木材干燥导水系数和换水系数的研究

木材(板、方材)的导水系数和换水系数是反映木材干燥或存放过程中水分迁移的重要物性参数。然而,我国对木材导水系数和换水系数的研究和测定工作十分有限。木材干燥有关的理论计算中,常用原苏联的数据。由于这些数据本身可能存在的误差及用于我国树种的可靠程度难以估计,故使理论结果的实际运用受到限制。本文采用等厚试件系数分离法研究和测定了木材干燥过程动态导水系数和换水系数。

玄武岩散堆料床透气率

在介绍所采用的测定玄武岩料床透气率的理论模型、实验原理和实验方法的基础上，测定了玄武岩散堆料床的透气率．给出了透气率与气体流速、压力梯度和料床粒度分布之间的关系．并对理论方法和实验结果进行了误差分析，为判定该理论方法和实验结果的可靠性以及进一步提高测试精度提供了依据．该测量方法装置简单易行，测量结果准确．通过对不同粒径玄武岩组成的料床的实验研究，证明了实验方法是可行的．

非等温条件下木片碎料中的水分迁移特性

实验表明,木片碎料中的水分迁移量与温度梯度场相似。从而应用最小二乘法拟合求算了两物理量场的相似倍数,建立了质流率与温度梯度间的通量关系式,揭示了温度梯度是水分迁移的主要推动力。其机理是通过湿空气在气相的自然对流和相伴产生的蒸发-凝结过程进行的。本文建立的水迁移通量关系式简化了现有的理论模型,为分析非等温条件下木片碎料中的水分迁移提供了新的理论思路,简化的理论模型可为实际应用带来方便。

木片料床透气率与含水率和密度的关系

通过实验,对杨木、桦木、椴木和榆木四种树种的木片散堆料床,在不同含水率及堆密度条件下的透气率作了研究。实验研究结果表明,当绝干密度不变时,木片料床的透气率随木片含水率的增大而减小。含水率在30%～80%范围内,透气率随含水率的变化比较平缓。当含水率从绝干增至10%时,木片料床的透气率急剧减小,说明木片从绝干至含水率略有升高时,含水率对木片料床透气率的影响极为显著。木片的含水率不变,透气率随木片料床堆密度的增大而减小。

木片散堆碎料水分迁移系数的研究

本文首次提出利用梯度转换法,实验测定动态传质控制方程中的质扩散系数及传质边界条件中的质交换系数,求算了表面以下蒸发界面深度及其对蒸发速率与相对蒸发深度的关系。实验表明,多孔物料表面下的相对蒸发深度在1%以下时,对质迁移率的影响极为显著。质交换系数也是蒸发界面深度的函数。质扩散系数是含水率的函数。本文采用变系数分段线性化的方法,利用质扩散方程的解析解验算了所求出的质扩散系数、质交换系数及蒸发界面深度的可靠性。理论验算表明,无量纲质迁移势的理论值与实验值之间的相对误差不大于6%,从而说明,利用梯度转换法测定木片料床的质迁移系数的方法是可行的。

有限元法分析木片热湿耦合迁移物性参数

本文建立了描述木片热湿耦合迁移的数学模型。用数值方法(有限元法和有限差分法)对数学模型联立求解后。与实验相结合,分析计算了木片热湿耦合迁移的物性参数。研究表明,在确定了某些物性参数后,采用本文叙述的理论计算与实验结合的方法,可求算出某一未知或实验测定较为困难的物性参数。木片这种含湿多孔物料。有效导热系数均随温度的上升而增大,变化范围从10℃(含水率34％)时的0.2W/(m·℃)至47℃时的1W/(m·℃)。

散堆木片热物性参数的测定与研究

本实验利用ＤＲＭ－１型导热系数测试仪，测定和研究了杨木、桦木、椴木、榆木四种木片在不同含水率时的导热系数、导温系数和比热容（料床绝干密度保持不变）。实验表明，当含水率变化范围为１０％～９０％时，木片的导热系数随含水率的降低而明显减小，数量级为０．１７～０．２８Ｗ／（ｍ·Ｋ）；木片的导温系数随含水率的降低而有所增大，数量级为０．００１２～０．００３４ｍ￣２／ｈ；木片的比热容随含水率的降低而明显减小，数量级为０．４～０．７ｋＪ／（ｋｇ·Ｋ）。树种均为阔叶树材，树种对热物性参数几乎没有影响。

非等温条件下木片碎料中的水分迁移特性

实验表明,木片碎料中的水分迁移量与温度梯度场相似,从而应用最小二乘拟合求算了两物理量场的相似倍数,即热质传导系数,建立了质流量与温度梯度场的通量关系式,反映出温度梯度是水分迁移的主要推动力。其机理是通过湿空气在气相的自然对流和相伴产生的蒸发凝结过程中进行的。本文建立的水分迁移通量关系式简化了现有的理论模型,为分析非等温条件下木片碎料中的水分迁移提供了新的理论思路,简化的理论模型也可为实际应用带来方便。

玄武岩纤维的表面修饰及生态环境复合过滤材料的制备与性能研究

探讨了酸、碱、水等介质对玄武岩纤维的刻蚀以及对其性质影响的可能性,测定了玄武岩纤维的组成,计算了玄武岩纤维的酸度系数和pH值。在对玄武岩纤维进行软化、硅烷偶联剂表面活化处理的基础上,利用玄武岩纤维和植物纤维进行杂化,制备了生态环境复合过滤材料。通过扫描电镜及红外光谱对其微观结构及其形成的机理进行了研究。结果表明,玄武岩纤维在植物纤维中均匀弥散,无机纤维和有机纤维各自的优良特性得到了充分的发挥。利用无规线团模型对其结构进行了描述,采用逾渗模型对其过滤性能进行分析,并讨论了打浆度、玄武岩纤维含量、胶粘剂等因素对复合材料性能的影响。制备的复合材料具有可重复使用、性能价格比高、对环境无二次污染,符合对环境协调、友好的生态环境材料的绿色化要求。

活化温度对海泡石纤维自调湿性能的影响

用物理和化学方法对天然海泡石材料进行纤维剥离和活化处理,研究了海泡石纤维活化温度对其吸湿和放湿的影响。通过海泡石纤维质量损失、吸放湿实验,结合对海泡石纤维特殊晶体结构、比表面积和孔隙度的表征分析,综合评价海泡石纤维自调湿性能。结果表明:当活化温度在200～250℃之间,加热6h时,其孔隙度和比表面积最大,自调湿性能最为理想。从晶型结构分析,当温度超过250℃时,海泡石纤维孔径继续增大,比表面积减小,吸附性减弱;当温度超过300℃时,结晶水分解,使晶体发生改变,纤维孔出现塌陷、堵塞,吸附性急剧降低。

海泡石/玄武岩纤维复合沥青混合料性能研究

从海泡石纤维和改性玄武岩纤维的微观结构特性出发,进行海泡石/玄武岩复合纤维增强沥青复合材料的制备.通过路用性能试验,研究了海泡石纤维和改性玄武岩纤维对沥青混合料性能的影响以及结合机理.结果表明,添加适当量海泡石和改性玄武岩纤维可以制备性能优良的纤维复合沥青混合料.海泡石纤维对沥青表现极强吸持能力,有效调节沥青质与胶浆的含量.改性玄武岩纤维在沥青中主要起加固和改善混合料的作用.两种纤维的添加,使沥青混合料的高温变形性、水稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性等显著提高.

敏感功能材料的气敏机理及二氧化锡在传感器中的应用研究

阐明了氧化物、导电聚合物气敏传感器的气敏原理,通过掺杂等方法,制备含有稀有金属、金属离子、金属氧化物、多组分金属氧化物、导电聚合物传感器及阵列电鼻子的研究现状和应用范围,并对其发展提出了看法。

植物纤维/玄武岩纤维复合材料的界面作用机理

制备了植物纤维/玄武岩纤维复合材料。测定了复合浆料的Zeta电位。探讨了该复合材料的界面作用机理。植物纤维与玄武岩纤维之间的界面结合力为纤维之间的氢键结合力、纤维与助剂分子之间的氢键结合力、助剂大分子在纤维之间的"网络连接"作用力等。研究结果有助于设计、改进复合材料的性能。

海泡石纤维自调湿性能的研究

采用物理和化学方法对天然海泡石材料进行纤维剥离和活化处理,研究了海泡石纤维活化温度对其吸湿和放湿的影响,通过海泡石纤维失重、吸放湿实验,结合对海泡石纤维特殊晶体结构、比表面积和空隙度的表征分析,综合评价海泡石纤维自调湿性能.结果表明,当活化温度200～250℃之间,加热6h时孔隙度最大,比表面积最大,自调湿性能最为理想.从晶型结构分析,当温度超过250℃时,海泡石纤维孔径继续增大,比表面积减小,吸附性减弱;当温度超过300℃时,结晶水分解,使晶体发生改变,纤维孔出现塌陷、堵塞,吸附性急剧降低.

玄武岩纤维复合材料研究

探讨了由玄武岩纤维与植物纤维复合制备型体材料的基本方法及复合材料的物理结构.该复合材料形成一种拓扑无序结构,可以近似用“无规网络模型”描述材料的结构.实验探讨了打浆度、玄武岩纤维含量等因素对复合材料性能的影响.制备的复合材料可生产一次性餐饮、盒具及衣用育苗钵和衬垫包装材料等.该复合材料可以完全降解,玄武岩纤维分解后即为土壤的母质,对环境不造成二次污染.

海泡石对玄武岩纤维的改性研究

从海泡石和玄武岩纤维的结构及化学组成相似性出发,利用ACC Ⅱ高温坩埚电阻炉在玄武岩中添加海泡石,经熔化、拉丝等工艺制备改性玄武岩纤维。采用扫描电镜(SEM)对玄武岩纤维改性前后的显微结构、形貌和特性进行较系统的分析,研究了海泡石对玄武岩纤维性能的影响及其改性机理。结果表明,重量比为10%～20%的海泡石和玄武岩混合料在高温熔化下可形成新网状结构的改性玄武岩复合材料;海泡石能够改变玄武岩的结构、化学组成及性质,使玄武岩纤维的化学耐久性、柔韧性和耐热强度等都有显著提高。

玄武岩熔体高温粘度和析晶性能研究

玄武岩熔体的粘度 -温度关系和析晶性能是研究玄武岩纤维制备过程最重要的物性参数。本实验研究了玄武岩及其加入红砖和炉渣共三种试样熔化后高温熔体的粘度及熔体水淬后玻璃态试样的析晶性能。得到了三种试样的温度 -粘度曲线和析晶温度范围 ,并对它们进行了分析比较。实验结果表明 ,粘度强烈地依赖于温度而变化 。

玄武岩纤维成型区粘性流动过程的数值模拟

玄武岩纤维的成型过程是制备玄武岩纤维的关键 ,研究其流动、传热规律及参数变化对提高玄武岩纤维质量 ,减少断丝 ,增加纤维强度具有重要意义 .通过建立成型过程中流动和传热的数学模型 ,在合理简化后进行数值模拟 ,得出了玄武岩纤维丝根处的温度、速度、粘度的分布以及丝根的几何形状 .计算结果显示 :丝根呈圆锥形 ,距离漏嘴 2 .5mm左右处为上丝根和中丝根的分界点 ;上丝根丝根的半径变化率大于中丝根的半径变化率 ;丝根的几何尺寸与漏嘴直径及最终纤维直径有关 ;中丝根区的速度、温度、粘度的变化率最大 ,是纤维成型的主要区域 ;纤维的固化点取决于纤维与周围环境的换热条件 .

改性玄武岩纤维及纤维复合过滤材料的微孔结构表征的研究

利用改性玄武岩纤维和植物纤维进行复合制备了生态环境复合过滤材料.研究表明,玄武岩纤维在植物纤维中均匀弥散,使无机纤维和有机纤维各自的优良特性得到了充分的发挥.对玄武岩纤维的X射线衍射、化学组成扣处理后的变化进行了测定,探讨了其稳定的可能原因:采用红外光谱探讨了植物纤维和玄武岩纤维的微观结合机制.利用SEM和无规线团模型对其结构进行了描述,并对比了不同结构的纤维过滤材料的特征,并利用孔径分析仪对滤材的孔径结构进行了表征,较系统的描述了该材料的性能.

偶氮苯化合物的合成及在新体系催化光度分析中的应用

研究了催化光度法分析指示物的合成 ,探讨了在硫酸介质中铜 (Ⅱ )催化抗坏血酸和 3 甲基 4 氨基 4′ 硝基偶氮苯的还原褪色反应 ,优化了反应条件 ,建立了一种高选择性的测定痕量铜的新方法 ,方法的检出限为 4 8× 10 - 2 μg·L- 1 。用于人发样及铝合金样中铜的测定 ,结果满意。