1. 研究目的与意义
古代森林中的树木，由于地震、洪水、泥石流等原因被埋入古河床的低洼处，被埋入淤泥中的部分树木，在缺氧、高压状态下以及细菌等微生物的作用下，经长达成千上万年炭化过程形成了阴沉木。我国长江水域陆续露出千年阴沉木。阴沉木是国家资源，必须切实保护好阴沉木，并在保护的基础上科学利用好，充分发挥它们的历史价值、研究价值、观赏价值和经济价值。
一般阴沉木树种的密度低，有的企业需要通过压缩的方式提高其密度，增加材料的质感。但是压缩的木材都易产生比较大的压缩回弹，木材的黏弹性导致其横纹压缩变形极易发生压缩回弹，对木材横纹压缩变形进行固定处理，实现变形的永久固定是近年来国内外研究的热点。要实现阴沉木压缩的工业化稳定生产，还需继续加强理论与生产性试验研究。木材密实化技术是提高木材性能、开发新产品最有实用价值的方法。水热密实化处理在处理过程中不存在化学处理所产生的二次污染等问题，且操作简单易行，成本低廉，具有广阔的应用前景。
阴沉木压缩定型工艺的研究，目的是提高阴沉木的强度、加工性能及扩大阴沉木的用途范围。压缩定型后的阴沉木力学强度增强、变形减小、表面耐磨性提高，改善了阴沉木尺寸稳定性。广泛应用于室内装饰、家具、工艺品等领域。
2. 国内外研究现状分析
压缩木是由轻质木材通过热压处理而制成的一种质地坚硬、密度大、力学强度高的强化处理材料。木材经压缩密实处理后，由于内部组织构造发生了很大的变化，从而使木材的物理力学性质也发生了相应的变化。其中最显著的变化表现在力学强度增强、变形减小、表面耐磨性提高等。这些变化有效地改善了木材的品质，因此能够扩大软质木材的应用范围，提高木材的利用价值。
关于木材压缩的发展可追溯到在20世纪初期。德国、美国使用了压缩木,是为了防雷达发现其军用飞机;美国在20世纪初就有了压缩木产品以及专利;二战前,德国生产了一种压缩木,用于纺织业,还用在其他的工业方面;前苏联在1932年制定出湿法压缩工艺、干法压缩工艺;日本使用髙溫加压的方法,生产出强化木材。20世纪70年代,印度采用国产的17类树种制造压缩木,用于纺织;90年代以來,世界木材工业迅猛发展,在前人研究的基础上,各国学者以提高人工林木材的强度、加工性能以及扩大其用途等方面进行研究,研究的主要内容为木材压缩和回弹固定这两个方面。
一、压缩前软化处理工艺的研究
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：1.热压工艺研究：通过了解影响压缩密度影响的因素（如温度、时间、压缩率）来制定压缩工艺参数和进行工艺试验，从而研究阴沉木的压缩率、热压工艺温度、时间等参数，与压缩后木材的力学性能的关系
2.研究防回弹处理工艺与阴沉木的压缩回弹关系：通过热处理防回弹工艺试验，研究热处理工艺在不同的压缩率下，与压缩阴沉木回弹率之间的关系。
研究技术路线：
压缩工艺参数确定---压缩试验---性能测试----热处理试验---回弹测试，性能测试---试验分析----确定压缩和热处理工艺参数。
试验材料：1、金丝楠阴沉木：锯制成用于压缩及固定变形的试件：
其中用于恢复率及顺纹抗压强度等测定的试件尺寸为 30（L）20 （R）20（T）mm，
用于弹性模量及静曲强度测定的试件尺寸300（L）20 （R）20（T）mm（压缩后加工）
试验设备：1、热压机：平板硫化机XLB型，中国青岛亚东橡机有限公司青岛第三橡胶机械厂
2、百分表：CZ－6A型，上海自动化仪表公司仪表机械制造厂
3、电热恒温鼓风干燥箱：DHG-9030A型，上海精宏实验设备有限公司
4、数显恒温水浴锅：HH-4型，国华电器有限公司
5、恒温恒湿箱：HWS-250型，上海精宏实验设备有限公司
6、万能力学实验机：深圳市新三思材料检测有限公司
7、其它：电子天平、游标卡尺、自制夹具、浸渍装置
一、压缩工艺参数确定
将购买来的阴沉木段按规格锯制后进行干燥处理
之后气干至含水率在12％～15％之间。
本次试验因素水平表安排如下：
序号 | A热压温度（℃） | B热压时间（h） | C压缩率（％） |
1 | 150 | 2 | 13 |
2 | 170 | 2.5 | 20 |
3 | 190 | 3 | 49 |
二、压缩试验
对处理材进行热压压缩密实化，采用径向横纹方向压缩，设定不同的温度、时间、压缩率，进行正交试验，测量压缩变形前、后的尺寸。
正交试验计划表
试验 | 正交 | A热压温度（℃） | B热压时间（h） | C压缩率（％） | |||||||||
1 | A1B1C1 | 150 | 2 | 13 | |||||||||
2 | A1B2C2 | 150 | 2.5 | 20 | |||||||||
3 | A1B3C3 | 150 | 3 | 49 | |||||||||
4 | A2B1C2 | 170 | 2 | 20 | |||||||||
5 | A2B2C3 | 170 | 2.5 | 49 | |||||||||
6 | A2B3C1 | 170 | 3 | 13 | |||||||||
7 | A3B1C3 | 190 | 2 | 49 | |||||||||
8 | A3B2C1 | 190 | 2.5 | 13 | |||||||||
9 三、性能测试 1、计算压缩前后厚度、密度的变化量 2、使用万能力学试验机进行弹性模量、静曲强度、蠕变的测定。 四、热处理定型工艺实验研究 材料：压缩后的木材 工艺参数：温度，时间
五、回弹测试、性能测试 水热恢复处理：将冷却的试件，在常温水中浸泡24h，再在95℃热水浴中煮2h，然后经7-10d 自然气干，分别测量试件的厚度和重量。 1、变形回复率的测定 对压缩的试件做水热恢复处理，测量压缩变形前、后及恢复处理后的尺寸，从而计算其在不同处理条件下的恢复率，判断其固定压缩的情况。 试样压缩变形回复率的计算方法如下： 式中：RS－压缩试件的压缩变形恢复率，％ Lr－压缩试件恢复变形后的尺寸，mm L0－压缩试件压缩前的尺寸，mm Lc－压缩试件压缩后的尺寸，mm 2、木材的横纹压缩率计算：
式中: C厚度压缩率，％ To压缩前烘干试样厚度，mm Tc压缩后干试样厚度,mm 3、弹性模量及静曲强度的测定 4、蠕变的测定 六、得出试验数据结果 1.压缩工艺与密度增加、力学强度增加之间关系数据； 2.定型工艺与回弹量之间关系数据。 七、确定压缩和热处理最佳工艺参数。 1.分析压缩工艺和测定的数据，获得优化的工艺参数（压缩率、热压工艺温度、时间）； 2.分析定型工艺与回弹数据，获得优化的定型工艺参数（定型温度、时间） 课题进度安排 ⑴ 2015.12.30-2016.1.15：文献检索，资料收集，方案设计； ⑵ 2016.3.1-5.10：进行实验； ⑶ 2016.5.11-5.31：论文撰写及修稿； ⑷ 2016.6.1-6.5： 准备答辩。 | A3B3C2 | 190 | 3 | 20 |
4. 研究创新点
通过深入研究木材在不同水热环境下的移动机理以及木材应力释放机理，采用水热控制方法对木材进行软化和固定是解决压缩木材环保问题的重要途径，也是今后木材密实化方法及木材压缩变形固定研究的一个重要方向。
木材密实化技术能够改善软质木材的物理力学性能，是开发新型木制产品最有前景的技术之一。密实化技术对促进我国人工林种植的良性发展，解决木材供需矛盾，减少木材进口量具有极其重要的现实意义和战略意义。随着木材密实化技术的不断进步和完善，以及高效率、高质量、短周期、绿色环保新型密实化木材生产工艺的开发，密实化木材在装饰装修、家具、地板等行业的应用前景将会越来越广阔。
