家具用材轻炭化工艺开题报告

 2021-08-08 16:32:18

1. 研究目的与意义

我国森林资源匾乏,木材可采伐量远不能满足国民经济建设的需要,当前的森林覆盖率为21.93%,虽较2007年的18.21%有较大幅度提升,但与欧美国家的40%-70%相比相差甚远(数据来源于2016年台湾中时电子报)。人均森林面积仅为世界人均水平的1/4,人均森林蓄积仅有世界人均水平的1/7(数据来源于2016年中国报告大厅)。

随着国家天然林保护工程的实施,木材的高效、增值利用已逐渐成为国内科研机构及生产企业研究和关注的焦点

奥古曼(okoume)原产于非洲,其蒸气弯曲性能好,经深加工后,切削面光滑,是市场上常见的家具木材,但应用过程中也存在开裂变形缺陷等问题;

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2. 国内外研究现状分析

室内木制品的实际含水率变化,远没有平衡含水率大。如北京地区,室内木材的实际稳定含水率,冬天为8%,夏天(8月)为115%,全年平均为94%[1]

木材炭化作为一种科学有效的木材改型处理手段,可显著改良木材吸湿性大、尺寸稳定性差和耐久性不佳等固有缺陷,由于没有添加化学药剂,热处理后的木制品是环境友好型产品;但常用的高温炭化易出现使材色过深、大幅降低木材力学性能等问题。

国内研究现状

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3. 研究的基本内容与计划

一、木材干燥阶段--在真空炭化箱内干燥

预热(2.5h) → 干燥 → 调湿

加热→平衡→真空→解压

二、 木材炭化工艺参数确定

将奥古曼木材在3h、0MPa(绝对真空)条件下处理,设4个温度梯度(110℃、120℃、130℃、140℃),共4组条件,另设一组对照试件。

①0Mpa、室温到40℃(保温1.5h)→升温到60℃(保温1.5h)→升温到80℃(保温2h)→升温到100℃(保温2h)→升温到110℃(保温3h)→停止加热、解压、取出试件、关闭炭化箱。

②0Mpa、室温到40℃(保温1.5h)→升温到60℃(保温1.5h)→升温到80℃(保温2h)→升温到100℃(保温2h)→升温到120℃(保温3h)→停止加热、解压、取出试件、关闭炭化箱。

③0Mpa、室温到40℃(保温1.5h)→升温到60℃(保温1.5h)→升温到80℃(保温2h)→升温到100℃(保温2h)→升温到120℃(保温2h)→升温到130℃(保温3h)→停止加热、解压、取出试件、关闭炭化箱。

④0Mpa、室温到40℃(保温1.5h)→升温到60℃(保温1.5h)→升温到80℃(保温2h)→升温到100℃(保温2h)→升温到120℃(保温2h)→升温到140℃(保温3h)→停止加热、解压、取出试件、关闭炭化箱。

三、试件性能检测

物理性能:检测密度、色度、湿胀率(包括气干后湿胀率、吸湿后湿胀率)、干缩率(包括气干干缩率、全干干缩率)4项指标,以分析奥古曼木材的尺寸稳定性;

力学性能:检测冲击韧性、硬度、抗弯强度、抗弯弹性模量4项指标,以分析奥古曼承受各种外加载荷时所表现出的力学特征。

四、冷却与含水率调节阶段

通过喷蒸来降低温度,或自然降温。当温度降到80℃-90℃时,调节被处理木材的湿度,使其达到含水率4%一7%,以满足家具用材使用要求。

4. 研究创新点

1、将木材干燥与木材负压(0.06Mpa)轻炭化(180℃)结合起来,形成统一的工艺操作流程。

2、客观实验与已有文献、前期实验结果相结合,丰富实验成果

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