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[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
郝骞 王艺达 葛颖 周静 刘镇波
【目的】传统实木乐器音板的选材和用材都十分严格，然而当下我国优质木材资源紧缺，资源需求压力较大，开发可用作乐器音板的复合材料是缓解木材需求压力的有效途径。【方法】试验制备了双层、5层桦木单板分别与金属铜网复合的两种厚度复合材料。在分析复合材料尺寸稳定性的基础上，利用双通道快速傅里叶变换频谱分析仪测试其声学振动性能，研究桦木单板铺装方向、金属铜网添加位置与添加层数对声学振动性能的影响，并采用综合评分法比较了复合材料与西加云杉的声学性能。【结果】加入金属网后制备的双层、5层桦木单板复合材料的抗湿胀系数最高分别为80.00%与88.09%，胶合界面的增加提升了复合材料的抗湿胀系数。桦木单板铺装方向影响复合材料的E_L/E_R值，以单板纹理平行铺装的双层单板复合材料E_L/E_R值为29.09，以单板纹理交错铺装的双层单板复合材料E_L/E_R值为0.99。加入2层金属铜网的5层复合材料，具有接近西加云杉的振动效率品质和更为优秀的音色，其抗湿涨系数平均值达到87.61%、纵向比动弹性模量达到20.20 GPa、声辐射品质常数达到6.13 m/(Pa·s~3)、声阻抗为3.29 Pa·s/m、E/G值达到29.63。【结论】通过与西加云杉木材的比较表明，复合材料的声学振动性能基本能达到一般乐器的要求，并且具有良好的尺寸稳定性，是传统实木音板的良好替代材料。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
林斌 苗媛媛 李瑞 金祥龙 李慕之 刘镇波
【目的】面对我国乐器音板用材资源的严重不足,寻找新材料替代传统乐器木质音板用材是非常有必要的。【方法】本试验以玻璃纤维为增强材料,桦木单板为基体,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。通过对玻璃纤维复合材料声学振动性能检测分析,探究玻璃纤维布的不同铺放位置和铺放层数对复合材料声学振动性能的影响。【结果】用1层玻璃纤维布铺放在表层单板下的复合材料A的比动弹性模量和E/G值分别为22. 20 GPa和16. 55,比用1层玻璃纤维布铺放在芯层单板单侧的复合材料B分别高了8. 7%、17. 8%。用2层玻璃纤维布分别铺放在上下表层单板内的复合材料C的比动弹性模量和E/G值分别为25. 04 GPa和17. 04,比用玻璃纤维布铺放在芯层单板两侧的复合材料D高了7. 5%和18. 0%。纤维铺放位置对声辐射品质常数和声阻抗的影响较小。玻璃纤维布的层数与复合材料的声学振动性能不成线性关系,铺放2层玻璃纤维布的复合材料具有较高的比动弹性模量和E/G值。玻璃纤维布铺放3层和4层的复合材料的比动弹性模量和E/G比铺放2层的都小。随着玻璃纤维布层数的增加,声辐射品质常数呈减小的趋势。通过综合评分法分析发现:玻璃纤维布铺放在表层单板下的复合材料综合评分值都高于铺放在靠近芯层单板的复合材料,铺放2层玻璃纤维布的复合材料的综合评分值达到最大。【结论】玻璃纤维布铺放在表层单板下的复合材料声学振动性能优于纤维布铺放在靠近芯层单板的复合材料。铺放2层玻璃纤维布的复合材料C的声学振动性能达到最好。尽管复合材料C的E/G值约为西加云杉的80%,但比动弹性模量和西加云杉的相接近,说明桦木单板/玻璃纤维复合材料具有替代传统木质音板用材的可能性。
[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] 浙江农林大学学报
[作者]
方露 王正 熊先青
为了研究热压温度对硅烷化杨木（１０７杨ＰｏＰｕｌｕｓ×ｅｕｒａｍｅｒｉｃａｎａ）单板／高密度聚乙烯（ＨＤＰｅ）薄膜复合材料各项性能的影响，以乙烯基三甲氧基硅烷（ａ－１７１）和过氧化二异丙苯（ＤｃＰ）为杨木单板的改性剂，在不同的热压温度下（１４０，１５０，１６０，１７０℃）与ＨＤＰｅ薄膜复合制备了硅烷化杨木单板／高密度聚乙烯（ＨＤＰｅ）薄膜复合材料。采用万能力学试验机、动态力学分析仪（Ｄｍａ）和冷场发射扫描电子显微镜（ｓｅｍ）测定了不同热压温度下复合材料的物理力学性能、动态热力学性能以及胶接界面结构的变化。结果表明：热压温度为１４０～１５０℃时，复合材料的界面结合力较弱，胶接界面层存在明显的缝隙．．．
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王丹丹 曹阳 王翠翠 韦文榜 张双保
为研究硅烷偶联剂对复合材料的性能影响，采用不同质量分数的硅烷偶联剂对桉木单板进行表面处理，然后与聚氯乙烯膜采用热压鄄冷压工艺制备木塑复合材料，测定复合材料的物理力学性能，并用扫描电子显微镜观察分析其界面相容机理。结果表明：当偶联剂质量分数为１％时处理效果最好，复合材料的胶合强度最高、耐水性能最好；当偶联剂质量分数为３％时，复合材料的弹性模量和静曲强度最高。单板经过硅烷偶联剂处理后，制得的复合材料的界面相容性得到改善。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王丹丹 曹阳 王翠翠 韦文榜 张双保
为研究硅烷偶联剂对复合材料的性能影响，采用不同质量分数的硅烷偶联剂对桉木单板进行表面处理，然后与聚氯乙烯膜采用热压－冷压工艺制备木塑复合材料，测定复合材料的物理力学性能，并用扫描电子显微镜观察分析其界面相容机理。结果表明：当偶联剂质量分数为１％时处理效果最好，复合材料的胶合强度最高、耐水性能最好；当偶联剂质量分数为３％时，复合材料的弹性模量和静曲强度最高。单板经过硅烷偶联剂处理后，制得的复合材料的界面相容性得到改善。
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
陈玲 黄润州 徐信武 吴清林
采用FFT分析仪对木橡塑三元复合材料(WRPC)进行"单悬臂梁"振动模态试验.运用时域法和包络线拟合2种方法获取材料的对数衰减率和阻尼比,研究橡胶及其含量对复合材料振动特性的影响.结果发现:橡胶具有很好的阻尼缓冲作用,材料的阻尼特性随橡胶含量的提高呈先提高后下降的趋势.橡胶添加量为10%时,材料的阻尼性能最佳.
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
谢鹏 聂天明 邓黎丹 陈嵘
分别采用浸渍法和沉淀-水热法制备了CuO/CeO_2复合催化剂.通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱分析(EDX)、N2吸附-脱附测试(BET)等手段对样品进行了表征.沉淀-水热法制备的CuO/CeO_2复合材料具有更好的结晶性,而浸渍法制备的复合材料上CuO主要以无定形态存在.两种复合材料中CuO颗粒的尺寸较复合前明显减小且分散均匀.沉淀-水热法制备的复合材料颗粒间结合紧密,形成连通的孔结构,而浸渍法制备的复合物孔径分布较窄.测定了不同的反应温度下复合材料催化丙烯还原NO的
[期刊] 林业科学
[作者]
王戈 韩善宇 陈复明 马晓宇 任学勇
经过历史自然演变，形成了竹子精巧的多级结构和优异的界面设计——刚性的维管束呈梯度均匀分布在柔性的薄壁细胞中，构成天然“岛链结构”,赋予其高强高韧的同时，通过薄壁细胞和孔隙结构变形或胞间层裂纹偏转来达到吸收能耗、增加阻尼效果，从而抵御自然灾害(雨、雪、风)的侵蚀。本研究从多尺度结构特征(宏观-微观)和化学组分(线形纤维素分子链-无定形木质素聚合物)2方面阐述竹材的振动阻尼特性，分析环境因子(温度、湿度)对其的作用机制，在此基础上，总结竹质复合材料的振动阻尼机理。基于目前广泛应用的竹/木、竹/塑及竹纤维/橡胶颗粒3种复合方式，阐述竹质复合阻尼材料的结构和工艺特征，总结4种层积结构(基础性阻尼、抗冲击型阻尼、轻量型阻尼和静音型阻尼)对竹质复合材料振动阻尼性能的影响规律。依据“材料-结构-功能”一体化设计原则，梳理竹质复合阻尼材料在体育、建筑、交通和电子信息等领域的应用前景。最后，从竹材生物学振动阻尼特征、竹质复合阻尼材料减振调控机制、竹质智能阻尼新材料研发以及制品标准化制定等方面，提出亟需解决的共性科学问题和关键技术。竹质复合阻尼材料具有吸能降耗和抗振降噪功能，在建筑、交通和机械等领域的噪音与振动污染防治方面具有重要意义。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
柴媛 傅峰 梁善庆
为弥补木材固有的缺陷,改变木材物理、力学、化学性质和构造特征,对木材功能改性的研究从未间断过,从最初的木材塑合技术、浸渍技术、乙酰化技术、热处理技术、压缩和弯曲技术、漂白和染色技术等,到现在较为先进的微波处理技术,均极大地推动了木材科学的发展。随着对木材基本物化性能研究的逐步深入,新型木基复合材料也应运而生,如木基金属功能复合材料,其赋予木材新的电磁屏蔽、导热和导电等功能。根据木基金属复合材料的功能特性,可将其分为3类:电磁屏蔽木材、金属化木材和浸透型磁性木材。电磁屏蔽木材主要用于有射线辐射空间的地板、棚板、壁板等,其制备方法主要有化学镀金属和胶合金属两种,化学镀金属是通过化学的方法使木材表面金属化,胶合金属是通过胶黏剂将金属材料与木材相结合,这两种方法均能提高木材的电磁屏蔽效能,可以减少电磁辐射对人体的伤害。金属化木材是将低熔点合金以熔融状态浸透到木材细胞中并冷却固化后形成的复合材料,熔融状态的金属以木材导管为载体,使复合材料的压缩强度、硬度、导热性、导电性、耐磨性、冲击韧性等大幅度提高,可作导热木材用于地热采暖领域。浸透型磁性木材是在一定的压力下使磁流体浸透到木材内,从而制得带有磁性的木材,可用在磁记录、记忆、电磁转换、屏蔽、防护、医疗和生物技术、分离纯化等诸多领域。目前,木基金属功能复合材料的研究主要集中在木材表面化学镀上,此种制备方法金属只能覆盖在木材表面,而不能浸透到木材内部。金属化木材可以使金属浸透到木材中,但现有研究所用的基材没有经过处理,金属的渗透性不高,如何改善基材,最大限度发挥金属化木材的优异性能,进一步推动木基金属功能复合材料的应用范围,将是下一步研究的重点。本文对3种不同功能复合材料(电磁屏蔽木材、金属化木材和浸透型磁性木材)的研究现状进行概述,同时提出木基金属功能复合材料现有研究中的不足,并展望金属化木材在更多领域的应用和发展前景。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王正 张桂兰 高黎 常亮
为了研究在降低木基复合材料密度的同时而不降低材料的力学性能,该文利用聚合物发泡技术与人造板工艺技术相结合的技术路线开展木基发泡复合材料的制备及研究.利用扫描电镜对复合材料的微观构造进行了分析;同时,以静曲强度、弹性模量、冲击强度和2 h吸水厚度膨胀率作为主要指标对发泡复合材料的性能进行评价,考察发泡对材料性能的影响.结果表明:①木基发泡复合材料内部纤维交织疏松,纤维间主要通过泡孔连接增强,泡孔增加了纤维之间的相互作用,从而使材料强度增加,且纤维间距较大处填充有泡孔结构体.②胶粘剂与发泡剂总含量在20%时,静曲强度、弹性模量和冲击强度最好,2 h吸水厚度膨胀率却较大;热压温度在120℃效果最好,...
关键词：
发泡 木基复合材料 微观构造 性能
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
陶鑫 田东雪 梁善庆 李善明 彭立民 傅峰
【目的】微波膨化木基金属复合材料（PWMC）是一种密度适中、高导热、富有装饰性的新型金属木材料。为其未来在室内装饰、家居木制品等领域的高附加值应用提供技术支撑，开展了涂饰性能与耐光老化性的研究。【方法】使用水性聚氨酯清漆涂饰PWMC，研究涂饰工艺对表面色度学参数和光泽度的影响，探讨砂纸目数与表面粗糙度间的关系。在紫外光老化条件下，研究光老化处理前后PWMC的色度学参数和光泽度变化，分析木材区域及表面聚氨酯涂层的光降解机理。【结果】透明涂饰对PWMC发挥着保护与装饰的双重作用。三底两面透明涂饰处理后PWMC整体、木材和金属区域的总色差值分别为10.26、9.07和3.22，木材区域颜色变幅大于金属区域。涂饰后金属与木材两区域间的光泽度差异值由17.7降至2.3，表明涂饰处理能够有效降低光泽度差异。砂纸目数为240目时，PWMC各区域具有相近的粗糙度参数，差异值较小，表面平整且均一，此时漆膜附着力最佳（0级）。720 h光照下PWMC木材区域偏绿黄变化，木材与金属区域明度值增加；涂饰后木材与金属两区域的色度学参数变化幅度与失光率更低，证实了水性聚氨酯清漆对PWMC耐光性的提升作用。红外光谱与X射线光电子能谱显示PWMC木材区域与聚氨酯涂层中碳的氧化态升高，说明紫外光老化条件下发生了氧化降解。【结论】本研究探明了微波膨化木基金属复合材料的涂饰性能与耐光性，为微波膨化木增值利用提供了理论和技术依据。
[期刊] 林业科学
[作者]
孟凡丹 王超 向琴 余养伦 于文吉
【目的】以高温干热处理疏解竹单板为基本单元,制备竹基纤维复合材料,分析不同热处理温度对疏解竹单板物理化学性能以及竹基纤维复合材料物理力学性能的影响,为高温干热处理竹基纤维复合材料生产工艺优化和新产品开发提供依据。【方法】以毛竹疏解单板为原料,以180和200℃干热空气为介质,在氧气含量2%～2.5%条件下对其进行热处理;以不同温度处理的疏解竹单板为基本单元制备竹基纤维复合材料,对热处理后疏解竹单板以及竹基纤维复合材料的性能进行分析。【结果】200℃处理4 h疏解竹单板的质量损失比180℃大;随着热处理温度升高,疏解竹单板的综纤维素和α-纤维素含量分别降低11.36%、20.15%和21.95%、35.94%,木质素相对含量分别增加16.36%、43.56%,pH和缓冲容量降低;傅里叶变换红外光谱和X-射线光电子能谱分析显示,热处理后疏解竹单板表面羟基数量减少,导致其对水分的再吸收能力降低;热处理后疏解竹单板和竹基纤维复合材料的表面颜色加深;经180和200℃处理后,竹基纤维复合材料的吸水宽度膨胀率、吸水厚度膨胀率和吸水率分别降低11.20%、15.88%、7.03%和21.60%、32.27%、26.60%,静曲强度和剪切强度分别降低39.07%、33.51%和56.14%、42.15%,弹性模量变化不显著。【结论】随着热处理温度升高,疏解竹单板的抽提物挥发和化学组分降解,其质量损失率增加,pH和缓冲容量降低;半纤维素优先降解,导致其对水分的再吸收能力降低,而降解生成的可溶性小分子物质增加,导致其抽提物和木质素相对含量增加;热处理疏解竹单板和竹基纤维复合材料的表面颜色加深;竹基纤维复合材料的吸水宽度膨胀率、吸水厚度膨胀率和吸水率降低,耐水性能增加,静曲强度和剪切强度大幅降低。
[期刊] 林业科学
[作者]
王立娟 刘一星
通过对桦木单板表面化学镀镍,可以得到连续、均匀的镀层,从而制得具有良好导电性和电磁屏蔽功能的木材-金属复合材料。扫描电子显微镜(SEM)观察表明:看似光滑的桦木单板表面是很粗糙的,经化学镀后桦木表面金属感极强,但基本构造没有明显改变。利用能谱(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)分析表明:镀层中主要成分为镍,磷含量很低。X射线衍射仪分析表明镀层为多晶结构。此木材-金属复合材料的电磁屏蔽效能在9kHz~1.5GHz的频率范围内可达到60dB,导电性和导热性能较素材有显著提高。
关键词：
桦木单板 化学镀镍 镀层成分
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
周蔚虹 喻云水 洪宏 贾春华 邹栋英
在呋喃树脂中加入不同质量百分数的纳米γ-Fe_2O_3,然后与毛竹竹粉混合、压制成型、高温烧结制备出纳米α-Fe/木陶瓷复合材料。分别采用X射线衍射仪(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)对纳米α-Fe/木陶瓷复合材料的物相组成与成分分布与进行了表征,并对其抗弯强度与导电性能进行了研究。结果表明:(1)复合材料中存在的主要晶体相有石墨、α-Fe与Fe_3C;(2)纳米α-Fe颗粒多数呈球形分散于木陶瓷基体中,当γ-Fe_2O_3添加量大于15%时,生成的α-Fe粒子发生了比较明显的团聚;(3)纳米α-Fe/木陶瓷复合材料的抗弯强度随烧结温度的提高而增大,随纳米γ-Fe_2O_3添加量的增大先增加后减小,抗弯强度最大值为13.31 MPa;(4)纳米α-Fe/木陶瓷复合材料的导电性随烧结温度的提高而增大,随纳米γ-Fe_2O_3添加量的增大而增强。
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