基于DSCM的竹炭力学参数测量及破坏分析

为了解竹炭力学性能,采用DSCM方法研究了竹炭的弹性模量、泊松比以及抗压强度,并对竹炭材料的顺纹和横纹破坏过程进行了简单分析。结果表明:竹炭的横纹压缩强度、弹性模量和泊松比均比顺纹压缩低;竹炭的破坏模式受其结构控制,顺纹压缩常表现为突发式破坏,试件内部前期变形均匀,最后发育沿载荷方向的裂纹,横纹破坏表现为渐进式破坏,试件内部前期变形不均匀,最后发育与载荷方向成一定角度的裂纹。该研究在生物质材料的力学参数及力学性能研究方面均具有一定的可行性和优越性。     

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。     

γ射线辐照处理竹材化学组分及结晶度变化研究

利用核磁共振波谱仪和X射线衍射仪,对γ射线辐照处理前后的竹材进行CP/MAS 13C-NMR图谱、XRD光谱分析,得出竹材细胞壁主要化学组分在辐照过程中结构和性质的变化规律。随着辐照剂量升高,竹材纤维素结晶度呈现先升高后降低的趋势,半纤维素发生降解,木质素由非酚型向酚型转变。     

ICP-AES法测定造纸污泥中金属元素

金属元素,特别是重金属元素是造纸污泥资源化利用需要考虑的因素。采用ICP-AES法测定安徽山鹰纸业2种造纸污泥,福建青山纸业1种造纸污泥,福建中竹纸业1种造纸污泥的17种金属元素。结果显示,4种造纸污泥都含有不同量的金属元素,其中Al和Ca的含量最大,既有毒性较大的重金属,如Cr,也有过量才具有毒性的金属,如Fe,还有对植物生长有益的P和K等。福建中竹纸业污泥各元素的回收率为94.4%～107.3%。重金属元素含量低于国家标准GB/4284—84《农用污泥中污染物控制标准》。重金属含量的顺序为： 福建中竹纸业<福建青山纸业污泥<安徽山鹰纸业污泥。此测定结果可为造纸污泥的资源化利用,尤其是土地利用和肥料利用提供重要的理论参考。     

近红外光谱法快速测定毛竹Klason木质素的含量

研究了用近红外漫反射光谱法对毛竹Klason木质素含量的快速预测。选取了代表不同竹龄、不同高度和横向不同位置的54个竹材粉末样品,用常规实验室方法测定了54个样品的Klason木质素含量,用近红外光谱仪漫反射方式在350～2500 nm范围内采集相应样品的光谱,利用多变量统计分析软件建立样品木质素含量和光谱数据之间的相关性模型。结果表明,对原始光谱进行二阶导数预处理后,选择1 011～1675 nm和1930～2488 nm波长区间,用偏最小二乘法(PLS1)和完全交互验证方式建立了的校正模型和预测模型的相关系数分别为0.99,和0.97,校正标准误差SEC＝0.36％,预测标准误差SEP=0.59％,说明毛竹Klason木质素含量和近红外光谱之间存在非常好的相关性,用近红外光谱技术可以实现对竹材样品中Klason木质素含量的快速预测。     

利用近红外光谱和X射线衍射技术分析木材微纤丝角

利用近红外光谱和X射线衍射法对木材的微纤丝角进行了快速预测。微纤丝角是影响木材性质的最重要的物理量之一,木材资源利用和林木品质改良都要求能快速、方便地测定木材的微纤丝角。 该实验首先利用X射线衍射仪,快速测量和计算出154个杉木木材样品的微纤丝角。然后,依据木材不同成分在近红外区的不同吸收特性,在近红外光谱数据与X射线衍射仪测定的微纤丝角之间建立相关模型。结果表明,二者之间具有很好的相关性,其校正模型和预测模型的相关系数(r2)分别达到0.867和0.816。     

红木的近红外光谱分析

红木珍贵、种类多,大多数人对红木种类及真伪难以或无法鉴别。利用近红外光谱技术对国家标准中八类红木的近红外光谱进行分析,研究结果表明:(1)近红外光谱与红木色度学参数(L*,a*和b*)之间存在非常高的相关性,预测值与实测红木L*,a*和b*值的相关性分别达到0.988,0.991和0.993;(2)利用化学计量学中的主成分分析(PCA)方法可以将八类红木清楚地区分成八个相应的类别,利用三个主成份信息绘制的三维PCA得分图比二维图更能直观地展现八类红木的区别。研究结果说明应用近红外光谱技术识别红木类别具有可行性,这为开发红木的鉴定或识别提供新的方法和研究思路。     

数字散斑相关方法在木材科学中的应用及展望

随着现代光电子和计算机技术的发展以及数字图像处理理论的深入，数字散斑相关方法（DSCM）迅速成为实验力学领域一种重要的测试方法。文章介绍了DSCM的基本原理，并对其在木材科学领域的应用进行了综述，包括在木材常规力学测试和木材断裂、微观力学以及复合材料力学测试等方面的应用及一些新的成果。最后根据木材材料的特点, 对DSCM在木材科学上的进一步应用提出了几点建议。     

木材、竹材密度的CT技术检测

CT在木质材料无损检测中应用日趋广泛,其密度检测是这一应用的关键技术之一。本文用CT对木材、竹材气干材密度进行了研究。通过分析气干材密度(0.303～1.061 g·cm-3)与相应CT值的相互关系,获得24种木材气干材密度与相应CT值之间的线性模型,以及25种木质材料(24种木材及1种竹材)气干材密度与其CT值的混合数学线性模型,相关系数R均达0.99以上,实现了木质材料密度的高效连续精确无损检测,是木质材料CT技术量化检测的突破,为CT技术更好应用于木竹材科学研究与生产加工提供了技术支持和参考依据。     

木材不同切面的近红外光谱信息与密度快速预测

用近红外光谱对木材密度进行了研究。发现木材三个不同切面(横切面、径切面、弦切面)的近红外光谱有较大的差异;结合偏最小二乘法(PLS),根据三个切面采集到的光谱数据与木材密度建立了校正模型,横切面预测集的相关系数r为0.94,径切面和弦切面分别为0.85和0.81。结果表明,从横切面采集到的光谱建立的预测模型效果最好。用该模型对随机抽取、未参与建模的15个样品的密度进行了预测,r2=0.977, 标准偏差：STDEV=0.006。