木质粉尘电阻率测定方法比较及导电机理的研究开题报告

1. 研究目的与意义

在木材加工过程中除了木质粉尘还有一些非木质的碎料同时产生，如油漆粉尘，这些粉尘都可能污染环境，危害人体健康，引发粉尘燃爆事故,影响安全生产。排放或扩散到车间外的木质粉尘严重地影响到周围居民的正常生活以及蔬菜等作物的成长，造成一些民事纠纷。随着绿色发展战略的实施，国务院和各地方政府也都出台了相应的政策，对木材工业的清洁安全生产提出了更加严格的要求。

目前，木材行业中广泛使用的是离心力除尘、过滤除尘等除尘装置，但在实际生产中，除尘效果不理想，捕集率与粒子直径成反比，对于数微米粉尘很难捕集，能耗较高，而静电除尘不但能净化空气中数微米的可吸入性粉尘且能耗较低、运行维护费用低，但粉尘比电阻有一定要求。在实际应用当中,不同的测试仪器及测定方法各有侧重,所测出的比电阻值差别较大。目前实验室使用较多的粉尘比电阻测定方法是圆盘法，对于使用体积表面电阻率测定法较少。

本课题选用马尾松、杉木粉尘、纯竹粉、炭化竹粉尘为研究对象，分别采用圆盘法和体积表面电阻率测定法测定杨木粉尘在不同含水率条件下的比电阻及其变化规律，并比较两种方法，寻求最优便捷方法，通过纯竹粉、炭化竹粉对两种方法中最优方法进行验证，为运用静电技术高效除尘和粉尘静电消除防止爆炸提供依据获取便捷方法。

2. 国内外研究现状分析

早在20世纪，就有学者对木材的电学性质进行了研究，lin(1965)、venkateswaran(1971)等对木材导电机理做过研究和阐述，黄达章等（1964）对木材的电绝缘强度做过测定，赫里认为电离度在木材含水率的吸湿性的大部分范围内，对其导电率的影响更为重要，黑田尚宏等对木材导电性问题进行了系列的实验研究，f.f.p.kollmann和stamm a.j.等进一步探讨了木材电阻率与含水率之间的关系。

基于对木材电性质的认识，其电导与介电特性已广泛地应用在木材的含水率测定、高频干燥、高频胶合与腐朽检测等。刁秀明、孙品介绍了木材电学性质与电测含水率计的使用原理，陈森深入研究了泡桐木材介电性质与频率相互关系，为高频干燥、高频胶合及高频指接技术的应用提供了基础依据。王兴龙、王立海利用电阻测试法进行木材腐朽检测。

就粉尘比电阻测定方法方面，王健、钟圣俊等人对粉尘比电阻不同测试标准进行了对比分析，根据粉尘比电阻的测定普遍采用的3 个标准 iec 1241-2-2、bs 5958-1 和 asme ptc28 4.05，开发3种不同的比电阻测定装置，并对典型粉尘的比电阻进行测试。刘振宁采用dr型高压粉尘比电阻试验台测定粉尘试样的固有比电阻，然后分别进行粉尘粒径对粉尘比电阻的影响试验、粉尘含水率对粉尘比电阻的影响试验、温度对粉尘比电阻的影响试验，对试验结果进行，探讨解释试验产生的现象。李杰妹对测试绝缘材料体积电阻率的硬件系统进行了简单介绍，探讨了固体绝缘材料体积电阻率测量的不确定度评定方法。

关于油漆粉尘与炭化竹粉电学性质方面，国内外研究较少，仅是有学者通过光谱分析和显微分析识别出木构件的油漆粉尘包含了来源于油漆中的二氧化钛凝聚物，这些凝聚物与粉尘粘结成小于100nm颗粒物，在加工过程中有可能进入呼吸道，危害人体健康。近年来，肖忠平、张苏俊、束必清检测了炭化重组竹的物理力学性能。江泽慧、张东升、费本华等人将5年生毛竹竹材在氮气氛下进行炭化处理, 采用 sem、tga、xrd、edxa 等研究炭化温度对竹炭微观结构、元素含量及其电阻率的影响。

3. 研究的基本内容与计划

一、研究内容

1、以马尾松、杉木粉、炭化竹粉尘和纯竹粉为试验对象，采用dr-3型圆盘法和gest 121a体积表面比电阻测定法两种不同的方法，室温条件下选取粉尘粒径为160目筛下，测定其含水率为0、4、8、12、16、20、24、28、32、36、40%条件下的电阻率及其变化规律，并将这两种方法进行比较。

2、测定马尾松、杉木粉及竹粉所含离子种类及浓度，比较两种粉尘比电阻的差异，并分析其对电阻率的影响，探究其导电机理。

4. 研究创新点

针对木材加工的切屑中细微颗粒物和纯竹粉、炭化竹粉粉的比电阻的研究以及对于体积电阻率表面电阻率测定仪和DR-3型高比电阻粉尘测试仪对比电阻影响比较分析尚未见相关的报道，本项研究为木粉的静电释放、细微颗粒物的气固分离、防止粉尘爆炸提供科学的依据。