竹地板金氏（Janka）硬度与布氏硬度的比较研究开题报告

1. 研究目的与意义

本课题研究竹地板的布氏与金氏（Janka）硬度性能旨在加强竹地板的物理力学性能研究，以期为竹地板硬度标准制定提供可行性依据，为竹地板材性研究提供新的基本数据，丰富竹地板研究的内容，进一步推动竹地板的发展需求。

2. 国内外研究现状分析

南京林业大学竹材工程研究中心的关明杰、朱一辛等人采用金氏( janka)硬度测定法对不同竹龄毛竹材以及毛竹材根部、中部、梢部的硬度进行了测试。按竹龄、部位(根部、中部、梢部)分别锯制试件，试件尺寸20 mm(顺纹)15mm(宽度)t(竹壁厚)mm。试样在温度(202)% ，相对湿度(653)%的条件下调质处理至质量恒定。依据国家标准《木材硬度试验方法》，试件放于试验机支座上，并使janka半球压头正对试件试验面分别进行弦向、径向加载。以5mm /min的速度将janka 半球压头压入试样的试验面(径向加压)，直至压入2.82mm深为止，记录此时的荷载读数作为硬度的测试值，精确至10 n。径向加载时分为竹黄面朝上和朝下两种装载方式。测试结果表明，可以考虑在今后的竹材硬度测试中用直径更小的球进行硬度测试；该研究测试的硬度实质为竹黄面的硬度；原竹的硬度测试，在试件制作上应考虑将原竹材进行面的扩张，如在厚度方向上胶拼后再测，实际生产中，竹片菜板采用的拼接方式为无胶挤压，这种方式可以用于纵向端面硬度的测试；在国家标准《木材硬度试验方法》中规定,对于加压式样易裂的树种，钢半球压入的深度，允许减至2.82mm，其硬度的测试值乘以4 /3的修正系数作为木材硬度值，由于竹材的壁薄且易裂，也难以全压方式(钢半球压入的深度5.64 mm)测其硬度，有研究表明，竹材硬度采用全压与半压的对比测试，发现全压与半压的压力比为1.8左右，所以该研究测试的竹材硬度值不能与木材硬度值直接比较，建议对此做深入的研究；不同竹龄毛竹材除当年生的以外，硬度的差异不显著，10年生的毛竹材硬度达到最大；毛竹材各部位的硬度随竹秆高度的增加显著提高，这种变化与竹龄无关。

seiji hirata等人采用brinell方法对木材表面进行了硬度测试，压头直径只有2mm，加载速度为0.5mm/min。测试结果表明，小直径钢球测硬度，早晚材硬度的不同更加清晰；硬度的分布可以反映木材表面密度的分布。

北京林业大学的黄河等人以杂交狼尾草为原料制备木塑复合材料,采用木粉改性剂对狼尾草秸杆粉进行部分降解实现狼尾草秸杆粉的改性,改善木塑复合材料制备中材料的流动特性，改变木粉改性剂的添加量和狼尾草秸杆粉与塑料的配比, 测试成型复合材料的物理力学性能。研究采用邵氏硬度仪测量了试样表面的硬度值，结果表明材料表面硬度在粉/ 塑比为6：4 时整体高于粉/ 塑比为5：5 时；随着秸杆粉含量的上升,材料表面硬度有所上升；而木粉改性剂的加入对表面硬度几乎没有影响.木塑复合材料的硬度取决于材料中生物质材料的含量多少, 生物质材料含量越高,硬度越高,聚合物含量越高,硬度越低；随着粉/ 塑比的提高, 表面硬度随之增加。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：以各类竹地板为研究对象，根据gb/t 1941－2009《木材硬度试验方法》，测试竹地板的布氏硬度，并测试竹地板的金氏（janka）硬度；比较竹地板的布氏硬度和金氏硬度并研究两种硬度值的关系。

研究计划：（1）2010年12月-2011年1月 收集和查阅国内外关于竹地板硬度方面的研究，大量阅读有关文献，熟悉国内外关于竹地板硬度的研究状况。完成开题报告以及文献综述。

（2）2011年2月-4月 在竹材工程研究中心实验室测试竹地板的布氏硬度和金氏硬度，分析数据，比较竹地板的布氏硬度和金氏硬度并研究两种硬度值的关系，研究竹地板的试验力－压痕深度曲线。

4. 研究创新点

国内外对木质复合材料的硬度研究进行了细致的探讨,但是对于竹材以及竹地板的硬度研究仍需进一步发展, 本实验对各类竹地板的硬度测定进行初步探讨，首次研究布氏硬度与金氏硬度的对比关系，将对以后竹地板硬度标准的制定提供参考价值。