检索结果-内蒙古大学图书馆

北京林业大学学报 2021年第3期43卷 138-144页

作者：王玉娇彭尧曹金珍木质材料科学与应用教育部重点实验室北京林业大学材料科学与技术学院北京100083

【目的】探究褐腐初期,腐朽菌定植对木材颜色、微观形貌以及化学成分的影响,为进一步探究木材褐腐初期降解机理提供理论基础。【方法】对南方松边材进行不同时长的密黏褶菌腐朽处理,利用场发射扫描电子显微镜对腐朽材的微观结构进行表征... 详细信息

【目的】探究褐腐初期,腐朽菌定植对木材颜色、微观形貌以及化学成分的影响,为进一步探究木材褐腐初期降解机理提供理论基础。【方法】对南方松边材进行不同时长的密黏褶菌腐朽处理,利用场发射扫描电子显微镜对腐朽材的微观结构进行表征,探究褐腐菌进入木材内部的通道。同时,利用色差仪、傅里叶红外光谱、X射线能谱表征木材在不同腐朽阶段的质量损失、颜色变化、化学成分、官能团变化和结晶度变化等。【结果】腐朽过程中木材明度降低,总色差增加,整体上有偏红褐色的趋势。菌丝通过射线薄壁细胞、纹孔和管胞等细胞结构进入木材内部,并于褐腐20 d内基本完成初期定植。褐腐初期质量损失主要是由半纤维素降解导致,而纤维素降解缓慢。此时,纤维素结晶区的晶格间距降低(3.962Å),相对结晶度增至最大(47.02%),阻碍了对褐腐菌的降解,因而此后木材质量损失增速减缓。【结论】在南方松木材的褐腐初期,菌丝通过纹孔、射线薄壁细胞和管胞等结构进入木材,细胞壁中的半纤维素优先严重降解,结晶纤维素的晶格间距减小且相对结晶度增加,这一理论研究有助于进一步探究木材的初期褐腐降解机理,同时为木材防腐保护提供理论基础。

关键词：南方松褐腐初期定植微观形貌化学成分

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中密度纤维板磨削时的砂带磨损研究及寿命评判

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北京林业大学学报 2021年第10期43卷 126-134页

作者：杜瑶田彪张健刘红光罗斌木质材料科学与应用教育部重点实验室北京林业大学材料科学与技术学院北京100083

【目的】砂带磨削作为中密度纤维板生产加工过程中必不可少的工序,直接影响着加工效率和表面质量。目前有关木质材料磨削方面的研究基础较为薄弱,多借鉴金属磨削且多以实木为研究对象,针对人造板砂带磨削的研究极少。在实际生产中,砂带... 详细信息

【目的】砂带磨削作为中密度纤维板生产加工过程中必不可少的工序,直接影响着加工效率和表面质量。目前有关木质材料磨削方面的研究基础较为薄弱,多借鉴金属磨削且多以实木为研究对象,针对人造板砂带磨削的研究极少。在实际生产中,砂带的选择和更换大多依靠工人的经验判断。本研究可以为实际生产中的砂带选择和更换提供科学依据和理论支撑,促进木材加工技术和砂带制造技术向高效智能化方向发展。【方法】本研究以中密度纤维板为试验材料,测试砂带磨削时的磨削效率和表面粗糙度,结合三维形貌图和电镜图,分析砂带磨损对材料去除率和表面粗糙度的影响,并对砂带寿命做出合理预测。【结果】MDF磨削初期磨粒尖锐,材料去除率较高,但随磨粒破碎和脱落,材料去除率下降速度较快;磨削中期材料去除率趋于动态稳定,磨削后期随着磨粒进一步钝化、局部片状脱落,材料去除率再次降低。随着磨削次数增加,磨粒在持续磨损过程中逐渐钝化、顶端直径增大,在试件表面留下渐宽的磨削痕迹,试件表面粗糙度参数S_(a)和S_(dr)数值呈下降趋势,磨削前后期粗糙度参数值较分散,中期的粗糙度参数值相对集中、收敛性好。而砂带表面粗糙度参数S_(a)和S_(ku)数值在磨削前后期相对集中,磨削中期比较分散。在试验所用120目砂带的情况下,以材料去除率为评价指标时,累计磨削长度23096 m为砂带的使用寿命终点;以磨削表面粗糙度参数S_(a)为评价指标时,累计磨削长度18375 m为砂带的使用寿命终点。【结论】砂带磨损至失效大致可以分为3个阶段,磨削效率与参与磨削的磨粒尖锐度和有效磨粒数量成正比。砂带磨损对磨削表面粗糙度影响较大。磨削加工目的不同,依据不同的考察指标,砂带寿命评判结果有差异,可以通过材料去除率和表面粗糙度的变化趋势对砂带寿命进行合理预测。

关键词：中密度纤维板砂带磨削磨削效率表面粗糙度砂带寿命

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古代与现代柏木的水分吸附热力学比较研究

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北京林业大学学报 2023年第4期45卷 126-135页

作者：李莞璐李京予郭娟杨弢马尔妮北京林业大学材料科学与技术学院木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083 中国林业科学研究院木材工业研究所北京100091 成都文物考古研究院文物保护研究所四川成都610072

【目的】探究考古木材与现代木材在水分吸附热力学方面的不同及原因,旨在提高出土饱水木质文物的尺寸稳定性,可以为出土饱水考古木材的保护研究提供理论依据。【方法】以古代与现代柏木为研究对象,分别采用扫描电子显微镜和傅里叶红外... 详细信息

【目的】探究考古木材与现代木材在水分吸附热力学方面的不同及原因,旨在提高出土饱水木质文物的尺寸稳定性,可以为出土饱水考古木材的保护研究提供理论依据。【方法】以古代与现代柏木为研究对象,分别采用扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱表征试材的微观形貌和化学基团;利用动态水分吸附分析分别测定25和50℃下的试材吸湿和解吸等温吸附曲线,并基于Hailwood-Horrobin水分吸着理论进行拟合,结合Clausius-Clapeyron公式分别计算试材的微分吸着热Q_(S)、自由能变化ΔG及微分吸着熵ΔS,分析考古试材与现代试材在吸附热力学量的差异。【结果】与现代木材相比,考古木材的细胞壁腐朽明显,产生大量细胞壁孔洞,并有菌丝体的存在。考古木材纤维素、半纤维素降解严重,而木质素相对含量升高,且极性基团−OH、−COOH含量减少。在一定温度下,考古木材的平衡含水率大于现代木材,而Q_(S)、ΔS值均低于现代木材,并在含水率5%处产生拐点,该拐点对应单分子层吸着水达到饱和;另一方面,考古木材和现代木材的ΔG值差异不大;考古木材在吸湿平衡态下Q_(S)、ΔG、ΔS值小于解吸平衡态的值。【结论】考古木材在经历长时间腐蚀后,细胞壁结构产生腐朽;与现代木材相比,考古木材纤维素、半纤维素降解程度最大,考古木材对水分的吸着减少;考古木材的吸湿性大于现代木材,而热力学值偏低;考古木材存在热力学吸湿滞后现象。

关键词：考古木材柏树微观结构水分吸附热力学

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基于中密度纤维板磨削的定组态砂带寿命研究

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林业机械与木工设备 2023年第3期51卷 62-66,75页

作者：杨冲张子木朱麒轩杜瑶李黎罗斌北京林业大学材料科学与技术学院北京100083 木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083

磨削是中密度纤维板加工过程中必不可少的工序,在保持工件具有较高表面质量的前提下,对中密度纤维板厚度尺寸进行精确加工。当前有关木质材料磨削技术方面研究不充分,针对人造板砂带磨削的研究成果更少。在实际生产过程中,对于砂带寿命... 详细信息

磨削是中密度纤维板加工过程中必不可少的工序,在保持工件具有较高表面质量的前提下,对中密度纤维板厚度尺寸进行精确加工。当前有关木质材料磨削技术方面研究不充分,针对人造板砂带磨削的研究成果更少。在实际生产过程中,对于砂带寿命的判断只能通过经验完成,砂带寿命评价系统尚不完善。通过中密度纤维板磨削实验,探究了定组态砂带磨削材料去除率、砂带质量损失规律和磨削效率,采用灰色模型预测了定组态砂带材料去除率与磨削次数之间的关系。磨削过程中,定组态砂带的材料去除率呈现先快速、后平稳的下降趋势,砂带质量损失率基本呈线性下降趋势。建立的GM(1,1)灰色预测模型平均误差为14.2%,适用于定向组织调控砂带在MDF磨削过程中的预测。

关键词：磨削定组态砂带材料去除率砂带寿命灰色预测模型

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热处理对木材多尺度结构及力学性能的影响研究现状

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材料导报 2023年

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

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... 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，热处理材的横切面上早晚材由方形、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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金佛山方竹细胞构成、形态及细胞壁层构造变异性

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北京林业大学学报 2022年第9期44卷 146-157页

作者：刘文娟王滔赵福泽林剑北京林业大学材料科学与技术学院木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083 国家林业和草原局产业发展规划院北京100010 贵州省遵义市桐梓县林业局贵州遵义563299

【目的】为探究金佛山方竹细胞构成、形态及其细胞壁层构造特征,揭示其随竹龄、竹秆轴向部位的变化规律以及与环境气候因素的相关性,从而丰富其基础解剖数据,促进金佛山方竹秆材资源的高值化利用。【方法】以1~5年生金佛山方竹天然植株... 详细信息

【目的】为探究金佛山方竹细胞构成、形态及其细胞壁层构造特征,揭示其随竹龄、竹秆轴向部位的变化规律以及与环境气候因素的相关性,从而丰富其基础解剖数据,促进金佛山方竹秆材资源的高值化利用。【方法】以1~5年生金佛山方竹天然植株为研究对象,采用传统切片法和富兰克林离析法制得永久横纵切片和离析单根纤维,通过光学显微镜和场发射扫描电镜观察并测量其组织比量、维管束、纤维细胞、基本组织薄壁细胞以及细胞壁壁层结构等特征。【结果】金佛山方竹基本组织占比(体积比)最大,为56.16%~65.92%;纤维组织占比次之,为27.69%~34.18%;输导组织占比最小,为6.40%~9.85%。维管束类型为开放型和半开放型,维管束密度、径向宽度和弦向宽度随竹龄、竹秆轴向变化差异均显著,宽度径弦比几乎一致,介于1.2~1.3之间。纤维细胞长度在1.7~2.1 mm之间,长宽比为110~133,属于长纤维等级。薄壁细胞形态多样,存在显著的竹壁径向差异。纤维细胞次生壁层数为奇数层,最高达9层,呈现出宽窄交替的特征;薄壁细胞次生壁层数也为奇数层,最高达9层,每层厚度近似相等,呈现出松紧相间的特征。竹壁不同位置的细胞壁层数存在差异性,但细胞壁最高层数随竹龄与竹秆轴向部位变化差异不显著。年平均降水量显著影响金佛山方竹的输导组织比量,呈负相关关系;气温显著影响维管束尺寸和薄壁细胞次生壁厚,前者呈负相关关系,后者呈正相关关系。【结论】金佛山方竹显微构造特征在竹龄和竹秆轴向部位两个变化模式下存在一定的构造差异性,但没有明显变化规律,3~4年生金佛山方竹显微构造特征相对趋于稳定。此外,环境气候因素与金佛山方竹解剖构造特征均存在一定的相关性,且与输导组织比量、维管束尺寸和薄壁细胞次生壁厚等存在显著相关性。

关键词：金佛山方竹显微构造竹龄竹秆纤维细胞薄壁细胞

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智能制造时代下圆竹家具的艺术传承和消费启迪

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林产工业 2024年第5期61卷 87-92页

作者：李言宋莎莎费本华王雪花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 国际竹藤中心国家林业和草原局/北京市共建竹藤科学与技术重点实验室北京100102 南京林业大学家居与工业设计学院江苏南京210037

圆竹家具是中国传统文化的重要载体,为了推广圆竹家具,营造传统文化生活环境,本文梳理了传统圆竹家具的文化传承和发展脉络,分析归纳了圆竹家具设计的原则和共性,总结出传统圆竹家具的艺术传承和文化特质。同时,探讨了圆竹家具中的文化... 详细信息

圆竹家具是中国传统文化的重要载体,为了推广圆竹家具,营造传统文化生活环境,本文梳理了传统圆竹家具的文化传承和发展脉络,分析归纳了圆竹家具设计的原则和共性,总结出传统圆竹家具的艺术传承和文化特质。同时,探讨了圆竹家具中的文化现象,对圆竹家具的文化符号进行了挖掘。在此基础上,分析了现代圆竹家具的消费倾向,得出了文化导向、环保导向、设计导向、工艺导向共同作用影响消费者决策的结论。此外,对现代圆竹家具的智造创新进行了分析,提出了生产标准化、连接方式五金化、部件模块化的圆竹家具智能制造发展路径。最后,从设计、制造、管理、服务四个角度阐述了圆竹家具智能制造的发展前景。

关键词：圆竹家具传统技艺艺术传承文化特质文化符号

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分子筛前驱体对定向刨花板性能的影响

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林业工程学报 2021年第2期6卷 49-56页

作者：张少迪任自忠王明枝北京林业大学材料科学与技术学院木质材料与应用教育部重点实验室北京100083

人造板阻燃研究中常将分子筛用作阻燃添加剂或协效剂,但合成分子筛通常使用水热方法,耗能大、流程复杂。本研究采用LTA型分子筛的合成前驱体浸渍处理刨花并制备阻燃定向刨花板(OSB)。通过热重分析(TGA)和极限氧指数(LOI)测试对浸渍处理... 详细信息

人造板阻燃研究中常将分子筛用作阻燃添加剂或协效剂,但合成分子筛通常使用水热方法,耗能大、流程复杂。本研究采用LTA型分子筛的合成前驱体浸渍处理刨花并制备阻燃定向刨花板(OSB)。通过热重分析(TGA)和极限氧指数(LOI)测试对浸渍处理刨花的热分解行为和燃烧性能进行考察,采用锥形量热测试和力学性能测试探究了分子筛前驱体处理刨花对OSB阻燃性能和力学性能的影响,并考察了残炭的微观形貌和元素组成。结果表明:分子筛前驱体浸渍处理提高了刨花的成炭性能和热稳定性,浸渍处理刨花的LOI由19.1%提升到44.0%,达到难燃级别。浸渍处理刨花制备的OSB第1、第2热释放速率峰值分别降低了48.1%和32.2%,总热释放量和总烟释放量较对照组分别降低了42.4%和47.0%。浸渍处理OSB的可燃气体产量减少、残炭量明显提升,同时在刨花表面生成Na_(2)CO_(3)和α-Al_(2)O_(3)等物质,提升了炭层稳定性,表明分子筛前驱体在气相和凝聚相方面均能起到阻燃作用。分子筛前驱体在刨花表面的沉积使刨花含水率提高、胶层的胶接性能下降,导致浸渍处理刨花制备的OSB各项力学性能均有所下降,但仍满足定向刨花板行业标准LY/T 1580—2010中OSB/3型刨花板的性能要求。

关键词：定向刨花板分子筛前驱体阻燃性能抑烟性能力学性能

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木质基电化学储能器件的研究进展

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材料导报 2020年第23期34卷 23001-23008页

作者：张伟业刘毅郭洪武北京林业大学材料科学与技术学院木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083

随着全球能源需求的持续增长,高效的能源存储方式变得尤为关键。电化学储能器件(如超级电容器、锂离子电池等)是一种典型的高效储能系统,其中超级电容器具有功率密度高、循环寿命长等优点;锂离子电池具有能量密度高、无记忆效应、自放... 详细信息

随着全球能源需求的持续增长,高效的能源存储方式变得尤为关键。电化学储能器件(如超级电容器、锂离子电池等)是一种典型的高效储能系统,其中超级电容器具有功率密度高、循环寿命长等优点;锂离子电池具有能量密度高、无记忆效应、自放电率低等优点。但现有电化学储能器件不可生物降解,对环境有一定的危害。生物质如木材作为光合作用的产物,具有低成本、可再生、绿色环保等优点,采用生物质制备衍生的电化学储能器件越来越受到人们的重视。电化学储能器件主要由电极材料、电解质及集流体等部件构成,器件的设计组装方式和结构形式是影响其电化学性质的一大关键因素。目前,关于电化学储能器件的制备,例如超级电容器是将碳材料等磨成粉末并加入粘合剂进行和浆制片,粘合剂的加入容易阻塞活性炭孔洞,从而降低其电化学性能,而且活性炭只能作为多孔储能物质,本身无法作为自支撑材料用于制备电极。常规锂电池的制备是将电化学活性材料与导电添加剂和黏结剂溶解在有机溶剂中形成浆料,并将其涂覆在集电器上以形成电极,但在制备过程中会导致电极的破裂以及电化学活性材料从集电器上分离。木材是一种可再生的生物质资源,具有多层级结构,木材经高温炭化处理或者负载电化学活性材料后可作为3D导电基板,独特的开放直通道有利于促进离子传输并提供高表面积,以实现活性材料的有效负载。此外,采用水热法或电化学沉积的方法在炭化木材上负载金属氧化物/氢氧化物、具有高理论电容的导电聚合物,从而制备复合电极材料,并将其用于超级电容器自支撑电极,可使其显示出优异的电化学性能;以木材为基板并负载磷酸铁锂等活性材料制备电极,有效地解决了传统电化学活性材料与基板开裂脱离的问题。本文归纳了木质基电化学储能器件的研究进展,详细分析了木材在超级电容器、锂离子电池、锂空电池、锂硫电池的应用,着重介绍了木材的孔结构对电化学储能设备的影响,探讨了木质基电化学储能器件面临的问题及今后的发展前景,为制备高性能、环境友好型的木质基电化学储能设备提供参考。

关键词：天然木材多层级结构电化学储能器件超级电容器锂离子电池

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万寿菊秸秆微观形貌和化学组成的变异研究

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北京林业大学学报 2020年第1期42卷 149-156页

作者：杨国超王楠黄新鑫耿亚茹刘婧张求慧木质材料科学与应用教育部重点实验室北京林业大学材料科学与技术学院北京100083

【目的】研究万寿菊秸秆的微观形貌、化学元素组成和官能团的变异规律,可以在微观尺度和分子水平上为科学合理利用农作物秸秆提供技术依据。【方法】采用场发射扫描电镜(FE-SEM)和电子能谱(EDS)表征万寿菊秸秆横切面的微观结构变异和化... 详细信息

【目的】研究万寿菊秸秆的微观形貌、化学元素组成和官能团的变异规律,可以在微观尺度和分子水平上为科学合理利用农作物秸秆提供技术依据。【方法】采用场发射扫描电镜(FE-SEM)和电子能谱(EDS)表征万寿菊秸秆横切面的微观结构变异和化学元素组成变异情况;采用彩色图像计算机分析系统,对万寿菊秸秆的上段、中段、下段进行胞壁率测量;采用傅里叶一维红外光谱(FTIR)、二阶导数光谱(SDIR)和二维相关红外光谱(2DIR)表征万寿菊秸秆沿高度方向上的官能团变异规律。【结果】万寿菊秸秆的径向尺寸在上段变异较小(极差为7.3),而在中段和下段的变异较大(极差分别是10.0和10.7);万寿菊秸秆的上段组织结构"粗疏",但在中段和下段的管孔直径及分布密度差异不大,导管类型主要是单管孔或复管孔,万寿菊秸秆的碳氧比在高度方向由上至下为0.73、0.79、0.83,呈现递增趋势,氮元素原子百分比也有同样趋势;万寿菊秸秆的胞壁率沿径向由内向外,高度方向由上向下均呈现出递增趋势;万寿菊秸秆不同高度对应的FTIR谱图在2 816~2 972 cm-1、1 651、1 461 cm-1、849~800 cm-1处,SDIR谱图在1 700、1 280 cm-1处,以及2DIR谱图在3 240~3 409 cm-1、2 921、2 850、1 619 cm-1处均存在较明显变化,表明对应官能团的种类与吸收峰强度和秸秆高度位置的变化有一定的相关性。【结论】通过对万寿菊秸秆微观形貌和官能团分析,揭示了万寿菊秸秆的径向尺寸、内部组织结构、碳氧原子百分比、细胞的胞壁率与秸秆生长高度方向的对应关系;推测出秸秆主要化学成分所含官能团的种类和数量在秸秆生长高度方向上的变异规律。

关键词：万寿菊秸秆微观形貌化学组成变异规律

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