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[期刊] 林业科学
[作者]
王哲 王喜明
介绍木材中宏观-介观-微观多尺度孔隙的分布、孔隙尺寸、孔隙形貌等孔隙结构,木材自身因素及干燥、热解等加工处理对孔隙结构的影响,压汞法等木材传统孔隙结构表征方法的优缺点,差示扫描热孔计法、核磁共振冷孔计法和超极化129Xe核磁共振法等新兴表征技术的基本原理,提出今后应结合多种表征技术重点探索木材介微观孔隙结构,以此为切入点探讨木材的物理力学性能,以期有助于推动木材孔隙结构的深入研究及其在其他领域的应用。
关键词：
木材 孔隙结构 影响因素 表征方法
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
马尔妮 王瑜瑶 李京予 仲翔
木材是一种具有多级孔隙结构的天然可再生资源，其孔隙构造尤其是细胞壁孔隙结构至关重要。细胞壁孔隙结构的研究是木材加工的理论基础，对于提高木材综合利用率具有重要的现实意义。本文简要介绍了木材孔隙的种类及其表征技术，在此基础上梳理了水分对木材细胞壁孔隙结构影响的相关研究成果，总结了目前由水分引发的木材细胞壁孔隙结构变化领域仍存在的一些问题与挑战，对未来的发展方向及其前景进行展望，以期为深入揭示木材与水分的相互作用提供参考。
[期刊] 林业科学
[作者]
金枝 赵广杰
综述生物质纤维基活性碳纤维、黏胶基活性碳纤维、木质素基活性碳纤维、生物质苯酚液化物基活性碳纤维、生物质沥青基活性碳纤维5种生物质活性碳纤维的孔隙调控与结构表征研究进展,归纳其晶体结构、表面形态结构、表面化学结构和吸附性能,并提出几点建议。
关键词：
生物质活性碳纤维 孔隙结构 孔隙调控
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王瑜瑶 马尔妮
【目的】探究水分所引发的木材细胞壁孔隙结构变化，并与微波处理、脱木质素处理等预处理方法进行比较，为木材改性提供科学依据。【方法】将20 mm（径向）×20 mm（弦向）×5 mm（轴向）的杨木和杉木试材分别通过泡水1 h和1个月的方法进行水分处理，在500 W条件下微波处理18 min，在酸性条件下使用亚氯酸钠脱除试材中部分木质素。通过扫描电子显微镜和氮气吸附测试表征处理材的细胞壁微观形貌与孔隙结构，比较不同处理方法对细胞壁厚度、比表面积、孔径分布及孔体积等的影响。【结果】水分处理后，杨木和杉木的细胞壁增厚，水分处理1 h试材的比表面积分别从1.535和1.154 m~2/g增加到2.488和2.336 m~2/g，水分处理1个月的试材比表面积进一步增加到2.822和2.940 m~2/g。水分处理杨木试材在微、介孔范围内形成新的孔隙（造孔），且存在孔径增大（扩孔）现象。对于水分处理杉木试材，处理时间较短时其微孔范围内孔体积变化主要表现为扩孔效应，随着时间增加同时具有造孔和扩孔现象。在介孔范围中由于水溶性抽提物的脱除产生较大孔隙，并导致孔径的重新分布。微波处理杨木和杉木试材的细胞壁厚度和比表面积变化同与水分处理类似，处理后杨木试材中产生部分微孔，且杨木介孔及杉木孔径分布都表现为扩孔。脱木质素处理杨木和杉木的细胞壁厚度分别减少了1.79%和0.53%，但比表面积均增加，杉木试材中的微孔增加，其他孔径分布变化均因扩孔所致。【结论】水分处理能够改变木材细胞壁孔隙结构，杨木和杉木泡水1 h和1个月的作用效果与质量损失率分别为1.29%和3.33%的微波处理，以及脱除率分别为10.94%和8.06%的脱木质素处理相当，并且具有独特的孔径分布变化规律。3种处理方法由于作用机理不同，增大孔体积的方式在不同树种的不同孔径范围内不尽相同。本研究为选择科学高效的木材预处理方法提供了参考。
[期刊] 林业科学
[作者]
苌姗姗 胡进波 Clair Bruno Quignard Francoise
在常规解剖特征分析的基础上,采用氮气吸附法对杨木应拉木的比表面积及孔径分布等孔结构参数进行研究,并通过解析氮气吸附等温线判断孔隙的形状。结果表明:杨木应拉木BET比表面积为21.9m2.g-1,是对应木的13倍;杨木应拉木试样具有完好的介孔特征(孔径2～50nm),并具有一定量的微孔和大孔;内部存在"墨水瓶"状和狭缝状孔隙,孔径为5nm的孔体积分布密度最大,孔径在4～7nm的孔体积占总孔体积的74.4%,孔径超过15nm的孔体积占总体积的10.8%。杨木应拉木中大量存在的中孔孔隙可归因于应拉木木纤维中的厚壁胶质层。
关键词：
应拉木 孔隙结构 氮气吸附法
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
杨文锋 李天权 张然 李绍龙 曹宇 杨帆 钱自然
纤维增强复合材料（fiber reinforced plastics,FRP）试样的加工质量直接影响其力学性能测试结果的准确性及离散性。受限于传统表征方法，加工质量难以获得更真实的反馈。该文采用基于3D光学表面轮廓仪、扫描电子显微镜的宏观、介观与微观结合的多尺度表征方法，对FRP试样的加工质量进行了分析。结果表明，多尺度表征方法弥补了传统方法对测量精度与结果离散性的局限，其测量值的离散系数降低了67%以上；三维表面粗糙度S_a值比传统二维表面粗糙度R_a值的离散系数降低了50%以上。将传统表征方法与多尺度表征方法结合，更能客观且全面地评价FRP试样加工质量。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
费本华 赵勇 侯祝强 赵荣军
该文采用一种全新的方法———分形理论来描述干燥过程中,木材内部孔隙度的变化情况.实验以银杏和板栗为试材,采用连续升温干燥的方法,并建立了不同干燥温度下木材重量和尺寸之间的双对数关系,计算得出木材内部孔隙度的分形维数.结果表明:木材内部孔隙度的分形维数是定量反映干燥过程中木材内部孔隙复杂程度新的有效指标.木材内部孔隙度分形维数的变化与干燥温度和木材含水率的变化相对应,随着干燥温度的升高,两种试材含水率逐渐降低,内部孔隙度的分形维数均逐渐增大,内部孔隙的复杂程度也增大.当干燥温度从20℃到100℃,试材从气干状态(含水率14%)到绝干状态,银杏木材内部孔隙度的分形维数变化在2.1057～2.875...
关键词：
木材 分形理论 内部孔隙度 分形维数
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
蔡位子 刘怡颖 江俊 欧阳霖 杨沄瑾 卢煜强 侯俊伟 齐龙 王海林
土壤孔隙是水气运移和生物运动的通道，在调节土壤肥力和生态功能中起着至关重要的作用。土壤孔隙结构的量化研究是认识土壤结构、明晰孔隙结构与宏观功能关系的前提。然而，受土壤自身复杂性的限制，目前土壤孔隙结构检测技术普遍存在精确度低、重复性差和操作复杂等问题。针对获取和量化土壤孔隙结构中的重点和难点，归纳了现有方法的优缺点、潜在误差源及应用场景。现有方法总体可分为两大类：间接法和直接观察法，间接法是利用土壤中水、气、声、热等特性获得孔隙直径、体积或孔固体表面积等信息，主要包括水分特征曲线法、压汞法、气体吸附法、声波法、热脉冲-时域反射法、变压法、回归分析法等；直接观察法可以通过几何可视化来直接观察土壤孔隙空间，并借助图像处理技术，从图像中提取大量的定量形态学和拓扑描述符进行评估，例如切片观察法、扫描电子显微镜技术、计算机断层扫描技术、核磁共振技术等。对表征土壤孔隙结构的定量化方法进行了总结，梳理了近5年常规统计法、地统计学和分形理论在土壤孔隙结构定量化研究上的应用和成果。最后对今后田间原位土壤孔隙结构检测的发展方向进行了展望，尝试为土壤孔隙结构的现场检测装置研发提供理论参考和新思路。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
周贤武 邓丽萍 王滋 王玉荣 吕建雄 赵荣军
【目的】研究不同年轮沙柳(Salix psammophila)材的孔隙结构、微纤丝角和纤维素结晶度,为更合理、有效地利用沙柳资源提供依据。【方法】以取自内蒙古鄂尔多斯沙地的3年生沙柳为研究对象,利用氮气吸附法(NAD)研究不同年轮处沙柳木材的孔隙结构,并用X射线衍射(XRD)测定不同年轮处沙柳木材的微纤丝角和纤维素结晶度。【结果】从髓心到树皮的3个年轮处沙柳木材的比表面积逐渐增大,分别为0.54,0.68和1.81m2/g;孔体积逐渐增大,分别为0.002,0.468和1.560cm3/g,大多数孔隙的直
关键词：
沙柳 孔隙结构 微纤丝角 纤维素结晶度
[期刊] 中国农业科学
[作者]
杨建君 盖浩 张梦璇 蔡育蓉 王力艳 王立刚
【目的】东北黑土实施深松结合秸秆还田对土壤孔隙结构影响的研究缺乏明确性结论，为此开展本研究，旨在研究深松结合秸秆还田对黑土结构的影响机制，为合理耕层创建提供科学依据。【方法】利用在东北典型黑土区——黑龙江省绥化市青冈县开展的5年田间定位试验为平台，设置农民常规耕作（FP）、单独深松25 cm(T2)、深松25 cm结合秸秆还田（T3）和深松35 cm结合秸秆还田（T4）等处理，采用CT扫描技术开展土壤孔隙结构可视化和定量化研究，并结合田间持水量和容重等指标，探究深松结合秸秆还田对黑土孔隙结构的影响。【结果】通过土壤孔隙二维和三维图像可以清晰看出，各处理0—20 cm土层孔隙分布均明显少于20—40 cm土层，深松结合秸秆还田（T3、T4）的孔隙分布明显多于FP，增加了结构更为复杂的大孔隙。定量化分析表明，相较于FP，单独深松25 cm(T2)显著提高20—30 cm土层总孔隙度103.0%(P1.00 mm）孔隙度221.5%—661.7%和中孔隙孔隙度105.4%—544.9%来实现（P<0.05)，降低了欧拉数32.4%—66.4%(P<0.05)，显著提高田间持水量24.2%—40.6%(P<0.05)。进一步分析得出不同孔径孔隙度、总孔隙度与田间持水量、分形维数呈极显著正相关，与欧拉数呈极显著负相关（P
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
苌姗姗 胡进波 赵广杰
采用CO2超临界干燥、冷冻干燥和常规干燥对杨木应拉木和对应木进行干燥预处理,通过干燥前后试样的形变和吸附等温线,比较不同干燥预处理对杨木应拉木孔隙结构的影响,为定量表征应拉木的微观孔隙结构提供理论依据。结果表明:经CO2超临界干燥的杨木应拉木具有完好的介孔特征(孔径在2～50nm),BET比表面积和中孔体积显著高于冷冻和常规干燥预处理的试样;冷冻和常规干燥预处理均引起试样在纵向和弦向上产生较大的收缩形变,而CO2超临界干燥能有效克服因界面张力造成的试样内部骨架结构塌缩等缺陷,在干燥过程中能较好地复制试样的孔隙结构,是表征应拉木孔隙结构的一种有效干燥预处理方法。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
王屹航 杨元凯 刘通 王沫然
针对电池热管理系统进行跨尺度分析以提高电池安全性是当前产业界的迫切需求.该文将电池组类比为多孔介质,将电池热管理系统优化等效为多孔介质对流换热过程,采用具有计算高效、多物理场耦合能力强等优势的孔隙网络模型对实际电池热管理系统进行了多尺度分析.该方法在进行准确性验证后,可以有效建立电池单体与电池组整体之间的信息交互,并搭建电池热管理系统分析的跨尺度桥梁.该方法基于不同尺度下多孔介质流动和传热过程,为未来跨尺度方法的工程应用打下基础.
关键词：
热管理 热分析 孔隙网络模型 跨尺度分析
[期刊] 林业科学
[作者]
刘霞 姚孝友 张光灿 胡续礼 Heathman G C
为探索人为活动干扰下植物群落变化对土壤物理结构特征的影响,运用土壤分形学和水文学原理与方法研究沂蒙山林区7种植物群落下的土壤颗粒组成、分形维数、土壤孔隙度及其相关性。结果表明:在长期农业耕作等人为干扰下,玉米作物、板栗经济林和灌草丛群落下的土壤颗粒呈粗粒化特征,分形维数显著降低,土壤总孔隙度和毛管孔隙度下降,非毛管孔隙度增加,土壤物理结构呈现退化状态;而处于长期封禁保护下的森林群落,土壤颗粒分形维数较大,粉黏粒等细粒物质的含量较高,孔隙结构状况较好。研究区土壤颗粒组成具有石质山地典型的粗骨土结构特征,森林群落能显著增加土壤中粉黏粒等细粒物质的含量和对土壤空隙的填充能力,是其改善土壤物理结构的分...
[期刊] 西南农业学报
[作者]
甘磊 张静举 黄太庆 陈晓冰 马蕊 张金莲 陈廷速
【目的】开展不同耕作措施下土壤孔隙结构研究,为土地合理耕作及耕地水土保持提供参考。【方法】以广西甘蔗地为研究对象,在常规耕作和三年免耕条件下,利用CT(Computed tomography)扫描技术,通过相关插件计算获得甘蔗地土壤孔隙数量、孔隙体积和表面积,土壤弯曲度、孔隙连通性和水力半径等孔隙结构,并进行三维重建和可视化。【结果】耕作区的孔隙面密度大于免耕作区;耕作区的孔隙度均值(1.069%)和孔隙数均值(1194个)都小于免耕区的孔隙度均值(1.195%)和孔隙数均值(1519个);由弯曲度和连通
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
夏祥友 王恩姮 杨小燕 陈祥伟
以东北典型黑土区耕地土壤为研究对象,采用室内模拟冻融以及CT(Computerized tomography)扫描相结合的方法,通过孔隙数目、平均面积、成圆率3个指标的量化与分析,研究了冻融循环对黏化层土壤孔隙特征的影响规律,以期为探明该区土壤侵蚀机理提供科学依据。研究结果表明,冻融循环不同程度地降低了原状土和填充土的孔隙数目和面积,均在循环3次时达到最低值,冻融循环对≥5 mm孔隙影响较为明显。相对原状土而言,前期含水量对黏化层填充土柱孔隙特征的影响较小。黏化层结构对模拟冻融循环的响应特征印证了季节性冻融循环对黑土区黏化层可蚀性的影响,进而诱发土壤侵蚀、促进沟蚀发展的可能。
关键词：
冻融循环 黑土 黏化层 CT 孔隙结构
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