梁山慈竹微纤丝角的X射线衍射技术解析及对拉伸力学的影响

采用X射线衍射技术对梁山慈竹微纤丝角(MFA)的变异特性进行了研究,并就微纤丝角对拉伸力学的影响进行了分析。结果表明,梁山慈竹微纤丝角随竹龄增加的变化较小,三年生竹的微纤丝角最大,为8.521°,二、三年生竹微纤丝角的平均值明显大于四、五年生竹,差异绝对值小于0.1°。竹秆基部、中部和上部微纤丝角的平均值分别为8.499°,8.497°和8.483°,变异系数在5%左右。微纤丝角从竹青到竹黄呈增大的趋势。方差分析表明,径向部位对微纤丝角有显著性影响,竹龄和纵向部位对微纤丝角无显著影响。顺纹拉伸强度和杨氏模量呈线性相关(r=0.57)。微纤丝角对力学性能有一定影响,拉伸强度和杨氏模量中分别有35%和43%的变异由微纤丝角引起。     

基于计算机层析成像(CT)技术的梁山慈竹密度检测研究

密度是竹材重要的物理指标之一,与竹材的许多物理力学性能紧密相关。采用计算机层析成像(CT)技术,对2-5年生梁山慈竹(Dendroclamus farinosus)的密度时空变异特性进行了系统研究;利用正交试验设计确定了适宜的扫描参数,对其气干密度(Y)与相对应的CT值(X)之间的相关性进行分析研究,建立了线性回归模型(Y=0.001 X+1.148)并验证了该模型的准确性,得出两者之间存在着线性关系;同时利用模型计算出梁山慈竹径向和纵向的密度变化规律。为实现梁山慈竹密度的精准高效检测提供了新方法,也为深入研究竹材的材性和构造提供了新思路。     

γ射线辐照处理竹材的X射线光谱研究

利用X射线衍射仪,对γ射线辐照处理前后的竹材进行X射线光谱分析,得出竹材结晶度和微纤丝角在辐照过程中的变化规律。随着辐照剂量的增加,竹材纤维素结晶度呈现先升高后降低的趋势,微纤丝角变化不明显,表明微纤丝角不是影响辐照过程中竹材物理、力学性能变化的主要因子。     

拉曼光谱在天然纤维素结构研究中的应用进展

纤维素是木质纤维生物质细胞壁的骨架物质,也是生物燃料制备过程中重要的前驱体。作为重要的天然有机高分子,纤维素分子结构的研究备受关注。拉曼光谱仪因其较高的分辨率及无损检测的特点可在多尺度研究天然纤维素复杂分子链及聚集态结构。本文在比较了色散型拉曼光谱仪和傅里叶变换拉曼光谱仪的构造及相关参数的基础上,详细综述了拉曼光谱技术在植物细胞壁纤维素微区分布、天然纤维素酶解发酵、分子链空间取向、分子形变、结晶度与多晶态转变等方面的研究进展。并对拉曼光谱技术在天然纤维素分子结构研究中存在的问题进行了总结,提出了可能的解决方案,以促进拉曼光谱技术在天然有机高分子研究领域的应用。     

基于CT技术的古琴琴腔构造无损检测研究

古琴的材质特性及制作工艺影响着古琴的品质,同时古琴形制与琴腔布局关系到古琴工艺的完善与传承, 因此在不破坏古琴结构的前提下获取内部琴腔特征与参数十分重要。利用CT无损检测技术对古琴整体进行扫描,得到了琴腔构造断层图,从而研究了古琴面板木纹纹理、面板底板的连接方式和内部缺陷,并运用Mimics软件中的面绘制法实现了古琴琴腔构造的三维重建,使CT断层扫描图像由二维转换为三维立体,更加完整全面地展现古琴琴腔构造形态,最后获得古琴具体琴腔尺寸。实验研究表明,仲尼式与落霞式古琴琴腔构造差异显著,其中仲尼式琴腔表面起伏变化较大,落霞式琴腔表面趋于平缓;仲尼式琴腔体积小于落霞式,琴项位对比明显。通过利用CT无损检测技术实现了对古琴内部信息的准确获取,这对于探究古琴的制作工艺及质量检测起到重要的技术支撑作用,同时也为其他传统珍贵器具内部结构的无损研究提供参考依据。     

粘性指进显示及其分维测量

考虑到液体驱油时粘性指进可能造成原油回采严重减少，利用图像采集系统对多孔介质中由粘性指进不稳定性导致的指进花样进行显示，测算其分维指数并研究聚合物浓度与分维的关系。     

甲苯制苯和二甲苯反应的量子化学研究

二甲苯是合成纤维的基础原料,研究石油苯制取二甲苯反应的甚多,但所拟定的反应机理不尽相同.本文从微观机制出发,进行量化模拟计算,以期对反应机理提出一些佐证. (一)计算方法与结果 作者根据文献上所证实的反应是由H~ 吸附催化而实现的事实,将固体酸催化剂以H~ 模型化,用CNDO/2量化方法对甲苯、二甲苯吸附质子所形成的各种络合态,用各种静     

黄藤细胞壁微纤丝取向偏振光拉曼光谱研究

采用532 nm共聚焦显微拉曼光谱技术原位状态下研究了黄藤藤茎纤维及导管细胞壁中纤维素微纤丝空间取向差异。在高数值孔径（NA=1.25）物镜测试条件下,C-H伸缩振动（2 771~3 000 cm-1）特征峰峰面积拉曼成像成功的区分出细胞角隅、复合胞间层以及次生壁。进一步发现纤维细胞次生壁呈宽窄交替的同心层状结构,而导管次生壁无明显的分层结构。采用平行于细胞径向壁的拉曼偏振激光进行光谱成像发现纤维细胞次生壁窄层纤维素C-O-C（1 097 cm-1）拉曼信号强度明显高于宽层,即窄层中微纤丝取向更加平行于入射激光偏振方向,与细胞轴夹角更大,而导管次生壁中微纤丝取向较为均一。细胞壁不同形态区域拉曼光谱分析发现纤维素C-O-C特征峰以及CH和CH₂特征峰的拉曼信号强度与入射激光的偏振方向存在明显的相关性。当入射偏振激光的电矢量方向从平行变化到垂直于微纤丝方向时,其糖苷键C-O-C非对称伸缩振动信号减弱,而CH和CH₂的取向在与入射偏振激光的电矢量方向垂直时,其拉曼信号强度相较于平行状态略微降低,表明纤维素特征峰中的糖苷键C-O-C的非对称伸缩振动比CH和CH₂伸缩振动对拉曼偏振光的方向改变更为敏感。比较纤维细胞宽层与窄层的拉曼光谱发现径向次生壁窄层1 097 cm-1处拉曼信号强度明显高于弦向次生壁窄层,而径向次生壁宽层的2 897 cm-1处拉曼信号强度低于弦向次生壁宽层。拉曼特征峰比值（I_{1 095}/I_{2 897}）可用来定性研究细胞壁微纤丝角,结果发现这一比值在导管次生壁、纤维细胞窄层和纤维细胞宽层中分别为1.32~1.10,0.92~0.55和0.42~0.33,表明导管次生壁具有最大的微纤丝角,纤维细胞窄层次之,宽层最小。该研究为解析藤材细胞壁骨架空间结构、化学成分分布以及微力学特性提供了新型的分析手段和重要的理论指导。     

基于X射线CT技术快速检测不同含水率状态下的毛竹密度

密度是竹材材性的重要指标之一,与竹材诸多物理力学性质紧密相关,且测定结果因含水率状态不同而不同。基于X射线计算机断层扫描(X-CT)技术,比较了不同竹龄毛竹全干、气干、饱水状态下CT值的差异程度,除4年生和10年生毛竹CT值差异较大以外,其余竹龄CT值差异较小;分别在全干、气干、饱水状态下对所测定的CT值与相应状态下毛竹的密度进行拟合建模,同时还对不同含水率梯度状态下的CT值与密度进行拟合建模,进而系统分析了不同竹龄毛竹在单一含水率状态下和不同含水率梯度状态下CT值与密度之间的关系;对不同竹龄毛竹全干状态下相对竹青径向位置的CT值进行了拟合,依据CT值与密度之间的关系,解释说明了毛竹径向密度因竹龄不同所产生差异的原因。试验结果表明,毛竹全干、气干、饱水密度与相应的CT值之间均存在线性关系,且拟合斜率相近;在所选含水率梯度状态下毛竹密度与CT值之间存在线性关系,且密度与CT值关系受水分影响较小,回归方程为：D=0.001H+1.003 2,R2=0.968 3(D为密度,H为CT值),验证模型决定系数R2=0.974 3;不同竹龄毛竹全干状态下竹青、竹黄处密度差异较小,而在竹肉处差异较大。这些结果为实现快速检测毛竹在不同含水率状态下的密度提供了技术支持和数据参考,同时X射线计算机断层扫描(X-CT)技术也为深入研究竹材材性和构造提供了一种切实可行的新途径。