1. 研究目的与意义
我国竹材栽培利用历史颇为悠久,其中竹家具也是中国传统家具的一个重要分支。
由于竹材富有纤维素、半纤维素、淀粉等有机物,在储存运输和加工过程中易出现开裂、虫蛀和霉变等问题,故需要对竹材进行处理以改善竹材性能。
热处理可有效改善尺寸稳定性但往往造成强度下降,而真空热处理可以在改善尺寸稳定性的同时有效保留木材强度,国内还未有将此项技术运用到竹材上来的实例,所以此通过借鉴对木材真空热处理的方式,实验通过控制对竹材真空热处理的温度,来探讨不同温度下的真空热处理对竹材物理力学性能(色差、尺寸稳定性、抗弯强度、弹性模量)的影响,为竹材热处理提供工艺参考。
2. 国内外研究现状分析
国内研究概况:1.对竹材的热处理:1)国内的对于竹材的热处理一般都是在常压下进行的,在高温热处理箱中处理竹材,研究竹材的物理力学性能的变化。
研究发现热处理温度对竹材的物理力学性能影响显著,大部分力学性能都呈下降趋势(林勇,2012)2)热处理对竹材的基本密度和干缩率都有影响,对干缩率的影响更显著,其中温度是主影响因素,在一定温度范围内干缩率随热处理温度的上升而降低(夏雨,2018),湿胀率也如此(包永洁,2009)3)热处理对竹材抗弯强度也有明显影响,同一时间条件下,力学强度随着处理温度的升高呈现先上升后下降的趋势(夏雨,2018;邵迎涛,2018)4)竹材的弹性模量随热处理温度的升高呈先升高后下降的趋势(汤颖,2014)5)随着热处理温度的升高和热处理时间的延长,竹材的变色度呈逐渐升高的趋势(张亚梅,2010),明度和黄蓝色品指数显著降低(刘润鹤,2012)2.对木材的真空热处理通过对木材真空热处理发现,温度对木材表面颜色的影响明显,短时间的真空热处理有助于提高木材力学性能,对木材变色影响小,更适合家具及木制品的制作(刘洪海,2016),处理温度显著影响木材抗压强度,处理时间显著影响木材抗弯强度,真空热处理木材速度快,处理木材质量高(谢桂军,2009)国外研究概况:1.国外研究主要集中于对竹的衍生产品的研究,比如竹纤维以及其各种复合材料的物理化学性能的研究(jeong, ds,2018),对竹集成材物理性能最佳的热处理温度研究(tao li,2015)等,更偏重实际应用与推广。
关于热处理竹材的物理力学性能的研究与国内类似,通过实验发现热处理温度对竹材表面颜色影响较大,温度越高颜色越深,但随着温度的升高会对竹材产生损伤(lee, ch , 2018),某范围温度内热处理能够明显提高竹材的尺寸稳定性(teng-chun y,2018),但材料机械强度值降低(brito,2018)
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:在撰写论文的过程要广泛而充分地阅读国内外相关文献,不能仅局限于竹材,知识面要拓宽,进行足够的理论知识的累积,并积极运用到实验中去。
实验时,在控制竹材种类、含水率、处理时间等无关变量相同的条件下,将竹材试件分组,分别将其置于不同温度下进行真空热处理,并观察测量竹材试件的色差、尺寸稳定性、弹性模量和抗弯强度,分析并统计,做出不同温度下同一竹材物理力学性能的比较,探究真空热处理竹材的各性能随温度变化而变化的趋势,总结出竹材各性能随温度变化的规律,进一步探究真空热处理的最佳温度。
计划:03.0103.15 进行相关文献的阅读整理,构建论文基本框架,确定试验流程,实验材料等前期工作03.1504.15 开始实验,注意对各种数据的收集整理统计04.1505.01 基于整理好的数据进行论文的撰写,并完成初稿05.0105.15 听取导师建议修改论文,最终定稿05.1505.30 进一步提取精炼核心观点,并以此制作ppt,准备论文答辩
4. 研究创新点
1.首次将真空热处理的方法运用到竹材上,有木材真空热处理的借鉴能够更加优化处理竹材;2.数据有较强的针对性,对温度这一个变量进行各方面分析,能够更好地探究温度对热处理竹材的影响。
