【目的】探究高能微波处理对木材抗弯弹性模量、抗弯强度和弯曲塑性功的影响，并阐明处理材在静态弯曲载荷过程中的损伤演化与破坏规律。【方法】利用高能微波设备，采用60、80、100 kW·h/m~3这3组微波能量密度水平对含水率为50%～70%的辐射松锯材进行处理。在声发射（AE）系统的实时监测下进行三点弯曲抗弯弹性模量、抗弯强度和弯曲塑性功的测试，并且结合试件断裂破坏截面形貌与AE参数特征分析对比处理材与未处理材在不同加载阶段的损伤演化。【结果】未处理材抗弯弹性模量和抗弯强度平均值分别为5 520和61.7 MPa，高能微波处理材的抗弯弹性模量和抗弯强度平均变化率均小于10%。但高能微波处理均显著提高了木材的弯曲塑性功。相较于未处理材，60和100 kW·h/m~3处理材的弯曲塑性功分别提高了12%和16%；而80 kW·h/m~3处理材的弯曲塑性功最大，相较于未处理材的提高了22%。AE测试结果显示：随着微波能量密度的增加，处理材AE信号首次出现时间不断提前，首个损伤稳定增长阶段的持续时间、塑性变形阶段的累计振铃计数增长速率、幅度和能量活跃度逐渐增加。由此表明，在弯曲载荷作用的过程中，处理材拥有更高的损伤增长速率与应力重组效率，细胞壁产生了更多的屈曲与坍塌破坏，木材内部裂纹迅速扩展，减弱了应力集中效应，因而在一定程度上增加了木材弯曲塑性功。试件破坏形貌验证了AE测试结果，与未处理材相比，处理材的拉伸区域、中性层与压缩区域的断面形貌更加粗糙。【结论】适当的高能微波处理可在仅小幅改变木材抗弯弹性模量、抗弯强度的前提下，显著提高木材弯曲塑性功，将为高能微波处理材的应用提供新思路。研究方法与结果能够有效地展示高能微波处理材的损伤演化特征，并将为木质材料损伤演化的相关研究提供参考。

采用高强度微波辐射落叶松木材,将微波处理的木材试件与未处理试件在相同的条件下进行加压注水试验,测定吸水增重率(WAR),用于评价木材的渗透性。研究了试材初含水率、处理材心层温度、微波辐射功率、微波辐射时间等处理工艺条件与落叶松木材渗透性的关系。结果表明:适当控制上述处理条件,高强度微波辐射处理可以改善落叶松木材的渗透性。落叶松木材适宜的初含水率范围是25%～60%;适宜的微波辐射功率与落叶松木材的初含水率有关,本文条件下辐射功率可选择9～24kW;适宜的辐射时间取决于木材的初含水率和选择的辐射功率,当落叶松木材的含水率为30%左右,9.23kW微波功率下辐射55s或20～24kW微波功率下辐射...

【目的】采用高强度微波对辐射松进行改性处理,探究不同微波功率、处理时间和木材纹理方向对辐射松吸声性能的影响,以提高木材的附加价值、拓展木材的应用领域。【方法】将新采伐的辐射松生材干燥至含水率40%～60%,在不同微波功率(100、120和140 kW)与处理时间(20和30 s)组合条件下处理辐射松木方,获得微波处理材。采用传递函数法测量微波处理材径切面和弦切面的法向吸声系数,探讨不同处理条件下辐射松吸声性能的变化规律,借助光学显微镜和扫描电子显微镜观察辐射松的解剖构造和微波处理前后的微观结构形貌。【结果】微波处理材与对照材相比,密度和含水率显著下降,不同处理条件下辐射松吸声性能均有不同程度提升,吸声系数提高4.79%～201.9%,平均吸声系数最高达0.320;不同条件下微波处理材的吸声系数在1 000 Hz以下的低频范围内变化不显著,吸声系数呈先上升后下降的趋势,在1 000 Hz左右出现吸声低谷,在1 000 Hz以上差异显著,吸声系数随频率升高呈上升趋势;微波功率越大、处理时间越长,处理材吸声性能越好,吸声系数曲线上升趋势越大;处理材弦切面的吸声系数比径切面高9.6%～29.6%,对照材径切面的吸声系数在1 000 Hz以上低于对照材弦切面,在1 000 Hz以下高于对照材弦切面;辐射松弦切面相较于径切面存在丰富的单列木射线和少量纺锤形木射线,微波处理材轴向管胞壁和胞间层出现裂缝,管胞上纹孔膜消失,木材孔隙率和相邻孔隙之间的连通性增加,声波在木材内部传播可更大概率地与孔隙壁摩擦,增加声能损耗从而达到更好的吸声效果;微波功率、处理时间和木材纹理方向与吸声系数的相关性分别为0.519、0.637和0.705,3个变量对吸声系数均有中等程度影响,其中木材纹理方向对吸声性能的影响最大。【结论】辐射松未处理材弦切面和径切面的平均吸声系数分别为0.167和0.106,吸声性能不佳;微波改性处理是提高木材吸声性能的有效方法,但会导致木材微观结构破坏,最佳微波处理工艺为微波功率140 kW、处理时间30 s、木材纹理方向选择弦切面;微波处理材的吸声系数最高达0.320,属于吸声材料范畴。

【目的】通过对辐射松层板指接工艺的研究，优化指接过程中的参数，提高指接层板的力学性能；基于应力波方法，开展对指接层板抗弯性能的无损检测研究，提高指接层板的强度稳定性。【方法】通过预试验过程确定端压，选择4种不同指长的铣刀，设定3种不同嵌合度大小，研究3因素对指接层板抗弯性能的影响，进而从中选出较优指接参数组合并与标准比对；采用应力波方法检测试件动态弹性模量，并分析密度与动态弹性模量两种无损检测参数与静态弹性模量、抗弯强度两种抗弯性能参数的关系，通过检测层板的密度、动态弹性模量对其抗弯性能进行评估。【结果】指接参数对抗弯强度存在较大影响，其中指长与嵌合度对抗弯强度存在一定影响，端压对抗弯强度影响不大；本试验范围内，较优指接参数组合辐射松层板抗弯强度均值可达到29.80 MPa，标准值为20.64 MPa，静态弹性模量为8 533 MPa；试件动态弹性模量与静态弹性模量、抗弯强度和层板密度与静态弹性模量、抗弯强度之间均存在显著相关关系，其中使用动态弹性模量评估层板抗弯性能的预测模型要显著优于基于密度的预测模型。【结论】基于端压–位移曲线理论，本研究给出的辐射松结构集成材较优指接参数组合为指长15 mm、齿顶宽0.8 mm、齿底宽0.7 mm、齿根宽3.3 mm、斜度1/12.90、嵌合度0.1 mm、端压11～17 MPa。基于应力波检测动态弹性模量的方法能够较好地评估指接后辐射松层板的抗弯性能。

【目的】通过对辐射松层板指接工艺的研究，优化指接过程中的参数，提高指接层板的力学性能；基于应力波方法，开展对指接层板抗弯性能的无损检测研究，提高指接层板的强度稳定性。【方法】通过预试验过程确定端压，选择4种不同指长的铣刀，设定3种不同嵌合度大小，研究3因素对指接层板抗弯性能的影响，进而从中选出较优指接参数组合并与标准比对；采用应力波方法检测试件动态弹性模量，并分析密度与动态弹性模量两种无损检测参数与静态弹性模量、抗弯强度两种抗弯性能参数的关系，通过检测层板的密度、动态弹性模量对其抗弯性能进行评估。【结果】指接参数对抗弯强度存在较大影响，其中指长与嵌合度对抗弯强度存在一定影响，端压对抗弯强度影响不大；本试验范围内，较优指接参数组合辐射松层板抗弯强度均值可达到29.80 MPa，标准值为20.64 MPa，静态弹性模量为8 533 MPa；试件动态弹性模量与静态弹性模量、抗弯强度和层板密度与静态弹性模量、抗弯强度之间均存在显著相关关系，其中使用动态弹性模量评估层板抗弯性能的预测模型要显著优于基于密度的预测模型。【结论】基于端压–位移曲线理论，本研究给出的辐射松结构集成材较优指接参数组合为指长15 mm、齿顶宽0.8 mm、齿底宽0.7 mm、齿根宽3.3 mm、斜度1/12.90、嵌合度0.1 mm、端压11～17 MPa。基于应力波检测动态弹性模量的方法能够较好地评估指接后辐射松层板的抗弯性能。

研究了马尾松Pinus massoniana木材微波干燥速度、温度梯度和含水率梯度随时间的变化规律。实验结果表明,微波连续干燥过程明显分为加速段、等速段和减速段3个阶段,等速段在整个干燥过程中占的比例最大。微波干燥过程中,温度的变化大致分为初期升温,等温和后期升温3个阶段,初期升温和等温阶段木材内温度分布比较均匀,后期升温阶段木材内的温差逐渐增大。微波干燥过程中,在整个横断面上,木材初含水率梯度没有被加大,而是被均匀化,甚至还出现木材表面含水率提高的情况。图6参10

竹材的昆虫检疫处理对提高竹材及竹制品的品质十分重要。本文采用６０Ｃｏ－γ射线对青皮竹进行检疫处理，在考察了各辐射剂量的抑虫效果后，研究辐射剂量对青皮竹主要化学成分和力学性能的影响，分析青皮竹化学成分与力学性能之间的相关性。结果表明：辐射剂量越大，抑虫效果越好。在辐射剂量为５０、６０ Ｇｙ时，纤维素质量分数和结晶度均增加，半纤维素质量分数降低，木质素质量分数有小幅增加。当辐射剂量达到８０ Ｇｙ时，纤维素质量分数和结晶度均下降明显，半纤维素质量分数增加明显，木质素质量分数继续增加。５０ Ｇｙ剂量下，青皮竹的抗弯强度、抗弯弹性模量没有显著变化，抗剪强度、抗拉强度有少许增加；在６０ Ｇｙ的剂量下，力学．．．

原子力显微镜（atomic force microscopy,AFM）是一种具有超高分辨率的新型探针显微镜，已广泛应用于生物医学领域。该研究利用AFM检测X射线对细胞形貌和杨氏模量的影响，结果显示照射后的细胞表面变得粗糙，细胞高度降低，杨氏模量减小，提示细胞的刚性降低。进一步通过免疫荧光和流式细胞术实验发现，X射线能够破坏细胞骨架，损伤线粒体，进而诱发细胞凋亡。使用AFM研究辐射诱导的细胞损伤可以帮助人们了解辐射引起的组织病理改变，为一些放射病的诊断和治疗提供更多的理论依据。

较系统地分析微波脱脂过程中,马尾松木材泌脂细胞的受力状况,初步建立微波脱脂理论预测模型,并对微波脱脂实施的临界温度条件进行数学模拟。结果表明:在微波脱脂过程中,泌脂细胞壁内将出现周向和轴向应力,其中周向应力是轴向应力的2倍;在初始阶段,细胞腔内压强显著增加,但细胞壁伸长比增加缓慢,当内压增加到一定程度后,其变化逐渐趋于平缓,但伸长比却急剧增加,出现"屈服"现象,直到泌脂细胞破坏;在微波脱脂过程中,要获得良好的脱脂效果,木材最小的临界温度应控制在134.0～140.2℃范围内。

以25mm厚杨木、桦木、柞木厚板为研究对象,进行微波处理,通过改变木材初含水率、辐射时间和微波辐射强度,以木材真空加压浸渍处理得到的增质率和上染率为评价指标,研究微波处理条件与木材染色性能的关系。结果表明:木材的增质率和上染率在含水率为30%时最大,并随初含水率的增大而减小,随微波处理时间的延长和强度增大而增大。

以2种针叶材、2种阔叶材为试材,研究无缺陷试件和含横纹裂纹试件在弯曲破坏过程中材料内部微结构演化的声发射特性,并利用声发射特征参数对几种损伤类型进行辨识。结果表明:1)无缺陷试件在加载初期声发射事件发展较为缓慢,且出现的主要是一些低振幅的AE信号,而大量高振幅AE信号出现在峰值载荷附近及韧性断裂阶段;2)利用声发射监测含裂纹试件在三点弯曲载荷下的损伤并断裂全过程,可以明显地识别裂纹尖端启裂和扩展的不同阶段;3)声发射信号的特征与损伤模式有关,胞壁断裂对应的AE特征为高幅值、高能量及长持续时间,而胞壁界面损伤与层裂损伤和细胞屈服与压溃损伤对应的AE特征为低幅度、低能量及短持续时间;4)木试件在低...

Poplar lumber (Populus ussuriensis) is impregnated with low molecular weight PF resin, then it is heated and compressed so that the resin is fixed in wood. The wood is called surface compressive wood. This paper measured the index of physical mechanical properties. The result show that the avera...

对经过185℃生产性高温热处理的水曲柳木材的力学性能进行测试和分析。结果表明:与素材一样,处理材弦径向弹性模量之间没有显著差异;高温热处理对水曲柳木材弦向弯曲强度和横纹抗压强度有不利影响,而弦向弹性模量、顺纹抗压强度、表面硬度等受此种工艺的影响很小。若将处理材与素材在实际使用情况下的力学性能进行比较,处理材除了在弦向弯曲强度上仍比素材低,上述各项力学性能均高于素材。

采用185℃温度对尾赤桉木材进行了热处理研究,并对处理材和素材进行了物理、力学性能对比研究。结果表明:热处理提高了尾赤桉木材的尺寸稳定性,在环境温度30℃,相对湿度45%～90%变化范围内,处理材含水率的变化比素材降低了30.6%,顺纹、径向、弦向尺寸变化率分别减少了25.4%、25.2%、33.8%;处理后顺纹抗压强度降低了14.8%;径切面、弦切面、端面的硬度分别升高了33.1%、12.8%、1.4%;抗弯强度降低了43.8%;弹性模量增加了37.2%。