检索结果-内蒙古大学图书馆

复合材料学报 2024年第3期41卷 1458-1469页

作者：任子铭黎亮丽蒋向向岳士琪李宏达苟进胜北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083 北京林业大学木材科学与工程北京市重点实验室北京100083

以废弃瓦楞纸(WCP)为原料,明胶(G)和植酸(PA)为改性剂,采用溶胶-凝胶法制备高吸能气凝胶。对明胶用量、植酸用量和反应温度对双交联改性废纸基气凝胶力学性能的影响进行了研究,并通过SEM、FTIR、XRD和TGA表征了明胶单一改性和明胶-植酸... 详细信息

以废弃瓦楞纸(WCP)为原料,明胶(G)和植酸(PA)为改性剂,采用溶胶-凝胶法制备高吸能气凝胶。对明胶用量、植酸用量和反应温度对双交联改性废纸基气凝胶力学性能的影响进行了研究,并通过SEM、FTIR、XRD和TGA表征了明胶单一改性和明胶-植酸双交联改性前后气凝胶的结构与性能变化。结果表明:改性单体成功交联到废纸纤维上,双交联改性后的废纸基气凝胶呈现三维网状结构,相较于未改性和单一改性废纸基气凝胶具有较高的热稳定性、优异的隔热性能(0.045 W·m^(-1)·K^(-1))和超强的吸能性(应变70%时,单位体积吸收能为253.45 kJ/m^(3)),吸能性分别为珍珠棉(EPE)和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的11.26和2.7倍。作为包装运输过程中的一种绿色缓冲材料,具有广阔的应用前景。

关键词：废弃瓦楞纸复合气凝胶增强改性力学性能缓冲包装材料

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太阳能干燥相变储热水箱的放热性能

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农业工程学报 2015年第24期31卷 207-211页

作者：于海涛高建民陈瑶木质材料科学与应用教育部重点实验室(北京林业大学) 木材科学与工程北京市重点实验室(北京林业大学) 北京100083

为降低传统干燥能耗,强化太阳能干燥用储热水箱的储放热能力,在普通储热水箱中添加了硬脂酸/膨胀石墨相变储热材料,研究了放热温差、储热单元体积对装置放热性能的影响。研究结果表明:相变储热水箱放热时间、放热量随着放热温差和储热... 详细信息

为降低传统干燥能耗,强化太阳能干燥用储热水箱的储放热能力,在普通储热水箱中添加了硬脂酸/膨胀石墨相变储热材料,研究了放热温差、储热单元体积对装置放热性能的影响。研究结果表明:相变储热水箱放热时间、放热量随着放热温差和储热水箱中储热单元体积的增加均有所提升,储热单元的添加对储热水箱的放热效果影响更为显著。放热效率则随着放热温差的增大而降低,随着储热水箱中储热单元体积的增加而显著提升;储热水箱中储热单元体积为35%时,相变储热水箱的放热时间比普通储热水箱最多提升了1.26倍,放热温度最大可提高8.7℃,热效率最多可提高22.56%。

关键词：太阳能干燥储热水箱相变放热性能放热效率

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纳米纤维素基功能性复合电极材料的研究进展

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复合材料学报 2023年第8期40卷 4318-4326页

作者：张冬妍杜珂珂吴晓峰张双保北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083 北京林业大学木材科学与工程北京市重点实验室北京100083

日益增长的能源需求与不断加剧的环境危机使高性能储能装置成为近些年来的研究热点。根据功率和能量密度,储能设备可分为电化学电容器、二次电池和燃料电池等,其中电极材料在制备绿色环保和高性能储能器中起着重要作用。纳米纤维素来源... 详细信息

日益增长的能源需求与不断加剧的环境危机使高性能储能装置成为近些年来的研究热点。根据功率和能量密度,储能设备可分为电化学电容器、二次电池和燃料电池等,其中电极材料在制备绿色环保和高性能储能器中起着重要作用。纳米纤维素来源丰富、环境友好、制备方法多样、高比表面积、优异的力学性能和良好的生物相容性等优点使得其在储能材料的制备及其性能提高方面具有巨大的应用潜力和发展前景。本文针对纳米纤维素的分类、制备方法、改性及纳米纤维素基复合材料进行了总结,重点介绍了纳米纤维素与电活性物质混合及基于纳米纤维素制备的水凝胶、气凝胶、纸/膜复合材料和作为碳前驱体在电极材料的应用和研究进展.

关键词：纳米纤维素电极材料储能装置可持续发展电化学性能

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载银壳聚糖的固色机理及其处理染色薄木性能的研究

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北京林业大学学报 2015年第6期37卷 107-111页

作者：张颖于志明张扬唐睿琳北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室

通过分析pH值对CTS-Ag与酸性染料反应产物的性能影响,揭示CTS-Ag的固色机理。采用不同抗菌染色工艺制备抗菌染色薄木,分析其颜色、耐水性、耐光性以及防霉抗菌性能。结果表明:CTS-Ag与酸性染料能在酸性条件下发生酸碱中和反应,酸性越强... 详细信息

通过分析pH值对CTS-Ag与酸性染料反应产物的性能影响,揭示CTS-Ag的固色机理。采用不同抗菌染色工艺制备抗菌染色薄木,分析其颜色、耐水性、耐光性以及防霉抗菌性能。结果表明:CTS-Ag与酸性染料能在酸性条件下发生酸碱中和反应,酸性越强,染料的上染率越高,固色效果越好;抗菌染色薄木与直接染色薄木之间的色差,工艺B>工艺C>工艺A;抗菌染色薄木的水洗色牢度,工艺C>工艺A>工艺B;工艺A制取的抗菌染色薄木的日晒色牢度变差,工艺B、C制取的抗菌染色薄木的日晒色牢度得到改善;抗菌染色薄木的抗菌防霉性能,工艺A>工艺C>工艺B。

关键词：载银壳聚糖抗菌染色固色机理薄木

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热处理对木材多尺度结构及力学性能影响的研究现状

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材料导报 2024年第18期38卷 277-284页

作者：王旭洁雒翠梅母军漆楚生北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083 北京林业大学材料科学与技术学院木材科学与工程北京市重点实验室北京100083

热处理是一种改善木材尺寸稳定性的重要方法,同时会引起木材多尺度结构变化,进而影响热处理材的微宏观力学性能。本文从纳米、微米、毫米三个尺度总结了热处理对木材结构单元及力学性能的影响。在纳米尺度,热处理过程中木材半纤维素大... 详细信息

热处理是一种改善木材尺寸稳定性的重要方法,同时会引起木材多尺度结构变化,进而影响热处理材的微宏观力学性能。本文从纳米、微米、毫米三个尺度总结了热处理对木材结构单元及力学性能的影响。在纳米尺度,热处理过程中木材半纤维素大量降解导致其作为界面偶联剂的基质特性被破坏;纤维素的羟基与半纤维素降解产生的有机酸发生酯化反应,其分子间氢键以及与半纤维素连接的氢键大量断裂,引起分子链断裂,削弱了半纤维素与纤维素之间的结合强度;多糖解聚引起木质素相对含量变化,木质素自缩聚反应以及与多糖降解产物发生的交联反应是热处理后细胞壁基质力学性能发生变化的重要因素。在微米尺度,热处理木材细胞壁胞间层出现裂缝,各细胞间产生分离,微纤丝的定向排列规律性下降、倾角增大,沿微纤丝长度方向断裂,进而引起细胞壁力学强度明显下降。在毫米尺度,早晚材的横切面上由方形、圆形变成椭圆形,其中早材开裂较多;径切面上管胞和导管的胞壁变形开裂,随着热处理程度增加,胞壁出现垂直轴向断裂、纹孔破坏、木射线开裂等现象,射线薄壁细胞被大量破坏,进而引起木材的载荷承载能力下降。本文可以为深入研究热处理对木材各尺度结构及力学性能的影响机制提供参考。

关键词：木材热处理多尺度结构力学性能

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竹集成材水性漆涂饰工艺及附着机理研究

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北京林业大学学报 2022年第9期44卷 158-164页

作者：林欣雨张秋昊黄艳辉皇权飞杨欣北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083

【目的】竹集成材性能优异,常被用于家具、建筑等行业。涂饰水性漆能有效保护竹集成材,目前竹集成材水性漆涂饰面临水性漆渗透困难、附着力差的问题。因而探究涂饰工艺及清漆和色漆对竹集成材水性漆的漆膜性能和附着机理的影响,有助于... 详细信息

【目的】竹集成材性能优异,常被用于家具、建筑等行业。涂饰水性漆能有效保护竹集成材,目前竹集成材水性漆涂饰面临水性漆渗透困难、附着力差的问题。因而探究涂饰工艺及清漆和色漆对竹集成材水性漆的漆膜性能和附着机理的影响,有助于解决竹集成材水性涂装的难题。【方法】以竹集成材为基材,采用简易的多次喷涂底漆的涂饰工艺将水性清漆和色漆进行涂饰,并对漆膜硬度、附着力、光泽度、表面粗糙度进行测试,进一步利用电镜和红外分析探究漆膜在竹集成材上的附着机理。【结果】清漆漆膜硬度为1H,附着力为0级,而色漆因含有颜料,硬度更高为2H。颜料颗粒的存在影响了成膜的交联程度,使得色漆的附着力较差为1级,表面粗糙度高于清漆。说明本涂饰工艺能保持较强的附着力与漆膜硬度,能够对基材进行较好的保护。经过水性漆涂饰后的竹集成材表面光泽度显著增加,纵向的光泽度提高了5倍以上,大大提高了其装饰性能。且清漆涂饰前后总色差值较低,说明清漆能较好地保持竹集成材本身的颜色。水性漆中的成膜物质与基材之间产生了物理和化学结合,有助于水性漆更好的附着。【结论】本研究探明了竹集成材水性清漆和色漆的影响以及水性漆漆膜的附着肌理,为竹材的水性化涂装及性能提升提供了理论和技术支持。

关键词：竹材水性漆水性色漆漆膜性能附着机理

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基于概率密度演化方法的古建筑残损木构件可靠度研究

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北京林业大学学报 2023年第2期45卷 139-148页

作者：孙荧戴璐漆楚生北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083

【目的】建立随时间变化的古建筑残损木构件多因子强度退化模型,验证基于概率密度演化方法对残损木构件进行可靠度分析的适用性,提高古建筑残损木构件可靠度分析的计算精度和效率,为古建筑保护中构件力学性能的量化和评估提供科学依据... 详细信息

【目的】建立随时间变化的古建筑残损木构件多因子强度退化模型,验证基于概率密度演化方法对残损木构件进行可靠度分析的适用性,提高古建筑残损木构件可靠度分析的计算精度和效率,为古建筑保护中构件力学性能的量化和评估提供科学依据。【方法】综合考虑长期荷载、腐朽、虫蛀和干缩开裂对木材损伤的影响,借助已有模型和理论,建立木构件多因子损伤时变模型并推导出强度退化模型。以某古建筑木结构的典型柱为例,根据强度退化模型确定影响参数,对残损影响参数进行灵敏度计算及排序,通过设定阈值确定影响构件残损的关键参数,将非关键参数常数化以实现参数的初步降维。通过拉丁超立方法在关键参数的参数域内选点得到1000组代表点,基于强度退化模型计算残余强度变化率,根据概率密度守恒构建概率密度演化方程,利用差分法求解得到残余强度比与随机参数的联合概率密度函数,在随机参数域内积分求得残余强度比随时间变化的概率密度函数,最后将概率密度函数在安全域内积分得到构件可靠度;同时基于蒙特卡罗法随机抽样产生10000组参数数据对残损木柱进行可靠度分析,对比分析两种方法计算出木柱服役时间为1~1000 a时的失效概率。【结果】随服役时间增加,木柱损伤变量逐渐增大,服役时间为1000 a时1000组不同参数值的构件几乎都达到失效界限;概率密度演化曲面中概率最高的残余强度比逐渐减小;构件失效概率随时间增大,即可靠度降低;服役时间为100、300、500、700、900 a的5个节点,蒙特卡罗法和概率密度演化方法计算所得的木柱失效概率差值分别为9.48%、3.92%、6.10%、8.40%、4.40%,在蒙特卡罗法参数取样量更多、计算用时更长的前提下,两者计算所得失效概率差值不超过10%。【结论】建立的多因子强度退化模型可用于木柱残余强度的评估和预测,但仍需要进一步的修正。基于概率密度演化方法对残损木构件进行可靠度分析是可行的,与蒙特卡罗法相比具有更高的效率。

关键词：残损木构件强度退化模型概率密度演化方法可靠度评估

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SiO_(2)微球的制备及其在木材表面的结构生色

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北京林业大学学报 2023年第3期45卷 137-144页

作者：李元元任瑞清陈瑶高建民北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083

【目的】为丰富木制品颜色体系,探讨SiO_(2)光子晶体在木材表面结构色的构筑和生色表现。【方法】采用改进的St?ber方法制备不同粒径的SiO_(2)微球,通过重力沉积自组装法在木材基底上构建了SiO_(2)光子晶体结构色。利用X射线衍射、傅里... 详细信息

【目的】为丰富木制品颜色体系,探讨SiO_(2)光子晶体在木材表面结构色的构筑和生色表现。【方法】采用改进的St?ber方法制备不同粒径的SiO_(2)微球,通过重力沉积自组装法在木材基底上构建了SiO_(2)光子晶体结构色。利用X射线衍射、傅里叶红外光谱表征了SiO_(2)微球的组成和结构,通过扫描电子显微镜表征微球的外观形貌及其在木材基底上的排布方式,并分析了不同处理工艺下的微球粒径分布。通过数码相机和紫外–可见吸收光谱仪对木材表面SiO_(2)结构生色的色度参数及紫外–可见光反射率进行了分析。【结果】X射线衍射、傅里叶红外光谱证实了本研究中所制备的反应产物都是纯相无定形SiO_(2),适用于构筑呈色良好的结构色涂层。制备配方只控制了乙醇添加量,添加量分别为80、85、90、95、100、105 mL,生成了单分散性良好的SiO_(2)微球,粒径分别对应为294、246、226、214、194、181 nm。参与自组装的SiO_(2)粒径依次减小,薄膜颜色由红色逐渐变为绿色、蓝绿色,最后到深紫色、紫色、淡紫色,紫外反射波长逐渐减小,颜色发生蓝移。SiO_(2)微球在木材基底表面呈现三维有序的面心立方结构堆积,因环境扰动会出现裂隙、缺失等组装缺陷,但不会影响整体呈色。【结论】只通过控制乙醇的添加量,就可以获得适用于构建光子晶体结构色的6种不同粒径的SiO_(2)颗粒;不同粒径的二氧化硅微球在木材基底自组装后形成鲜艳明亮的结构色,且结构色涂层的颜色会因参与自组装的微球粒径减小发生蓝移。本研究为大规模制备木材表面结构色涂层提供了一种简单新颖的方法,可以丰富木制品颜色体系。

关键词：光子晶体结构色重力沉积自组装 SiO_(2)微球木材颜色

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湿热处理对水曲柳木材水性漆涂膜性能的影响

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北京林业大学学报 2023年第12期45卷 127-133页

作者：李帅帅皇权飞黄艳辉李晓岳花婷婷北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083

【目的】当水曲柳应用于家具、室内装饰及建筑等领域时,常通过表面涂饰来进行防护。但是使用环保的水性漆进行涂饰时,附着力有限。为了提高水性漆在水曲柳表面的附着力,本试验对水曲柳进行湿热预处理,并且研究了该预处理方法对水性漆的... 详细信息

【目的】当水曲柳应用于家具、室内装饰及建筑等领域时,常通过表面涂饰来进行防护。但是使用环保的水性漆进行涂饰时,附着力有限。为了提高水性漆在水曲柳表面的附着力,本试验对水曲柳进行湿热预处理,并且研究了该预处理方法对水性漆的其他涂膜性能的影响。【方法】以水曲柳为基材进行湿热预处理,并对表面粗糙度、光泽度、色度进行测试。再用水性漆涂饰,待漆膜完全固化后,通过180°剥离测试,量化水性漆的附着力提升效果。还研究了湿热处理对漆膜耐冷热性能的影响,进一步采用红外光谱和电镜等方法探索该处理方法对提升水性漆在基材表面附着力的影响机制。【结果】湿热处理后得到的漆膜厚度为110.8μm。与未处理试样相比,该预处理方法可以有效提升基材的表面粗糙度,涂饰后漆膜的剥离强度提高了120.0%,厚度提升了14.6%。处理前和处理后试样的漆膜耐水性等级相同,说明湿热处理不会降低漆膜质量。进一步分析表明:1734和1604 cm^(-1)处的峰强度降低,说明湿热处理使基材的木质素发生降解;1728和1050 cm^(-1)处的振动峰强度降低,也是由于该处理使半纤维素降解。这些变化导致基材的表面粗糙度提升,孔隙率增加,从而提高了水性漆的附着力。【结论】湿热处理是提升水性漆在木质基材表面附着力的高效、环保的预处理方法,可在较好地保持漆膜的其他性能的前提下,提高水性漆对基材表面的防护能力。

关键词：水曲柳湿热处理水性漆涂饰附着力涂膜性能

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淀粉造孔剂对多孔碳化硅木陶瓷微观结构及性能影响

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林业工程学报 2019年第5期4卷 107-114页

作者：徐多阙荣君唐梦雪游茜陈瑶高建民北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室

为解决现有模板法制备多孔碳化硅木陶瓷材质呈各向异性、孔结构不可控的问题,实现多孔碳化硅木陶瓷的功能化利用,利用聚碳硅烷(PCS)将杨木木粉通过浸渍改性为木陶瓷粉体,采用粉末烧结法制备多孔碳化硅木陶瓷,并通过施加淀粉造孔剂对木... 详细信息

为解决现有模板法制备多孔碳化硅木陶瓷材质呈各向异性、孔结构不可控的问题,实现多孔碳化硅木陶瓷的功能化利用,利用聚碳硅烷(PCS)将杨木木粉通过浸渍改性为木陶瓷粉体,采用粉末烧结法制备多孔碳化硅木陶瓷,并通过施加淀粉造孔剂对木陶瓷的孔结构进行调节。采用热重?红外联用手段(TG?FTIR)分析了木陶瓷粉体的裂解特性,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和压汞仪(MIP)表征了木陶瓷的物相组成、微观形貌及孔径分布,利用阿基米德法和同轴环施力法测定了木陶瓷的开口孔隙率及抗弯强度,分析了不同种类淀粉造孔剂对其开口孔隙率及力学性能的影响规律。结果表明,淀粉造孔剂的加入基本不影响木陶瓷的烧结过程及物相组成。木陶瓷的成分主要是β?SiC,材质呈各向同性。3种淀粉造孔剂的成孔趋势类似,当淀粉的添加量较低时(5%~10%),由分散的淀粉颗粒可形成直径10μm左右的形状较为规则的开孔。造孔剂添加量高于10%后,团聚的淀粉颗粒将形成直径达30~40μm的大孔。随着造孔剂添加量的增加,木陶瓷开口孔隙率由68%提高到80%,但抗弯强度逐渐降低,由5 MPa左右下降至3 MPa左右。从实用角度考虑,淀粉造孔剂应选为红薯淀粉,理想添加量应为10%~15%,此时,木陶瓷开口孔隙率为71%~77%,并且具有4.0~4.7 MPa的抗弯强度。

关键词：碳化硅木陶瓷多孔陶瓷淀粉造孔剂微观结构力学性能

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