木材气/液体渗透性试验装置的设计及应用开题报告

1. 研究目的与意义

气体、液体渗透性是木质材料一项重要的物理性能指标，在诸如防腐、阻燃、尺寸稳定化处理中的液体浸注，以及木材干燥过程中的水分排除等木质材料加工利用的许多方面，都需要运用到气/液体渗透性的理论和规律。目前实验室现有的升水容积置换法渗透性实验装置，使用的是易碎的玻璃器具，其中表征压力差的载体是有剧毒的物质-水银，安全性差；另外因为装置的管路直径较小，试样装夹十分不便，且圆形截面的试样加工较为困难，以往主要采用将方形试样装入圆形管路，然后用绳线缠绕系紧的办法使整个装置达到密封的要求，然而这种密封性会随着不同人、不同时间段的操作手法、力度不同，使实验的可重复性无法保证。

本课题将借鉴以往国内外同类研究的经验，自制一套以高精度、宽量程的差压传感器及其显示仪表来表征试样两侧压力差，可快速装夹试样，密封性优良，重复性好，安全性强的，可兼容气体、液体渗透性测试需要的木材渗透性实验装置。课题的成功实施，将极大的促进木质材料渗透性的研究，对木材干燥、防腐、阻燃等改性处理研究亦能起到推动作用。

2. 国内外研究现状分析

侯祝强等归纳总结了我国1994年以前在木材渗透性研究方面成果:探索了木材渗透性与木材构造及其显微和超显微构造之间的关系,得出木材渗透性与木材密度基本无关、决定针叶树材渗透性的最重要因素是纹孔膜微孔数量及其半径大小的结论,提出了早晚材渗透性的高低因树种而异的新说和木材渗透性可控制原理,纠正了以往晚材渗透性必高于早材的看法和以往认为桐木具有隔潮耐湿性的误解;并完成了我国主要生产用木材渗透系数的测量工作,为木材渗透性研究和加工处理应用提供了试验基础与数据。

1994年，刘元利用热处理改善桉树的渗透性,并得出热处理工艺为140℃,5h。

1998年,赵有科等提出搭接面及侧面胞壁上纹孔在流体纵向渗透时的不同作用,结果表明:针叶树木材流体渗透系数等于早、晚材对其贡献之和,早、晚材对其贡献,分别等于单位面积上流体流动路径数、管胞平均长度与纹孔膜膜缘厚度比值及纹孔膜微孔的比渗透性三者之积。经验证,研究结果与实测值基本相符。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：1.针对原有装置的缺点进行改进，来构建系统装置示意图，先分析

下在渗透性测量过程中会导致的误差及影响因素，通过计算来确定

是否在可接受的范围之内，最后通过这些数据来确定选择哪种量程

4. 研究创新点

目前关于木材渗透性的研究大都是怎么提高木材渗透性，利用提高木材渗透性来改善木材的各项机能。但是本次设计是设计一个装置来测量木材的渗透性，而且在实验室原有的装置上进行改装，来保证装置的气密性，可重复性，操作性。改装后得出的渗透性这一数据变得更直观，可以知道木材渗透性提高了多少，哪种措施可以更大的提高木材渗透性。为以后更好的研究木材渗透性打下了基础。