竹材微波-碱蚀作用多维弱相结构失效与孔隙形成机制研究

基本信息
批准号:31901375
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:杨喜
学科分类:
依托单位:中南林业科技大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
物理性质孔隙形成机制竹材品质多维弱结构失效
结项摘要

Poor impregnation is one of the key factors that restrict the functional value-added utilization of bamboo. In this project, moso bamboo is studied as the main object. The project intends to understand the natural pore structure of bamboo and the effects of heterogeneity of moisture and density on the cell-wall weak structure by microwave irradiation. A mathematical model for bamboo microwave treating is developed to simulate the evolution procedure and critical condition of a crack. Furthermore, the variations of chemical structure and ultrastructure are explored under conditions of NaOH complex solution. The effect of cracks on promoting dissolution of compositions and the response relation between the nanopores and dissolved compositions, are illustrated. Combine with nitrogen absorption-desorption, digital image methods and fractal theory, the characteristics of micro to nano pores are analyzed. Finally, the failure mechanism of multi-scale weak structure of bamboo, including tissue structure, cell wall structure and chemical structure, and its pore-formation mechanism are revealed. These studies could offer research foundation for improving bamboo impregnation and facilitate the large and uniform load of functional substances, thereby providing theoretical foundation for bamboo resources developing into multi-functional and value-added materials.

竹材浸注性差是制约其功能性高值利用的关键因素之一。本项目以毛竹为主要研究对象,系统研究竹材生物孔结构特征以及水分、密度非匀质效应对微波破坏竹材内微观弱结构的作用机制,模拟竹材微裂纹形成临界条件及扩展演变过程,解析碱溶剂作用条件对竹材化学组分溶出与超微构造的影响规律,阐明微裂纹对组分溶出行为的促进作用以及纳米孔隙与溶出组分之间的内在响应关系,结合氮气吸脱附法、数字图像相关法和分形理论反馈微-纳多维孔隙结构特征与分形特征,揭示竹材内细胞间、壁层间及化学组分间的多维弱相结构失效与孔隙形成机制,进而为改善竹材浸注性、助力功能物质均匀大量负载提供研究基础,为竹材资源向新型多功能方向绿色高值利用提供重要理论支撑。

项目摘要

竹材生长周期短、蓄积量大、力学性能优异,是重要的室内装饰与家具材料,但竹材结构非匀质且渗透性差,极大限制了高附加值功能化利用。为此,本项目结合多种技术手段解译了毛竹材胞腔至胞壁的孔隙特征、水分分布及径向变异性;利用微波与碱蚀作用破坏竹材细胞壁弱结构,构建了液体渗透新通道,探明了微细裂纹萌生临界条件与扩展演变过程,解析了作用条件对竹材宏微观形貌、孔隙结构与理化性质的影响规律,阐明了微裂纹对木质素溶出的促进作用以及纳米孔隙与溶出组分之间的响应关系,揭示了竹材细胞间、壁层间及化学组分间的多维弱相结构失效与孔隙形成机制;将微波-碱处理材经树脂浸渍、纳米原位生长或高温碳化,制备了透明、导电与吸波等功能型竹基材料,并表征了功能复合材的理化特性。本项目解决了竹材微波-碱蚀处理技术背后的关键科学问题,丰富了竹材预处理技术和功能性研发基础理论,以期为竹材资源高附加值功能化利用提供新思路和新手段。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

农超对接模式中利益分配问题研究

农超对接模式中利益分配问题研究

DOI:10.16517/j.cnki.cn12-1034/f.2015.03.030
发表时间:2015
3

居住环境多维剥夺的地理识别及类型划分——以郑州主城区为例

居住环境多维剥夺的地理识别及类型划分——以郑州主城区为例

DOI:10.11821/dlyj201810008
发表时间:2018
4

基于细粒度词表示的命名实体识别研究

基于细粒度词表示的命名实体识别研究

DOI:10.3969/j.issn.1003-0077.2018.11.009
发表时间:2018
5

基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析

基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析

DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.04.015
发表时间:2019

杨喜的其他基金

相似国自然基金

1

微波真空干燥莲子溶洞型孔隙结构的形成机理及其与宏观物性间的关系

批准号:31401616
批准年份:2014
负责人:田玉庭
学科分类:C2001
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
2

高功率微波作用下微波有源电路的失效机理研究

批准号:10476013
批准年份:2004
负责人:陈星
学科分类:A31
资助金额:30.00
项目类别:联合基金项目
3

微汽泡与局部放电协同作用的轴承电蚀失效理论与实验研究

批准号:51105221
批准年份:2011
负责人:解国新
学科分类:E0505
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

纳米相的形成对铝基金属玻璃点蚀的诱发机制研究

批准号:51071151
批准年份:2010
负责人:王建强
学科分类:E0106
资助金额:38.00
项目类别:面上项目