陶瓷化单板及其层积材制备技术研究

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1、国家“十五”863计划项目中国博士后科学基金资助中国林科院科技发展基金y-．963193汐陶瓷化单板及其层积材制备技术研究StudyontheManufacturingTechnologyofCeramicVeneerComposites博士后合作导师王全挞丛窒员流动站(一级学科)名称：挞些王猩专业(二级学科)名称：查挞抖堂皇撞盔研究工作起始时间：2QQ3生!Q目21旦研究工作期满时间：2QQ鱼生Q三月三!旦中国林业科学研究院(北京)2006年04月摘要摘要木材／无机非金属复合材料是以木材为基体，无机非金属物质为添加相材料，通过适当复合工艺而制成的一种新型复合材料。这种材料的研究借鉴了

2、复合材料的理论和技术，利用边缘学科、交叉学科的优势，不仅可以解决人工林木材力学性能差、容易腐朽、容易燃烧的问题，还为研究开发新的木质材料加工技术提供了依据和理论基础。本项研究以人工林杨树木材为原料，采用双离子扩散方法制备了硅酸铝无机质复合木材，研究了增重率与浸渍工艺的关系，通过电子显微镜和X射线电子能谱仪(EDAX)观察和分析了无机物质进入到木材内部的途径和机理，研究了无机质复合木材的耐腐性；进一步采用溶胶一凝胶法对杨木单板进行浸渍处理制备陶瓷化单板，研究了试验因素对陶瓷化单板增重率的影响，研究了陶瓷化单板的表面性能、阻燃性能和稳定性以及偶联剂与单板胶合强度的关系；研究了陶瓷化单板层积

3、复合材的优化工艺条件，还开展了耐磨性、硬度、阻燃性等物理力学性能方面的研究，与对照材料相比，陶瓷化单板层积复合材料的物理力学性能有明显的改善和提高。主要研究结果如下：1．无机质复合木材常压下，杨木木材经过无机化合物水溶液处理，一次浸渍平均增重率为5．6％，二次浸渍平均增重率为11．4*／0；采用真空加压的方法，有助于提高木材增重率，真空度为一O．095MPa条件下，处理材的增重率是常压条件下处理材的5倍；在电子显微镜下观察处理材，无机物质能够渗入到木材内部，进入到导管、木纤维细胞腔内，通过EDAX研究证实，无机质渗透到了木材细胞壁内部。电子显微镜观察防腐试验的试样，未处理的对照木材受到

4、真菌侵害，木材内部有菌丝体生长，而无机质复合木材内没有见到，表明无机质复合木材具有防腐性能。2．陶瓷化单板采用真空加压的方法使陶瓷化单板的增重率比采用常压的浸渍方式提高了65．33％。较优的浸渍工艺参数为：真空度一O．095MPa，时问30rain，加压压力IMPa，保持时间30min。陶瓷化单板与未处理单板相比较，24h吸水增重率降低了59．54％，抗水流失性提高了81．64％。热分解TG曲线和热分解后的最终存碳率和热分解温1博士后研究工作报告度表明，陶瓷化单板的阻燃性较对照有显著性提高．扫描电镜观察陶瓷化单板，可以看到凝胶分布于木材的各种细胞中，它们能够提高复合材料的强度、硬度、尺

5、寸稳定性、耐磨性、阻燃性和抗水性等性能。溶胶一凝胶方法处理对陶瓷化单板的性能改善效果显著。，3．陶瓷化单板层积复合材较优的制备工艺条件是采用酚醛树脂胶，热压压力1．2MPa、热压温度为135"C、热压时间为1．2rain／nun、施胶量为200∥m2，施用偶联剂可以提高材料的胶合强度。陶瓷化单板层积复合材料与对照胶合板相比：24h吸水率增重率比对照降低了79．9％。力学性能中，表面硬度比对照试样提高了124．620,4，表面耐磨性提高了53．86％，达到了复合地板国家标准的优等品，胶合强度和弹性模量分别提高了12。16％和16．50％。‘木材／无机非金属复合材料可以用作建筑材料、室内装

6、修材料，家具制造，公共场所的木制品，集装箱底板等工程材料，可以作为特殊用途的耐磨、阻燃、防腐材料。这对于高效利用人工林木材资源，弥补我国木材供应不足，保护天然林资源和生态环境，推进木材工业的技术进步和产品结构调整方面具有重要意义。关键词：木材／无机非金属复合材陶瓷化单板陶瓷化单板层积复合材2。AbstraetAbstractWood—inorganiccompositeswasmadebypmperhybridtechnology，itisakindofnewmaterialswhichusewoodaselementsandinorganicasfiller．Thetechnolog

7、icaltheoryofthecompositesmaterialCanfindamethodtoenhancethemechanicsperformanceandavoidittoberottenandcombusted；byusingforreferencethetheoryandtechnologyinmaterialsresearchfieldandthesuperioritiesofedgeandacrosssubjects，itwi