黄姜为盾叶薯祯的根茎，是我国特有的用于生产薯预皂素最主要的药源植物。皂素工业是近年来在黄姜人工种植开发成功的基础上发展起来的一个新兴行业，黄姜生产皂素过程中产生的残渣是黄姜提取皂素后的残余物，生产1t皂素约产生10t的残渣，这些未处理的残渣不仅破坏了土壤的生态平衡，带来了水污染和粉尘污染，威胁着人们赖以生存的环境。黄姜提取皂素后的残渣的主要成分为木质素和纤维素，是制备木陶瓷的优质原料。对黄姜皂素纤维渣的综合利用及治理，具有良好的经济效益和社会效益。 木陶瓷作为一种新型环境材料，其优异的导电性、耐磨性、耐腐蚀性、高强度、低密度、多孔和电磁屏蔽性等特性，使得它在许多工业领域具有巨大的应用潜力。但是，当前在木陶瓷研究领域存在的原料昂贵、结构各向异性等问题一直悬而未决，阻碍了木陶瓷的发展和应用领域的拓展。本文在详细分析国内外木陶瓷的研究现状后，针对目前木陶瓷制备过程中存在原料和酚醛树脂浸渍木材的不均匀性及产品的各向异性等问题，提出了一种制备木陶瓷的新方法，即以黄姜皂素废渣为原料制备木陶瓷。研究了以皂素废渣为原料，经低温炭化后，加入酚醛树脂作粘结剂，充分混合后固化并热压成型，然后在氮气保护下进行炭化制备木陶瓷的方法。本论文详细考察了炭化温度、酚醛树脂含量对木陶瓷性能和结构的影响，对原料进行了热重分析后，并结合X射线衍射和扫描电镜对木陶瓷的结构进行了研究。 制备条件对木陶瓷性能有很大的影响。随炭化温度的升高，试样的失重率、体积收缩率都是增加的，表观密度表现为先减小后增加，而体积电阻率下降了7个数量级，抗弯强度则在一开始增加很快，炭化温度为1373K后增加速度变缓；随着酚醛树脂含量的增加，试样的失重率和体积收缩率都有明显的下降，表观密度和抗弯强度有明显的增加，体积电阻率减小。 实验中采用热重分析对皂素废渣、酚醛树脂和皂素废渣炭/酚醛树脂复合材料的热分解过程进行了研究。通过考察不同升温速率下皂素废渣和酚醛树脂的热分解过程，确定了制备木陶瓷时皂素废渣的炭化温度，并对皂素废渣炭/酚醛树脂复合材料的热分解过程进行了详细的研究，同时也确定了木陶瓷制备过程中的最终反应温度。 通过X射线衍射表征了不同条件下木陶瓷的结构，结果发现以皂素废渣和酚醛树脂为原料制备的木陶瓷是一种非晶态炭材料，炭化温度的升高木陶瓷中石墨微晶的含量增加且微晶中层与层之间的排列更趋于规整；酚醛树脂含量的增加同样使样品中石墨微晶增加，其原因是相对于皂素废渣得到的无定形炭来说，酚醛树脂在高温下其结构更易于有序化，从而在木陶瓷中形成了更有序的玻璃炭。 对木陶瓷微观结构进行扫描电子显微镜观察后发现，由皂素废渣生成的无定形炭和酚醛树脂生成的玻璃炭所组成的木陶瓷是一种多孔复合炭材料；并且木陶瓷的孔结构由于在成型过程中受到挤压而变形，因此木陶瓷的孔结构并非与碳化后的皂素废渣结构一致；此外由于样品在热解过程中产生了大量挥发物，如H2O、CO2和碳氢化合物小分子等，这些气体小分子在释放过程中会在样品里形成大量的孔隙，正是这些孔隙的存在，才使得木陶瓷的表观密度比较小。 本论文以皂素废渣为原料制备木陶瓷，这不仅回收利用了资源、极大地降低了生产成本、而且对改善环境具有现实意义和启迪作用。同时本课题研究在一定程度上解决了现有方法中酚醛树脂浸渍不均匀的难题，在省去超声波浸渍工艺，有效地降低了能耗的同时，还提高了产品的性能；并结合多种表征手段研究了木陶瓷的结构，探讨了木陶瓷制备过程的反应机理。这些研究为以后木陶瓷工业化生产和拓展木陶瓷的应用领域打下了基础。