺简洁的活立木改性法对人工林杨木进行改性,体现了节能环保的研究思路。论文主要结论如下:1.人工林北京杨经不同方法干燥后浸渍山苍子油溶液的边材增重率彼此相差不大,整体增重率都远高于心材,边材增重率最高为138%,对于心材增重率是微波干燥>高温干燥>常规干燥>真空干燥,心材增重率最高为110.7%,浸渍改性材体积湿胀率最低仅为2.6%,体积吸湿膨胀率最低仅为0.02%,抗胀率最高达99.56%,表现出良好的尺寸稳定性。经过高温干燥后进行浸渍改性处理的改性材颜色变化最明显,色差值ΔE*最大达到16.80,除常规干燥下的浸渍改性材抗弯强度有略微增加0.61%外,其余都有略微下降,改性材抗弯弹性模量都有不同程度的增高。2.改性剂体积比为5:100以上时,浸渍改性材对金黄色葡萄球菌具有明显的抑制作用,沿木材纵向纹理抑菌带宽度最大为4.80mm,横向最大为2.23mm;改性剂体积比为10:100以上时,浸渍改性材对大肠杆菌具有明显的抑制作用,沿木材纵向纹理抑菌带宽度最大为2.49mm,横向最大为0.93mm;且在相同改性剂浓度下浸渍改性材对金黄色葡萄球菌抑制作用更强。3.通过树木吊针法将改性剂输入活立木,发现吸收量与大气温度和天气等级呈正相关,与空气湿度呈负相关,与风力等级相关性不明显;改性剂在活立木中向上输送过程中会逐渐阻碍水分传输,35天后立木停止吸收改性剂并枯死。4.活立木改性材的吸水率由素材的172.3%降低到125.6%,活立木改性材的体积湿胀率降低为5.9%,体积吸湿膨胀率仅为-0.12%,尺寸稳定性得到极大提高;活立木改性材对金黄色葡萄球菌在木材纵向纹理方向抑菌带宽度为2.09mm,横向为0.95mm,但对大肠杆菌的抑制作用不明显。5.通过对人工林北京杨改性材与素材的SEM、XRD、FTIR表征分析发现,改性剂在木材中主要通过导管来实现纵向的传输和渗透,最终以薄膜状或团聚状附着于导管壁上,改性剂可以薄膜状均匀覆盖纹孔,且可以通过纹孔实现径向渗透,这种疏水性的膜状分布可以起到隔绝水分的作用;改性剂进入木材组织内部后会与纤维素中的羟基形成氢键结合,此外并没有与木材发生明显化学反应,主要通过物理吸附及物理填充方式存在于木材中;素材与改性材结晶度数值处于高度接近,浸渍改性处理与活立木改性处理都没有对木材结晶区产生明显影响,说明改性剂山苍子油进入木材内部后并未与木材主要成分发生明显化学反应。
侯俊峰[10]（2019）在《杨木锯材周期式热压干燥工艺及其传热传质机理》文中研究表明为揭示热压干燥过程中木材内部水分状态及水分压力的变化规律,以及对传热传质的影响机制,以毛白杨（Populus towentosa）锯材为研究对象,采用温度-压力集成探针测试分析了周期式热压干燥过程中木材内部水分压力和温度的变化规律,分析了热压干燥过程中木材内部水分状态及迁移规律,进而优化了木材热压干燥工艺;构建了含水分压力项的木材热压干燥传热传质模型并进行了数值求解与验证,为实现木材热压干燥过程精准控制提供理论依据。在木材初含水率为50%～70%,热压板温度为120～180℃的试验条件下,得到的主要结论如下:（1）研究了热压干燥过程中木材内部水分状态及迁移规律。①热压板闭合期间,升温阶段,含水率高于纤维饱和点的木材内部水分压力高于大气压;木材表面到中心形成了过热蒸汽-饱和蒸汽-液态水的水分状态分布。当含水率低于纤维饱和点时,木材表面到中心形成了不同过热度的过热蒸汽分布。②热压板打开期间,内部水蒸气在木材与大气环境间的压力差驱动下从表面迁出,导致含水率降低,这是周期式热压干燥木材内部水分迁移的主要方式。（2）基于木材内部水分压力对干燥效率的影响,优化了木材热压干燥工艺。25 mm厚杨木锯材热压干燥优化工艺为:预热阶段,热压板温度为140℃、闭合时间为14.0 min、打开时间为1.5 min;含水率高于30%阶段,热压板温度为140℃、闭合时间为11.5 min、打开时间为2.0 min;含水率在20%～30%阶段,热压板温度为150℃、闭合时间为7.5 min、打开时间为2.0min;含水率在6%～20%阶段,热压板温度为160℃、闭合时间为8.5 min、打开时间为2.0 min。优化工艺较传统工艺干燥效率提高了 104.90%。（3）分析了热压干燥对木材尺寸稳定性的影响。与气干材相比,热压干燥杨木的弦向和体积湿胀率分别减少了 56.15%和28.87%,弦向和体积干缩率分别减少了55.45%和37.06%,而径向湿胀和干缩率分别增大了 36.00%和14.58%。与气干材弦径向湿胀比（2.60）和弦径向干缩比（2.29）相比,热压干燥木材弦径向湿胀比（0.84）和弦径向干缩比（0.89）分别降低了 67.69%和61.14%。热压干燥降低了木材尺寸变化的各向异性,提高了木材尺寸稳定性。（4）构建并验证了含水分压力项的热压干燥木材传热传质模型。检测分析了热压干燥木材内部水分压力场、温度场和含水率场的分布规律。构建了含水分压力项的传热与传质数学模型。利用有限差分法及MATLAB软件程序,对构建的木材热压干燥传热传质模型进行数值求解与验证。结果表明:①依模型预测的热压干燥木材含水率值和实测值较好地吻合。②与不含水分压力项的传统传热模型相比,含有水分压力项的传热模型预测的木材温度值更接近于实测值。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 木材资源概述及速生材材性分析 |
| 1.1.2 木材表面性能概述 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 木材浸渍改性技术国内外研究进展 |
| 1.2.2 木材视觉特性国内外研究进展 |
| 1.2.3 木材表面润湿性国内外研究进展 |
| 1.3 研究的目的意义和主要内容 |
| 1.3.1 研究的目的及意义 |
| 1.3.2 研究的主要内容 |
| 1.4 研究的技术路线 |
| 第二章 硅酸钠浸渍杨木工艺与性能研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 仪器与设备 |
| 2.2.3 硅酸钠改性杨木制备 |
| 2.2.4 性能检测与表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 增重率和密度分析 |
| 2.3.2 杨木微观形貌分析 |
| 2.3.3 硬度和顺纹抗压强度分析 |
| 2.3.4 耐磨性能分析 |
| 2.3.5 化学结构分析 |
| 2.3.6 结晶结构分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 硅酸钠改性杨木表面视觉特性研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 仪器与设备 |
| 3.2.3 测量与方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 改性杨木表面材色分布特征 |
| 3.3.2 透明清漆涂饰改性杨木表面材色分布特征 |
| 3.3.3 改性杨木表面纹理分布特征 |
| 3.3.4 改性杨木表面光泽度分布特征 |
| 3.3.5 透明清漆涂饰改性杨木表面光泽度分布特征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 硅酸钠改性杨木表面润湿性研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 表面润湿性原理及内容 |
| 4.2.1 表面润湿性理论 |
| 4.2.2 表面自由能理论 |
| 4.3 材料与方法 |
| 4.3.1 实验材料 |
| 4.3.2 仪器与设备 |
| 4.3.3 接触角测量 |
| 4.3.4 傅里叶变换红外光谱(FTIR)测试 |
| 4.3.5 漆膜附着力测试 |
| 4.4 改性杨木表面润湿性分析 |
| 4.4.1 浸渍时间对杨木表面润湿性的影响 |
| 4.4.2 水稀释对杨木表面润湿性的影响 |
| 4.4.3 傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析 |
| 4.5 改性杨木表面自由能计算分析 |
| 4.5.1 三种探测液在改性杨木表面润湿性分析 |
| 4.5.2 几何平均法计算杨木表面自由能分析 |
| 4.5.3 酸碱作用法计算杨木表面自由能分析 |
| 4.5.4 漆膜附着力分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的主要学术成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 木材浸渍改性国内外研究现状 |
| 1.2.1 有机浸渍改性研究现状 |
| 1.2.2 无机浸渍改性研究现状 |
| 1.2.3 有机-无机浸渍改性研究现状 |
| 1.2.4 硅酸钠与聚乙烯醇联合改性研究现状 |
| 1.3 研究目的与意义 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 技术路线图 |
| 2 杨木聚乙烯醇/硅酸钠改性剂复配研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 试验材料 |
| 2.2.2 试验方法 |
| 2.2.3 性能测试 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 硅酸钠浓度对杨木物理力学性能的影响 |
| 2.3.2 聚乙烯醇聚合度对杨木物理力学性能的影响 |
| 2.3.3 聚乙烯醇浓度对杨木物理力学性能的影响 |
| 2.3.4 聚乙烯醇/硅酸钠改性剂复配优化 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 杨木聚乙烯醇/硅酸钠浸渍改性处理工艺研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 试验材料 |
| 3.2.2 试验方法 |
| 3.2.3 性能测试 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 真空时间对改性杨木物理力学性能的影响 |
| 3.3.2 加压压力对改性杨木物理力学性能的影响 |
| 3.3.3 加压时间对改性杨木物理力学性能的影响 |
| 3.3.4 杨木聚乙烯醇/硅酸钠浸渍改性处理工艺优化 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 聚乙烯醇-硅酸钠改性杨木性能表征与机理分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 试验材料 |
| 4.2.2 试验方法 |
| 4.2.3 性能表征 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 聚乙烯醇-硅酸钠改性杨木物理力学性能评价 |
| 4.3.2 聚乙烯醇-硅酸钠改性杨木破坏形貌对比 |
| 4.3.3 聚乙烯醇-硅酸钠改性对杨木微观形貌的影响 |
| 4.3.4 聚乙烯醇-硅酸钠改性对杨木化学结构的影响 |
| 4.3.5 聚乙烯醇-硅酸钠改性对杨木化学环境的影响 |
| 4.3.6 聚乙烯醇-硅酸钠改性对杨木结晶结构的影响 |
| 4.3.7 聚乙烯醇-硅酸钠改性对杨木热稳定性的影响 |
| 4.3.8 聚乙烯醇-硅酸钠改性对杨木阻燃抑烟性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的主要学术成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 杉木浸渍改性概述 |
| 1.2.1 有机浸渍木材研究进展 |
| 1.2.2 无机浸渍木材研究进展 |
| 1.3 研究目的及意义 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 2 硅酸钠浸渍改性杉木制备及工艺优化研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料及方法 |
| 2.2.1 试验材料与设备 |
| 2.2.2 硅酸钠改性杉木工艺优化试验设计 |
| 2.2.3 硅酸钠改性杉木的制备 |
| 2.2.4 性能测试 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 硅酸钠模数对杉木浸渍效果的影响 |
| 2.3.2 硅酸钠浓度对杉木浸渍效果的影响 |
| 2.3.3 浸渍时间对杉木浸渍效果的影响 |
| 2.3.4 正交试验结果与分析 |
| 2.3.5 硅酸钠浸渍杉木最佳工艺条件确定 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 硅酸钠浸渍改性杉木固化工艺及机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 试验材料 |
| 3.2.2 试验方案设计及材料制备 |
| 3.2.3 性能测试与表征 |
| 3.3 硅酸钠浸渍改性杉木固化工艺分析 |
| 3.3.1 固化剂浓度对改性材增重率及密度的影响 |
| 3.3.2 固化剂浓度对改性材吸水率的影响 |
| 3.3.3 固化剂浓度对改性材药剂流失率的影响 |
| 3.3.4 固化剂浓度对改性材力学性能的影响 |
| 3.4 硅酸钠浸溃改性杉木性能分析 |
| 3.4.1 杉木改性材增重率及密度分析 |
| 3.4.2 杉木改性材力学强度分析 |
| 3.4.3 杉木改性材耐水性能分析 |
| 3.4.4 杉木改性材阻燃抑烟性能分析 |
| 3.5 硅酸钠浸渍改性杉木固化机理分析 |
| 3.5.1 杉木改性材内部形貌分析 |
| 3.5.2 杉木改性材官能团分析 |
| 3.5.3 杉木改性材结晶结构分析 |
| 3.5.4 杉木改性材热稳定性分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 改性杉木材在家具榫结构中的应用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料及方法 |
| 4.2.1 试验材料与设备 |
| 4.2.2 木材弹性常数的测试 |
| 4.2.3 榫接合抗弯及抗拔强度测试 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 弹性常数对比分析 |
| 4.3.2 直角禅有限元分析 |
| 4.3.3 抗弯承载能力对比分析 |
| 4.3.4 抗拔承载能力对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的主要学术成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 木材常规干燥与高温干燥研究现状 |
| 1.2.1 木材常规干燥特点 |
| 1.2.2 木材高温干燥特点 |
| 1.2.3 常规干燥与高温干燥研究现状 |
| 1.3 木材太阳能干燥技术研究现状 |
| 1.3.1 太阳能干燥的特点 |
| 1.3.2 木材太阳能干燥 |
| 1.3.3 木材太阳能联合干燥 |
| 1.4 松脂的组成与性质 |
| 1.5 层次分析法 |
| 1.6 选题的目的与意义 |
| 1.7 主要研究内容 |
| 2 人工林樟子松常规干燥与高温干燥 |
| 2.1 试验材料与设备 |
| 2.1.1 试验材料与试剂 |
| 2.1.2 试验仪器与设备 |
| 2.2 试验方法与步骤 |
| 2.2.1 试件的制备 |
| 2.2.2 试件的分层方法 |
| 2.2.3 干燥工艺 |
| 2.2.4 树脂含量测定 |
| 2.2.5 干燥质量测定 |
| 2.2.6 干燥能耗测定 |
| 2.3 试验结果与分析 |
| 2.3.1 干燥曲线分析 |
| 2.3.2 干燥过程中分层含水率及应力变化 |
| 2.3.3 干燥时间与干燥速率 |
| 2.3.4 干燥质量与可见缺陷 |
| 2.3.5 干燥前后树脂含量的变化 |
| 2.3.6 干燥能耗比较 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 人工林樟子松太阳能干燥 |
| 3.1 试验材料与设备 |
| 3.2 试验方法与步骤 |
| 3.2.1 完全太阳能干燥试验 |
| 3.2.2 太阳能联合干燥试验 |
| 3.3 试验结果与分析 |
| 3.3.1 太阳能干燥曲线分析 |
| 3.3.2 干燥速率与干燥时间 |
| 3.3.3 干燥质量与可见缺陷 |
| 3.3.4 干燥前后树脂含量变化 |
| 3.3.5 干燥能耗比较 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 人工林樟子松木材干燥综合评价 |
| 4.1 木材干燥综合评价体系 |
| 4.2 建立木材干燥综合评价体系模型 |
| 4.2.1 层次分析法 |
| 4.2.2 木材干燥综合评价的模型构建 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 木材染色的方法及影响因子 |
| 1.2.2 基于蒸腾作用的活立木染色研究概况 |
| 1.2.3 杉木木材染色改性研究现状 |
| 1.3 研究目的与意义 |
| 2 研究地概况与研究方法 |
| 2.1 研究地概况 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 研究材料 |
| 2.2.2 研究设计 |
| 2.2.3 研究方法 |
| 2.3 技术路线图 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 染色因子对杉木染色效果的影响 |
| 3.1.1 染色因子对木材色差的影响 |
| 3.1.2 染色木材的纵向色差变化 |
| 3.1.3 染色因子对杉木色牢度的影响 |
| 3.1.4 讨论和小结 |
| 3.2 染液注入对杉木材性的影响 |
| 3.3 染液注入对杉木生长的影响 |
| 3.3.1 染液注入对树高生长的影响 |
| 3.3.2 染液注入对胸径生长的影响 |
| 3.3.3 染液注入对杉木水分利用效率的影响 |
| 3.3.4 讨论和小结 |
| 3.4 染液注入对杉木生物量的影响 |
| 3.4.1 各器官生物量经验模型的构建 |
| 3.4.2 染液注入对杉木树叶生物量的影响 |
| 3.4.3 染液注入对杉木树枝生物量的影响 |
| 3.4.4 染液注入对杉木树干生物量的影响 |
| 3.4.5 染液注入对杉木树皮生物量的影响 |
| 3.4.6 染液注入对杉木树根生物量的影响 |
| 3.4.7 染液注入对单株杉木总生物量的影响 |
| 3.4.8 染液注入对杉木各器官生物量影响的差异 |
| 3.4.9 讨论和小结 |
| 3.5 杉木活立木染色工艺综合评价 |
| 4 主要结论、创新点及研究展望 |
| 4.1 主要结论 |
| 4.2 创新点和研究展望 |
| 4.2.1 创新点 |
| 4.2.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的主要学术成果 |
| 致谢 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 落羽杉属木材的研究现状 |
| 1.3.2 木材形变表征的研究现状 |
| 1.3.3 木材湿热黏弹性的研究现状 |
| 1.3.4 木材湿热形变机理的研究现状 |
| 1.3.5 木材湿热效应形变模型的研究现状 |
| 1.4 研究内容和方法 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究方法 |
| 1.5 技术路线 |
| 1.6 特色与创新 |
| 第二章 中山杉木材基本特征研究 |
| 2.1 中山杉木材宏观构造基本特征 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验方法 |
| 2.1.2.1 宏观构造的观察 |
| 2.1.2.2 木材含水率的测定 |
| 2.1.2.3 年轮宽度测定 |
| 2.1.2.4 木材基本密度的测定 |
| 2.1.3 结果与分析 |
| 2.1.3.1 中山杉木材宏观构造特征 |
| 2.1.3.2 中山杉木材含水率 |
| 2.1.3.3 中山杉木材胸径生长量 |
| 2.1.3.4 中山杉木材基本密度 |
| 2.2 中山杉木材微观构造基本特征 |
| 2.2.1 试验材料 |
| 2.2.2 试验方法 |
| 2.2.2.1 试件软化 |
| 2.2.2.2 切片制作 |
| 2.2.2.3 细胞解离 |
| 2.2.2.4 切片观察 |
| 2.2.2.5 图片处理及分析 |
| 2.2.3 结果与分析 |
| 2.2.3.1 中山杉管胞 |
| 2.2.3.2 中山杉轴向薄壁组织 |
| 2.2.3.3 中山杉木射线 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 中山杉木材宏观及微观形变 |
| 3.1 中山杉木材宏观形变 |
| 3.1.1 中山杉木材干缩形变 |
| 3.1.1.1 试验材料 |
| 3.1.1.2 试验方法 |
| 3.1.1.3 结果与分析 |
| 3.1.2 中山杉旋切单板形变 |
| 3.1.2.1 三维扫描技术的应用 |
| 3.1.2.2 三维扫描技术原理 |
| 3.1.2.3 材料与方法 |
| 3.1.2.4 结果与分析 |
| 3.2 中山杉木材微观形变 |
| 3.2.1 木材收缩理论 |
| 3.2.2 材料与方法 |
| 3.2.2.1 试件制作 |
| 3.2.2.2 试验方法 |
| 3.2.2.3 含水率测定与切片观察 |
| 3.2.2.4 图像处理与分析 |
| 3.2.3 结果与分析 |
| 3.2.3.1 含水率变化和显微观察 |
| 3.2.3.2 任意四边形的形变 |
| 3.2.3.3 管胞的形变 |
| 3.2.3.4 木射线对管胞形变的影响 |
| 3.2.3.5 中山杉木材纤维饱和点 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 中山杉木材湿热黏弹性分析 |
| 4.1 木材的黏弹性 |
| 4.1.1 木材黏弹性分类 |
| 4.1.2 高聚物的力学状态和热转变 |
| 4.1.3 木材的松弛转变 |
| 4.2 .木材的动态黏弹性 |
| 4.2.1 黏弹性材料的基本参数 |
| 4.2.2 木材微观分子运动与宏观性质的关系 |
| 4.2.3 木材动态力学性能温度谱 |
| 4.3 木材动态黏弹性试验原理及仪器 |
| 4.3.1 试验原理 |
| 4.3.2 动态热机械分析仪(DMA) |
| 4.4 中山杉木材湿热动态热机械分析 |
| 4.4.1 材料与方法 |
| 4.4.1.1 试验材料 |
| 4.4.1.2 试验方法 |
| 4.4.2 结果与分析 |
| 4.4.2.1 试件含水率 |
| 4.4.2.2 不同部位对中山杉木材黏弹性的影响 |
| 4.4.2.3 不同含水率中山杉木材黏弹性分析 |
| 4.4.2.4 中山杉木材DMA测试与形变的讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 中山杉木材湿热效应 |
| 5.1 中山杉木材湿效应分析 |
| 5.1.1 试验材料 |
| 5.1.2 试验方法 |
| 5.1.2.1 调质处理 |
| 5.1.2.2 湿热条件的确定 |
| 5.1.2.3 含水率测定 |
| 5.1.2.4 湿效应形变测量 |
| 5.1.3 结果与分析 |
| 5.1.3.1 等温增湿含水率变化 |
| 5.1.3.2 中山杉木材等温增湿下的湿应变 |
| 5.1.3.3 中山杉木材的湿膨胀系数 |
| 5.2 中山杉木材热效应分析 |
| 5.2.1 材料与方法 |
| 5.2.1.1 材料 |
| 5.2.1.2 木材含水率测定 |
| 5.2.1.3 导热系数测定 |
| 5.2.1.4 形状变化及应变测量 |
| 5.2.2 结果与分析 |
| 5.2.2.1 气干试件木材含水率变化 |
| 5.2.2.2 中山杉木材导热系数 |
| 5.2.2.3 中山杉木材传热过程中木材形变 |
| 5.2.2.4 中山杉木材的热膨胀系数 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 中山杉木材湿热形变模拟 |
| 6.1 基于层合板原理的中山杉木材模型 |
| 6.2 中山杉木材湿热形变模型 |
| 6.2.1 中山杉木材J-X薄层单元的湿热形变 |
| 6.2.2 J-X薄层单元湿热形变的应力应变关系 |
| 6.2.3 中山杉木材的湿热本构方程 |
| 6.3 中山杉木材湿热形变的数值模拟分析 |
| 6.3.1 中山杉木材干缩形变模拟 |
| 6.3.2 中山杉木材等湿增温形变模拟 |
| 6.4 中山杉旋切单板形变模拟 |
| 6.4.1 中山杉旋切单板形变模型 |
| 6.4.2 中山杉旋切单板湿热形变过程的数值模拟分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 研究不足与展望 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 参考文献 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 文献综述 |
| 1.1 森林资源现状 |
| 1.2 木材材性研究概况 |
| 1.3 化学组成研究概况 |
| 1.4 杨木研究进展与现状 |
| 1.5 杉木研究进展与现状 |
| 1.6 主要研究意义、目的与内容 |
| 1.6.1 研究意义、目的 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 10种无性系杨木试验地概况 |
| 2.1.2 10种无性系杨木试验材料 |
| 2.1.3 4种无性系杉木试验地概况 |
| 2.1.4 4种无性系杉木试验材料 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.0 试验取样方法 |
| 2.2.1 10种无性系杨木试样的制取 |
| 2.2.2 4种无性系杉木试样的制取 |
| 2.2.3 化学组成的测定方法 |
| 2.3 数据处理及分析 |
| 3 10种无性系杨木的化学组成比较研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 10种无性系杨木化学组成径向变异分析 |
| 3.2.2 10种无性系杨木化学组成变异分析 |
| 3.2.3 10种无性系杨木化学组成方差分析 |
| 3.2.4 亲本及其子代化学组成及其径向变异分析 |
| 3.2.5 亲本及其子代化学组成方差分析 |
| 3.2.6 杨木无性系、生长轮与化学组成的相关变异分析 |
| 3.2.7 10种无性系杨木聚类分析 |
| 3.3 小结 |
| 4 4种无性系杉木的化学组成比较研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 4种无性系杉木化学组成径向变异分析 |
| 4.2.2 4种无性系杉木化学组成变异分析 |
| 4.2.3 4种无性系杉木化学组成方差分析 |
| 4.2.4 杉木无性系、生长轮与化学组成的相关变异分析 |
| 4.2.5 4种无性系杉木聚类分析 |
| 4.3 小结 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微波与微波加热 |
| 1.3 木材微波预处理研究进展 |
| 1.3.1 国外研究进展 |
| 1.3.2 国内研究进展 |
| 1.4 研究目的及主要内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 主要内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 2 木材高强度微波预处理设备研制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 微波加热机理 |
| 2.2.1 介质的极化 |
| 2.2.2 微波对木材的加热作用 |
| 2.2.3 木材微波加热发热量计算 |
| 2.3 木材微波预处理及改性试验装置研制 |
| 2.3.1 微波加热体系的构成 |
| 2.3.2 木材微波处理专用设备 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 杨木介电特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 材料与设备 |
| 3.2.2 方法与步骤 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 含水率和微波频率对杨木介电特性的影响 |
| 3.3.2 温度对杨木介电特性的影响 |
| 3.3.3 纹理方向对杨木介电特性的影响 |
| 3.3.4 杨木介电特性数学模型 |
| 3.3.5 微波穿透深度 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 杨木高强度微波预处理特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微波设备输出功率测定 |
| 4.2.1 试验设备与方法 |
| 4.2.2 试验结果与讨论 |
| 4.3 微波预处理过程中杨木的温变特性 |
| 4.3.1 辐射功率对微波预处理过程中杨木温变特性的影响 |
| 4.3.2 辐射时间对微波预处理过程中杨木温变特性的影响 |
| 4.3.3 初含水率对微波预处理过程中杨木温变特性的影响 |
| 4.3.4 试件厚度对微波预处理过程中杨木温变特性的影响 |
| 4.4 微波预处理过程中杨木的湿变特性 |
| 4.4.1 辐射功率对微波预处理过程中杨木湿变特性的影响 |
| 4.4.2 辐射时间对微波预处理过程中杨木湿变特性的影响 |
| 4.4.3 初含水率对微波预处理过程中杨木湿变特性的影响 |
| 4.4.4 试件厚度对微波预处理过程中杨木湿变特性的影响 |
| 4.5 微波预处理杨木的宏观微观结构 |
| 4.5.1 微波预处理杨木的宏观结构 |
| 4.5.2 微波预处理杨木的微观结构 |
| 4.5.3 微波预处理杨木结构破坏机理 |
| 4.6 杨木内部微波场强度数字模拟 |
| 4.6.1 微波场反问题计算算法的问题描述 |
| 4.6.2 遗传算法设计与实现 |
| 4.6.3 理论模型试验验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 杨木高强度微波预处理热迁移的非均质效应研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 参数表征 |
| 5.3 杨木水分非均匀分布定量表征研究 |
| 5.3.1 材料与设备 |
| 5.3.2 方法与步骤 |
| 5.3.3 结果与讨论 |
| 5.4 杨木微波预处理非匀质传热模型构建 |
| 5.4.1 物理假定 |
| 5.4.2 数学模型构建 |
| 5.5 杨木微波预处理传热模型验证 |
| 5.5.1 材料与方法 |
| 5.5.2 结果与讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 杨木高强度微波预处理微观力学理论分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 杨木细胞微观特性 |
| 6.3 杨木高强度微波预处理预测模型 |
| 6.3.1 模型假设 |
| 6.3.2 模型理论分析 |
| 6.4 杨木高强度微波预处理爆破临界值 |
| 6.4.1 杨木导管爆破临界值 |
| 6.4.2 杨木射线薄壁细胞爆破临界值 |
| 6.4.3 杨木纤维爆破临界值 |
| 6.5 杨木高强度微波预处理机理 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 建议 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的主要学术成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略语表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 木材浸渍改性研究现状 |
| 1.2.1 木材流体渗透性 |
| 1.2.2 木材浸渍改性研究现状 |
| 1.3 立木改性研究现状 |
| 1.3.1 植物蒸腾作用及水分生理 |
| 1.3.2 利用蒸腾作用的立木染色研究现状 |
| 1.3.3 利用蒸腾作用的立木防腐研究现状 |
| 1.3.4 蒸腾作用在其它立木改性领域的研究现状 |
| 1.4 植物提取物及其应用研究现状 |
| 1.4.1 植物提取物研究进展 |
| 1.4.2 植物提取物应用研究现状 |
| 1.5 选题目的及意义 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 1.7 创新点 |
| 2 山苍子油浸渍人工林北京杨的改性研究 |
| 2.1 试验材料与设备 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 试件干燥及加工 |
| 2.2.2 浸渍改性处理 |
| 2.2.3 浸渍改性材物理力学性能检测 |
| 2.2.4 浸渍改性材抗菌性能检测 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 浸渍性 |
| 2.3.2 湿胀性与尺寸稳定性 |
| 2.3.3 材色变化 |
| 2.3.4 力学性能分析 |
| 2.3.5 SEM分析 |
| 2.3.6 FTIR分析 |
| 2.3.7 抗菌性能分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 山苍子油对人工林北京杨活立木的改性研究 |
| 3.1 试验地点及时间 |
| 3.2 试验材料与设备 |
| 3.3 试验方法 |
| 3.3.1 活立木改性剂输入 |
| 3.3.2 试验期活立木生理变化监测 |
| 3.3.3 活立木改性材性能检测及表征 |
| 3.3.4 活立木改性材抗菌性能检测 |
| 3.4 结果与分析 |
| 3.4.1 气象条件对改性剂吸收量影响 |
| 3.4.2 试验期活立木生理变化过程 |
| 3.4.3 吸水性 |
| 3.4.4 湿胀性 |
| 3.4.5 尺寸稳定性 |
| 3.4.6 SEM分析 |
| 3.4.7 FTIR分析 |
| 3.4.8 XRD分析 |
| 3.4.9 抗菌性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 讨论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号对照表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 国内外研究进展与评述 |
| 1.1.1 水分压力在木材干燥传热传质研究的应用进展 |
| 1.1.2 人工林杨木干燥的研究进展 |
| 1.1.3 木材热压干燥的研究进展 |
| 1.1.4 研究现状评述及发展趋势 |
| 1.2 研究目的与意义 |
| 1.3 关键科学问题与主要研究内容 |
| 1.3.1 关键科学问题 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 1.3.3 技术路线图 |
| 1.4 项目来源与经费支持 |
| 2 热压干燥过程中杨木锯材内部水分状态及迁移规律 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验仪器与设备 |
| 2.1.3 试验方法 |
| 2.1.4 热压干燥过程中木材内部水分状态的判断 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 热压板温度对木材表层和心层温度的影响 |
| 2.2.2 热压板温度对木材表层和心层水分压力的影响 |
| 2.2.3 热压干燥过程中木材内部水分状态分析 |
| 2.2.4 热压板打开期间木材内部水分状态及水分迁移规律分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 杨木锯材周期式热压干燥工艺优化 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 试验材料 |
| 3.1.2 试验仪器与设备 |
| 3.1.3 不同工艺参数对木材热压干燥的影响规律 |
| 3.1.4 木材热压干燥工艺优化 |
| 3.1.5 热压干燥木材内部水分状态判断 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 不同工艺参数对木材热压干燥的影响规律 |
| 3.2.2 木材热压干燥工艺优化 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 周期式热压干燥对杨木锯材尺寸稳定性的影响 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 试验材料 |
| 4.1.2 试验仪器与设备 |
| 4.1.3 试验方法 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 热压干燥对木材平衡含水率和阻湿率的影响 |
| 4.2.2 热压干燥对木材湿胀率和抗胀率的影响 |
| 4.2.3 热压干燥对木材干缩率和抗干缩率的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 周期式热压干燥杨木锯材传热传质模型的构建与求解 |
| 5.1 周期式热压干燥杨木锯材传热传质模型的假设条件 |
| 5.2 周期式热压干燥杨木锯材传质控制方程的建立 |
| 5.2.1 杨木锯材含水率高于纤维饱和点(FSP) |
| 5.2.2 杨木锯材含水率低于纤维饱和点(FSP) |
| 5.3 周期式热压干燥杨木锯材传热控制方程的建立 |
| 5.3.1 杨木锯材含水率高于纤维饱和点(FSP) |
| 5.3.2 杨木锯材含水率低于纤维饱和点(FSP) |
| 5.4 周期式热压干燥杨木锯材传热传质模型的定解条件 |
| 5.4.1 几何条件 |
| 5.4.2 初始条件 |
| 5.4.3 边界条件 |
| 5.4.4 物理条件 |
| 5.5 周期式热压干燥传热传质模型的主要物理参数 |
| 5.5.1 木材的导热系数 |
| 5.5.2 木材的比热 |
| 5.5.3 木材的含水率 |
| 5.5.4 木材的密度 |
| 5.5.5 木材的空隙率 |
| 5.5.6 木材的纤维饱和点(FSP) |
| 5.5.7 木材的流体渗透性 |
| 5.5.8 水和水蒸气的粘度 |
| 5.5.9 木材内部水分的汽化潜热 |
| 5.5.10 水蒸气的密度 |
| 5.5.11 木材内部饱和水蒸气压力 |
| 5.5.12 木材的平衡含水率 |
| 5.5.13 周期式热压干燥杨木锯材的水分扩散系数 |
| 5.6 周期式热压干燥杨木锯材传热传质模型的数值解 |
| 5.6.1 木材热压干燥传热传质计算区域的离散化处理 |
| 5.6.2 木材热压干燥传质控制方程的差分方程 |
| 5.6.3 木材热压干燥传热控制方程的差分方程 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 周期式热压干燥杨木锯材传热传质数值模拟与验证 |
| 6.1 试验材料 |
| 6.2 试验仪器与设备 |
| 6.3 试验方法 |
| 6.3.1 木材热压干燥试验 |
| 6.3.2 热压干燥过程中木材内部温度与水分压力测试 |
| 6.3.3 热压干燥木材各层含水率测试 |
| 6.3.4 木材热压干燥传热传质模型参数的确定 |
| 6.4 结果与讨论 |
| 6.4.1 热压干燥过程中木材含水率场随时间的变化规律 |
| 6.4.2 热压干燥过程中木材内部水分压力场随时间的变化规律 |
| 6.4.3 热压干燥过程中木材温度场随时间的变化规律 |
| 6.4.4 热压干燥过程中木材水分状态随时间的变化规律 |
| 6.4.5 热压干燥木材含水率实测值与理论值的验证 |
| 6.4.6 热压干燥木材温度实测值与理论值的验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 建议 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 导师简介 |
| 联合培养导师简介 |
| 获得成果目录 |
| 致谢 |
