预热条件对毛白杨层状压缩木材形成及其性能影响研究

发布时间：2021-04-23 06:39

　　木材压缩密实化是改良人工林速生木材性能和提高其附加值的有效方法。但传统的整体压缩方法木材体积损失大,表层压缩方法形成的压缩木材经过后期加工后压缩层会变薄甚至消失。寻求一种新的压缩方法更好的改良木材品质具有重要的理论意义和实际应用价值。本论文主要研究预热处理条件下实现压缩层可以形成于木材表层至木材中心层的不同位置及其物理力学性能变化规律,为木制品后期加工利用奠定良好基础。采用毛白杨（Populus tomentosa）速生材为试验材料,探究了气干材浸水、放置、不同温度预热压缩后层状压缩木材形成和密度分布规律,观察了层状压缩木材压缩层、过渡层和未压缩层细胞的变形特征;测定分析了不同预热温度下形成的层状压缩木材的物理力学性能变化规律;通过控制预热时间获得了层状压缩木材（表层压缩木材、中心层压缩木材）和整体压缩木材,对比分析了层状结构压缩木材和均匀结构整体压缩木材物理力学性能差异;采用新的热处理方法常压、180℃和0.3 MPa、180℃蒸汽对压缩木材进行变形固定处理,分析了压缩木材热处理前后物理力学性能变化。论文主要结论如下:1)采用仅改变预热温度的方式（90、120、150、180和210... 

【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 木材压缩技术
        1.2.1 木材压缩方法
            1.2.1.1 整体压缩
            1.2.1.2 表层压缩
            1.2.1.3 层状压缩
        1.2.2 压缩工艺
        1.2.3 压缩变形固定
    1.3 木材压缩变形机理
        1.3.1 木材湿热软化特性
        1.3.2 湿热软化方法
        1.3.3 木材内部的湿热分布规律
    1.4 压缩木材的物理力学性能
        1.4.1 物理性能
            1.4.1.1 密度
            1.4.1.2 尺寸稳定性和颜色
        1.4.2 力学性能
    1.5 压缩变形的影响因素
        1.5.1 树种
        1.5.2 生长轮构造
        1.5.3 压缩工艺
        1.5.4 湿热软化方式
        1.5.5 压缩木材变形位置对力学性能的影响
    1.6 选题背景
    1.7 本研究的目的和意义
    1.8 论文的构成
    1.9 技术路线
2 预热温度对层状压缩木材形成及其密度分布的影响
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 试验材料与设备
            2.2.1.1 试验材料
            2.2.1.2 试验设备
        2.2.2 试验方法
            2.2.2.1 压缩方法
            2.2.2.2 软X射线成像观察
            2.2.2.3 剖面密度分布测定
            2.2.2.4 压缩层、过渡层和未压缩层的判定方法
            2.2.2.5 扫描电镜（SEM）观察
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 层状压缩木材的形成及其机理分析
            2.3.1.1 层状压缩木材的形成
            2.3.1.2 层状压缩木材形成机理分析
        2.3.2 层状压缩木材的密度分布
        2.3.3 压缩层和密度峰值的位置变化
    2.4 小结
3 预热温度对层状压缩木材性能的影响
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 试验材料与设备
            3.2.1.1 试验材料
            3.2.1.2 试验设备
        3.2.2 试验方法
            3.2.2.1 平衡含水率测定
            3.2.2.2 吸湿性和吸水性测定
                3.2.2.2.1 吸湿处理
                3.2.2.2.2 吸水处理
                3.2.2.2.3 吸湿率和回弹率的计算
            3.2.2.3 木材颜色测定
            3.2.2.4 表面硬度与木材硬度测定
            3.2.2.5 抗弯弹性模量与抗弯强度测定
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 预热温度对层状压缩木材物理性能的影响
            3.3.1.1 平衡含水率
            3.3.1.2 吸湿性和吸水性
                3.3.1.2.1 吸湿率
                3.3.1.2.2 厚度变化
                3.3.1.2.3 回弹率
                3.3.1.2.4 吸湿性和吸水性变化机理分析
            3.3.1.3 颜色
*">                3.3.1.3.1 △C*

                3.3.1.3.2 △H^*

                3.3.1.3.3 △E^*

                3.3.1.3.4 颜色变化机理分析
        3.3.2 预热温度对层状压缩木材力学性能的影响
            3.3.2.1 表面硬度和木材硬度
            3.3.2.2 抗弯弹性模量和抗弯强度
            3.3.2.3 弦向弯曲弹性模量和径向弯曲弹性模量的关系
    3.4 小结
4 预热时间对层状压缩和整体压缩木材形成及其性能的影响
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 试验材料与设备
            4.2.1.1 试验材料
            4.2.1.2 试验设备
        4.2.2 试验方法
            4.2.2.1 层状压缩方法
            4.2.2.2 整体压缩方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 预热时间对层状压缩和整体压缩木材形成的影响
            4.3.1.1 层状压缩和整体压缩木材的形成
            4.3.1.2 层状压缩木材形成机理分析
        4.3.2 层状压缩和整体压缩木材的物理性能
            4.3.2.1 平衡含水率
            4.3.2.2 吸湿性和吸水性
                4.3.2.2.1 吸湿率
                4.3.2.2.2 厚度变化
                4.3.2.2.3 回弹率
                4.3.2.2.4 吸湿性和吸水性变化机理分析
            4.3.2.3 颜色
*">                4.3.2.3.1 △C^*

                4.3.2.3.2 △H^*

                4.3.2.3.3 △E^*

                4.3.2.3.4 颜色变化机理分析
        4.3.3 层状压缩和整体压缩木材的力学性能
            4.3.3.1 表面硬度和木材硬度
            4.3.3.2 抗弯弹性模量和抗弯强度
    4.4 小结
5 后热处理对层状压缩和整体压缩木材性能的影响
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 试验材料与设备
            5.2.1.1 试验材料
            5.2.1.2 试验设备
        5.2.2 试验方法
            5.2.2.1 热处理
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 后热处理对层状压缩和整体压缩木材物理性能的影响
            5.3.1.1 密度
            5.3.1.2 平衡含水率
            5.3.1.3 吸湿性和吸水性
                5.3.1.3.1 吸湿率
                5.3.1.3.2 厚度变化
                5.3.1.3.3 回弹率
                5.3.1.3.4 吸湿性和吸水性变化机理分析
            5.3.1.4 颜色
*">                5.3.1.4.1 △C^*

                5.3.1.4.2 △H^*

                5.3.1.4.3 △E^*

                5.3.1.4.4 颜色变化机理分析
        5.3.2 后热处理对层状压缩和整体压缩木材力学性能的影响
            5.3.2.1 表面硬度和木材硬度
            5.3.2.2 抗弯弹性模量和抗弯强度
    5.4 小结
6 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 存在的问题与建议
参考文献
个人简介
导师简介
导师简介
获得成果目录清单
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]加压热处理对表层压缩杨木变形回弹的影响[J]. 高志强,张耀明,吴忠其,王艳伟,李任,黄荣凤.  木材工业. 2017(02)
[2]铝-木复合材料抗弯性能预测与分析[J]. 俞友明,王聪,蔡智勇,卢克阳.  浙江农林大学学报. 2017(01)
[3]密度梯度变化对多层发泡聚乙烯力学性能的影响[J]. 鄂玉萍,李莹.  包装学报. 2016(01)
[4]臭冷杉表面密实化及后期高温热处理工艺[J]. 战剑锋,曹军,顾继友,张馨然,陈伟,刘卓杰,刘彬,马恒建.  南京林业大学学报(自然科学版). 2015(03)
[5]速生杉木密化材绝干密度与空隙率相关性[J]. 黄广华,陈瑞英,魏萍.  宜春学院学报. 2015(03)
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[7]密实化杨木单板的研究[J]. 陈琛,范祥林,邓玉和,陈旻,吴晶,杨莹,侯天宇,王向歌.  浙江农林大学学报. 2013(04)
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[10]人工林巨尾桉木材密实化结构[J]. 黄广华,陈瑞英.  福建农林大学学报(自然科学版). 2012(05)

硕士论文
[1]高温热处理条件对速生材炭化木性能的影响[D]. 王晓旭.北京林业大学 2007



本文编号：3154833

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