透明木材的性能及其应用研究进展

透明木材作为一种新兴环境友好型材料,兼具天然木材的可持续可再生性和玻璃的优良光学性质,强度高于木材、韧性优于玻璃,且相对塑料更节能环保,短短几年内,透明木材的制备和应用取得了快速的发展,将功能性纳米粒子与透明木材复合亦可获得新的功能特性,如磁性、荧光性、抗紫外性等。本文以透明木材的性能出发,分析了木材性质、漂白方法、聚合物类型、界面因素及添加物质对其性能的影响,总结了透明木材在建筑、发光材料、光伏器件、磁性材料及储能材料等领域的应用,最后指出,系统化研究其耐腐蚀性、阻燃性、光稳定性,寻找工业化生产的方法是未来的研究重点,以期为透明木材的性能调控以及深入研究提供理论基础和实践方向。     

近红外光谱用于杉木木材强度分等的研究

利用近红外光谱技术对木材强度分等进行了研究.选择 1000～1400 nm波段,结合偏最小二乘法,在木材强度和近红外光谱数据间建立了校正模型,校正模型的相关系数(r)为0.89,校正标准误差(SEC)为6.30 MPa.利用校正模型对35个未知样品的强度进行预测,根据近红外预测值和实测值分别对木材样品进行分等,A级预测...     

红外光谱和热重分析法评估三种加固剂对“小白礁Ⅰ号”考古木材微力学性能的影响

随着社会对木质文物重视程度的提高和现代考古技术的进步,饱水木质文物得到不断发掘和保护。饱水木质文物木材的细胞形态和化学结构普遍发生非均匀降解或变化,成为了不同于健康木材的“新材料”。PEG法和糖法作为国际通用的脱水加固方法可避免饱水木质文物干燥过程中收缩变形。本研究选用“小白礁Ⅰ号”沉船主要用材树种柚木（Tectona sp.）为试验对象,分别使用PEG、三氯蔗糖和海藻糖加固,并在开发的适用于脆弱木质文物的非包埋式纳米压痕样品制备方法的基础上,通过纳米压痕力学技术（NI）评估了三种饱水木质文物常用加固处理方法对考古木材微力学性能的影响;同时,结合红外光谱法（FTIR）和热重分析（TGA）方法,进一步揭示了加固剂种类影响考古木材微力学性能的原因。研究结果表明：使用非包埋法制备的纳米压痕样品,可准确获取加固处理后考古木材细胞壁的纵向弹性模量和硬度;PEG法、三氯蔗糖法和海藻糖法均可显著提高考古木材木纤维细胞壁的纵向弹性模量和硬度,三种方法加固处理后的木材的弹性模量比未处理样品分别增加了6.9%,25.4%和29.1%,硬度比未处理样品分别增加了9.3%,25.9%和13.6%。红外光谱试验结果表明PEG、三氯蔗糖和海藻糖均进入了考古木材细胞腔等内部组织结构,热重分析结果证实部分加固剂进入了木材细胞壁,是细胞壁强度提高的主要原因。总之,三氯蔗糖和海藻糖较适用于饱水考古木材的脱水加固,加固效果优于PEG,其中三氯蔗糖的加固效果最佳。研究结果为饱水木质文物加固性能的准确评估提供了方法参考,为沉船等饱水木质文物的加固与保护提供了科学依据。     

采用特征融合的紫檀属内相似树种识别方法研究

紫檀属中的木材有很多属于名贵木材,不同树种之间十分相似。传统的木材识别方法多以木材解剖学为主,通过观察木材的切片结构特征对木材的树种进行判断,这类方法虽有较高的识别精度,但是其识别工艺较为复杂而且技术难度也相对较高。与木材解剖学相对应的是利用图像信息或光谱信息的木材树种识别方法,该类方法虽具有较为简单的识别工艺,但是在对同属相似木材树种进行识别时,往往不能够取得较好的识别效果。提出了一种基于木材切面光谱特征和纹理特征相融合的木材树种识别方法,该方法不仅识别工艺简单、自动化程度高,而且具有较高的识别精度。首先通过数码相机和光谱仪采集木材切面的图像信息和光谱信息,然后分别使用纹理特征提取方法和光谱特征提取方法提取两类特征的特征向量,接下来使用基于典型相关分析的特征级融合方法将这两个特征向量进行融合,最后使用支持向量机对融合后的特征向量进行分类识别。为了验证方法的有效性,以市场中常见的5种紫檀属树种的三个切面为研究对象,对这些木材树种进行了识别。实验结果显示,单独使用纹理特征的识别正确率最高为80.00%,单独使用光谱特征的识别正确率最高为94.40%,使用融合的特征最高的识别正确率可达99.20%。还将这5种木材树种与其他30种木材树种进行了混合,混合后的木材样本数量可达1750。实验进一步显示,该方法可以对包含紫檀属在内的35种木材的树种进行识别,其正确率可达98.29%。综上所述,木材的纹理特征和木材的光谱特征可以有效的相互补充,从而进一步提高识别正确率。最后还用所提出的方法与目前主流的方法进行了比较,结果发现所述的木材树种识别方法高于目前主流方法。     

基于小型便携式质谱和多元统计分析的木材种类鉴别方法研究

采用小型便携式质谱与静电场轨道阱高分辨质谱进行检测,结合多元统计分析,从样品制备、电离方式、质谱分辨率和数据处理等多个角度开展了黄檀属和紫檀属木制家具用木材鉴别方法的研究。结果表明,数据经归一化等处理后,在正交偏最小二乘判别分析模型中,小型便携式质谱数据的Y变量累积解释率(R²Y,0.961)略低于静电场轨道阱高分辨质谱数据(0.994和0.983),三种模型预测相关性(Q²)均大于0.79,并且模型不过拟合,显示相关模型的解释性和可预测性较强,均能较好地区分黄檀属和紫檀属木材样品。小型便携式质谱结合多元统计分析用于木材种类的快速鉴别可解决传统方法鉴别准确率低以及名贵木材制品市场日益增长的快速准确鉴别需求等问题,具有良好的应用前景。     

离子色谱法测定木材防腐剂中的磷酸根、硫酸根和铬酸根离子

该木材防腐剂为棕红色糊状无机盐混合物,内含五价砷、六价铬和二价铜盐。为提高防腐剂的效率,需寻求最佳组分配比和酸的种类与含量。离子色谱法测定PO_4~(3-)和SO_4~(2-)的报道较多,而测定CrO_4~(2-)的报道多为纯盐和单一体系,最佳结果CrO_4~(2-)的检测下限500ppb,需时12分钟。本     

高温除湿干燥机的试验研究

本文介绍了作者自行设计的高温除湿干燥机,以及在工业木材干燥过程中的试验研究。该除湿干燥机的特点是利用清华大学研制的高温环保工质HTR01,配合R22压缩机组成热泵循环,达到提高除湿机出口风温,能够与常规蒸汽干燥窑干燥工艺相匹配的目的．通过对该高温除湿机的大量热工性能试验,以及对试验结果的性能分析,为设备的改进与性能的提高提供了基础．