木材皱縮动力机制研究–平板玻璃毛细管负压强测试分析开题报告

1. 研究目的与意义

木材的皱缩亦称溃缩、溃陷，是木材在干燥过程中产生的一种非正常收缩 现象，是由于木材干燥过程中木材细胞溃陷而引起的不规则收缩。

皱缩在含水率高于纤维饱和点的自由水蒸发阶段就会发生，使得木材细胞壁与细胞腔的体积均发生变化，并随含水率下降而加剧。

皱缩是一种较为严重的木材缺陷，许多树种都存在。

2. 国内外研究现状分析

人们对木材皱缩的研究主要以工艺性研究为主，试图通过采取一些工艺手段减少木材干燥皱缩问题。

而对皱缩的形成机理研究，尤其是有关木材细胞皱缩源动力的研究较少。

当前造成木材细胞溃陷的动力被归结为：在干燥前期，饱水的木材细胞自由水蒸发形成毛细张力大于木材细胞横纹极限抗压强度，使木材细胞发生皱缩；在干燥后期，木材表层与内层的含水率差异导致的干燥压缩应力进一步加剧了皱缩（寺尺真，1974；小林好纪，1986；wilkins，1987；kauman，1964）。

3. 研究的基本内容与计划

通过平板玻璃毛细管实验装置的设计制作，进行毛细负压强拉力测量和用压力传感器直接测量，对测试结果进行分析。

平板玻璃的选择和组合：由于两块玻璃间形成厚度不同的空气薄膜，光从薄膜前后两面反射，即产生了薄膜干涉。根据光的干涉原理，利用光波干涉法测量平面误差的原理来判断所选试件的表面粗糙度，再根据得到的每组平板玻璃的干涉条纹来判断拟采用的平板试件的表面状况。根据上述判断标准，可以对试件的表面的平整度进行较为可靠的判断，为下面的平板毛细管拉力实验挑选合格的试件，以减少因为材料的变异导致测量结果出现大的偏差，保证测试数据的离散性较小。

传感器的选择：在用压力传感器直接测量毛细负压强时，必须选择合适的传感器，保证其可以测量液体的张力。

4. 研究创新点

应用光学原理，对两平板玻璃间水膜形成的干涉条纹形状、色彩变化等成因进行了系统的分析，认为光斑成条纹状且均匀分布的色彩界限不明显的平板玻璃组件表面平整度好，粗糙度小，较适合作平板玻璃毛细管液体张力测量试件。

采用电子万能力学试验机测量平板玻璃毛细管内部液体张力的方法，并分别采用两种表面粗糙度平板玻璃作为试验组件，测试平板玻璃毛细管液体内部拉张力，选用了两种不同表面张力的液体进行比较研究。

用干燥皿控制液膜厚度的变异性，使得两块平板玻璃之间的水在相同的实验条件下蒸发，从而尽量获得相同的液膜厚度。