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[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
吴庆定 唐小杰 李佩 张嘉文 郝飒 刘克非
【目的】拓展狼尾草的高值清洁利用领域,丰富FDM 3D打印耗材品种,制备具有木质感的3D打印复合线材。【方法】以狼尾草纤维为基材,经改性后与聚乳酸(PLA)复合,采用挤出法制备1.75 mm规格3D打印狼尾草/PLA复合线材,并通过3D打印实践优化3D打印工艺参数;借助Design Expert软件优化狼尾草纤维改性碱处理工艺;利用ANSYS FLUENT软件对狼尾草/PLA复合线材挤出熔融段流场进行数值模拟,分析其初始加热温度、螺杆转速和机筒温度等工艺参数对线材挤出过程的影响,进而优化线材挤出工艺;借助扫描电子显微镜(SEM)分析狼尾草/PLA复合材料断口形貌特征,解析其强韧化成因。【结果】狼尾草纤维的最优碱处理工艺参数为:碱液浓度3.5%,处理温度60℃,处理时间4.2 h。狼尾草/PLA复合线材挤出成形最优工艺条件为:流道初始温度165℃,螺杆转速为8 rad/s,机筒温度为180℃。制备的1.75 mm规格狼尾草/PLA复合线材应用于3D打印实践时,打印工艺参数推荐值为:填充率60%,层高0.3 mm,打印速度30 mm/s,打印温度210℃。狼尾草/PLA复合材料的SEM断口形貌具有韧性断裂特征,成就了1.75 mm规格狼尾草/PLA复合线材良好的冲击韧性。【结论】经碱处理后的狼尾草纤维随着部分半纤维素、灰分等组分的去除,其纹孔得以打开,与PLA的亲和力得以增强,制备的狼尾草/PLA复合线材及其3D打印试件强度高,韧性好,木质感强,可用于各种家居及办公家具摆件、汽车驾驶室用饰条与饰件、各类机电设备操控手柄等产品的生产,应用前景广阔。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
袁建 张嘉文 郝飒 何玉琴 马先成 丁定成 吴庆定
【目的】为高值清洁利用狼尾草资源。【方法】以狼尾草粉末为基材、纳米氧化铜为增强因子，通过高纯酒精分散与三维高效无偏析混合方法获得狼尾草粉末与纳米氧化铜的均匀混合物，采用温压成形工艺对均匀混合物实施双向成形制备狼尾草粉末/纳米CuO复合材料。以单因素试验结果为基础，采用BBD响应面法进行多元回归分析，建立CuO含量、成形温度、成形压力与复合材料静曲强度、吸水率的数学模型，研究不同工艺参数对静曲强度和吸水率的影响及变化规律，得到了最优制备工艺参数，评估其电磁屏蔽效能。【结果】狼尾草/纳米CuO复合材料的最优温压成形工艺参数与最佳成分配比为：成形温度185℃，成形压力70 MPa，保温保压时间30 min,CuO含量44 wt%。据此制备的狼尾草/纳米CuO复合材料的静曲强度为77.64 MPa，吸水率为2.3%，电磁屏蔽效能为60 dB。【结论】狼尾草/纳米CuO复合材料的吸水率不足高密度水泥纤维板吸水率（≤25%）的10%，仅为超薄高密度人造板吸水率（≤60%）的3.8%，优于人造板相关技术标准；其电磁屏蔽效能已达到工业应用标准（30～60 dB），可望达到军用标准（60～120 dB）。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
林斌 翟学勇 李瑞 孙立鹏 张元婷 尹玉雪 刘镇波
【目的】为了探究工艺因子对复合材料声学振动性能的影响,优化复合材料制备工艺条件参数以提高复合材料声学振动性能。【方法】按照单板层积材结构设计制备桦木单板/玻璃纤维复合材料。利用双通道快速傅里叶变换频谱分析仪(FFT)对复合材料的声学振动性能进行检测,以比动弹性模量(E/ρ)、弹性模量和剪切模量的比值(E/G)、声辐射品质常数(R)、损耗角正切(tanσ)、声速(v)归一后的综合得分值为响应指标,分析热压时间、热压压力、施胶量对复合材料的声学振动性能的影响。在单因素实验的基础上,利用响应面分析法建立工艺因子和响应值的二次回归模型,优化复合材料的制备工艺条件。【结果】单因素实验范围内,在热压时间10～25 min、热压压力0.6～1.3 MPa、施胶量140～180 g/m~2时,复合材料声学振动性能显著提升,说明实验的工艺因子对复合材料声学振动性能影响显著。利用Design-Expert软件对复合材料的声学振动性能测试结果进行二次多项式回归拟合,剔除对模型影响不显著的因素,建立了复合材料综合得分值的响应面模型。通过响应面模型优化后的最佳工艺条件为:热压时间24.5 min、热压压力1.3 MPa、施胶量180 g/m~2,此条件下复合材料的E/ρ为25.27 GPa,E/G为15.99,R为6.48 m~3/(Pa·s~3),tanσ为0.001 25,v为5 026.55 m/s,综合得分值可达到98.19。【结论】综合得分值的模型P
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
陈复明 王戈 李贤军 程海涛 田根林 张文福
运用模糊综合评判理论,以天然纤维织物复合材料力学性能为依据,建立材料制备工艺的多因素单层次隶属函数评判模型;并对热压3要素和铺装方式进行了综合模糊评价,得到了制备工艺最优排序。测试了不同层数的复合材料,从宏观层面验证了模型的准确性;并应用场发射环境扫描电镜(FESEM)对7.5 Nm和13.5 Nm纤维增强体的拉伸断面进行了表征,进一步从微观层面解释了评判结果的可靠性。结果表明,最优工艺为:热压压力3 MPa,热压温度120℃,热压时间5 min,铺装方式[(0/90)]7。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张德荣 母军 王洪滨 范东斌 李建章
该文研究了以杂交狼尾草为原料的刨花板制造工艺。杂交狼尾草通过削片、再碎、干燥等加工制成工艺刨花,以三聚氰胺改性脲醛树脂为胶粘剂,采用正交实验设计,研究施胶量、偶联剂量、热压温度等工艺因素对刨花板主要物理力学性能(静曲强度、弹性模量、内结合强度、吸水厚度膨胀率)的影响,确定热压工艺条件。研究表明:①杂交狼尾草可以用于刨花板制造。②三聚氰胺改性脲醛树脂可以用于杂交狼尾草刨花板制造。③最佳工艺参数:施胶量10%,偶联剂量0.5%,热压时间50 s/mm。
[期刊] 林业科学
[作者]
胡建鹏 郭明辉
以木质纤维为基体,Fenton试剂化学改性后的工业木质素为黏结相,采用"高速混合-平板热压"的工艺技术路线制备环保型木质基复合材料。采用正交试验设计及极差分析,探索性能优良的环保型材料的制备工艺,通过傅里叶变换红外吸收光谱(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)、动态热机械分析(DMA)、环境扫描电镜(SEM)对材料的化学组分、聚集态结构、动态热机械性能以及微观形貌特征进行表征。结果表明:1)在氧化改性工业木质素填加量25%、板坯含水率20%、热压时间7min、热压温度170℃的工艺条件下,木质基复合材料的理化性能能够满足GB/T11718—2009中干燥状态下使用的普通型中密度纤维板(MDF-...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
陈志彦 邹世钦
研究了不同升温裂解速率对PIP工艺制备的3D-Cf/SiC复合材料性能的影响。采用了3种升温制度,每次裂解时间分别为3 900 min、1 500 min和1 000 min。实验发现3种升温制度下制备的材料的力学性能差别比较小,1 000 min裂解制备的试样的弯曲强度高达762.5 MPa,其弯曲强度和断裂韧性常数还略高于另外2种。不同升温速率下试样断口的SEM照片均显示很长的纤维拔出,增韧效果显著。研究表明,适当提高升温速率并没有降低Cf/SiC复合材料的力学性能。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
栾丛丛 王振威 沈洪垚 张林初 钱俊 傅建中
该文围绕"新能源+储能"发展新模式,开展双电层碳纤维基储能构件设计制造及三维打印(3D打印)个性化封装研究。采用真空抽滤吸附碳纳米管工艺,制备了高比表面积碳纤维布电极;调配不同浓度聚合物电解质溶液,探索了电解质溶液浓度对碳纤维基储能构件充放电性能的影响;建立基于熔融沉积成型3D打印工艺的个性化封装设计制造方法,解决了双电层储能构件个性化封装成本高且周期长的问题。结果表明:引入碳纳米管可极大提高双电层储能构件的储能性能,电解质溶液浓度对储能构件峰值电压影响不大而对峰值电流具有显著影响,3D打印技术可助力储能构件快速实现个性化封装。研究成果可为新工科背景下的大学生工程训练教学改革与新技术应用提供借鉴与参考。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
林海琳 崔英德 尹国强
为了研究多功能除草复合肥的制备可行性和性能,用团聚法制备了10-8-7型NPK丁草胺复合肥,探讨了制备的工艺条件:尿素、普钙、氯化钾、棒土的质量比为35∶100∶21∶10,丁草胺乳油分别占物料总量的0.25%,0.35%,0.45%,0.55%,造粒机倾角50～60°,转速20～23r/min,物料出口温度48℃.对丁草胺复合肥颗粒的性能进行测定和分析表明,所制复合肥的颗粒强度符合国家标准,一年内颗粒中的N,P,K及丁草胺含量,pH值保持相对稳定,肥料与丁草胺之间无拮抗作用,符合化肥—农药混配原则.
关键词：
丁草胺复合肥 造粒工艺 颗粒性能
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
吴巧妹 王嘉伦 刘晓泽 陈燕丹
【目的】探求丝瓜络纳米纤维素晶体(Luffasponge nanocellulose crystals,LNCC)的最优制备工艺,为提高丝瓜络资源的综合利用提供方法支持。【方法】以丝瓜络废弃物为原料,采用单因素试验研究不同硫酸质量分数(58%,60%,62%,64%,66%)、不同反应温度(30,40,50,60,70℃)、不同超声时间(25,35,45,55,65min)对超声-硫酸水解法制备LNCC得率的影响;在单因素试验的基础上,采用响应面试验对LNCC制备工艺条件进行优化,使用Design-Expert 8.05b软件进行数据分析,求出数学模型,进而得到最佳的制备工艺条件。【结果】单因...
关键词：
丝瓜络纳米纤维素晶体 响应面优化 得率
[期刊] 工业工程与管理
[作者]
戢守峰 金玉然
针对3D打印对传统制造的影响以及如何驱动分布式制造问题,构建了基于3D打印技术的制造企业分布式生产网络优化模型。该模型中考虑了3D打印产品的生产与运输、路途损耗、废弃物、延期供货和3D打印工厂的运营等成本,以满足成本最小化优化为目标,并设计基于多约束的粒子群优化算法求解该模型。数值计算与仿真结果表明,总成本随着生产率的提高逐渐减低,并随着运输时间的增加先呈现指数型增长后呈现直线型增加,而单位商品的生产和运输成本比月生产能力对总成本的影响更大、月生产能力比生产率对总成本的影响更大。由此验证了所建模型的有效性。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
娄衡 潘大卫 张扬 于志明
【目的】低密度纤维板具有质量轻、吸音降噪等优点,可广泛应用于非结构用途的家具制造、建筑装饰、包装、电器设备等领域。与中密度纤维板相比,低密度纤维板具有力学性能低的缺点,使用"三醛胶"制备的低密度纤维板,力学性能难以达到要求,且甲醛释放量较大。因此,本研究选用胶合强度高、无甲醛释放的异氰酸酯(MDI)为胶黏剂,制备性能较优的MDI低密度纤维板。【方法】以纤维含水率、细纤维质量分数和热压曲线为工艺参数,通过分析各参数对板材物理力学性能的影响,得出MDI低密度纤维板较优的制备工艺。【结果】提高纤维含水率,适当延长低压作用时间,可增加表芯层密度比,从而提高静曲强度和弹性模量,但内结合强度略有下降;增加粗纤维的质量分数可有效提高静曲强度和弹性模量,内结合强度降低,吸水厚度膨胀率略有增加。本研究得出的MDI低密度纤维板较优的制备工艺为:纤维含水率16%,热压曲线C,细纤维质量分数60%。通过保温系数和甲醛释放量测定,发现MDI低密度纤维板与同等密度的保温材料相比具有较好的保温性能,甲醛释放量较低。【结论】本研究中制备的MDI低密度纤维板各项性能均可以满足LY/T 1718—2017《低密度和超低密度纤维板》中干燥状态下使用的家具型低密度纤维板的性能要求,在家具制造、保温建筑材料等领域具有广泛的应用空间。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
凌启飞 李新功 乔建政
以稻草碎料、珍珠岩粉以及无胶胶黏剂为主要原料制备阻燃型木质复合材的隔热滞火单元。采用正交试验,选取密度、稻草碎料用量以及施胶量为工艺因子,研究隔热滞火结构单元制备工艺。对试验结果进行方差分析及回归分析确定了隔热滞火单元优化工艺为密度为1.0 g/cm3,施胶量为17%,稻草碎料用量为20%。
[期刊] 工业工程与管理
[作者]
崔庆安 丁静静 赖旭东
采用基于高斯过程回归(GPR)的响应曲面法优化3D打印的过程参数，以降低打印件侧面的精度损失，改进打印质量。首先选择四个较为显著的因素：层厚、打印速度、喷嘴温度、热床温度，运用拉丁超立方抽样设计实验；然后采用高斯过程回归拟合侧面误差的响应曲面模型；进一步运用精英保留遗传算法对模型寻优，并对寻优结果进行实验验证；最后选用同样的参数与实验域进行传统响应曲面实验，经部分因子实验、最速下降实验和响应曲面实验后得到最终优化结果。结果显示，高斯过程回归响应曲面的优化结果总相对误差为2.917‰，与传统响应曲面模型相比误差减少38.59%，且其预测的置信区间也比传统响应曲面模型缩短78.14%，说明了所提方法在参数优化和复杂系统建模方面有效性。
[期刊] 林业科学
[作者]
余养伦 秦莉 于文吉
以酚醛树脂为胶黏剂,以毛竹和慈竹为原料,在不去竹青和竹黄的条件下,采用点裂和线裂纤维分离技术,将半圆竹筒疏解形成由竹纤维束交织而成的网状结构纤维化竹单板,经过热处理、浸胶、热压等工序制造本色和炭化色室外地板用竹基纤维复合材料,并与室外地板用重组竹的性能进行对比。结果表明:竹基纤维复合材料性能优于重组竹,慈竹竹基纤维复合材料的性能优于毛竹;热处理对吸水厚度膨胀率、防腐和防霉等性能具有改善作用,对水平剪切强度具有不利影响;采用纤维化单板,改变了传统重组竹的束状元结构,提高了竹材的利用率和生产效率,可促进竹材产业升级尤其是丛生竹的工业化利用。
关键词：
纤维化竹单板 竹基纤维复合材料 室外地板
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