论文部分内容阅读
为减轻人类对于石油、矿藏与原木的依赖程度，本文以黑杨等的剩余物为基材，以木塑复合粉、纳米氧化锌、纳米刚玉粉等为强化因子，借助单因数及响应面试验设计与分析方法，应用SEM、电子力学实验仪等分析检测手段，对黑杨剩余物原粉及其与强化因子的混合料的热成形工艺参数、性能与组织结构进行了优化与表征，主要工作与成果如下: 1.通过对三种不同粒度（40目、60目、80目）的黑杨木及梓木、棉杆、毛竹粉末材料的理化指标的对比分析与成形工艺对比试验，发现在相同成形工艺条件下，60目黑杨粉末试件的综合性能最佳。 2.基于60目黑杨粉末基材，借助单因素与响应面试验设计与分析方法，发现黑杨粉末热压成形的最佳工艺参数组合与白杨粉末已有热压工艺参数研究成果基本吻合。把“成形温度160℃、成形压力70MPa、保温保压时间30Min”认定为黑杨粉末的热压成形最佳工艺参数组合;在最佳工艺条件下获得的黑杨粉末试件的静曲强度为71.86MPa、吸水率为4.46％，弹性模量为5406MPa。 3.基于黑杨粉末最优热压成形工艺条件，以木塑复合粉、纳米氧化锌、纳米刚玉粉为强化因子，以静曲强度、弹性模量、吸水率、表观硬度为性能评价指标，对强化因子配比进行了优化，获得的强化因子最佳配比为:木塑复合粉8％、纳米氧化锌4％、纳米刚玉粉6％，对应试件的静曲强度高达87.66MPa，弹性模量大于7500MPa，吸水率低至1.624％，表观硬度达到86.73HV。 4.研究分析了木塑复合粉、纳米氧化锌、纳米刚玉粉等对黑杨粉末基功能材料试件密度、孔隙率、吸水厚度膨胀率的影响。在诸多强化因子中，纳米氧化锌对试件密度影响最大，木塑复合粉对试件孔隙率影响最大;通过试件断口形貌（SEM照片）的观察与分析，发现试件机体塑化充分、组织密实，说明试件材料通过少量木塑复合粉末等组分的诱导，黑杨粉末颗粒与强化因子之间发生了充分的热塑融合;与此同时，均匀分布于试件机体中的纳米氧化锌与纳米刚玉粉末微粒起到了颗粒强化效果。 5.基于书法与茶文化开发了一款镇尺与两款茶杯垫，并对试件材料强度与防霉变特性进行进一步考察。镇尺试件的MOR达到了85.32MPa、IB超过了6MPa、吸水率仅为1.540％，尺寸稳定性好，长时间吸水无尺寸变化与体积膨胀，且无霉变现象，体现出诱人的市场应用前景。