熱處理毛白楊木材在節(jié)能門窗上的應用特性研究.pdf

1、采用常壓過熱蒸汽對毛白楊（Populus tomentosa Carr.）木材進行熱處理，處理溫度為160℃、180℃、200℃和220℃，處理時間為3h。研究了熱處理對木材導熱系數(shù)、傳熱特性、物理力學性能的影響。最后，通過對素材和處理材的復合結構進行研究，優(yōu)化材料的力學性能和保溫性能。結果表明：
　　1、熱處理降低了毛白楊木材的導熱系數(shù)，并且熱處理溫度越高木材的導熱系數(shù)越小，基于非穩(wěn)態(tài)熱傳導結果表明，熱處理降低了木材在空氣介質中

2、的傳熱速率。
　　2、木材平衡含水率（EMC）、絕干密度、α-纖維素、半纖維素以及木材孔隙率均影響著毛白楊木材的傳熱特性，并且木材導熱系數(shù)與木材平衡含水率（EMC）、絕干密度、α-纖維素、半纖維素之間存在正相關關系，與木材孔隙率之間存在負相關關系。
　　3、木材EMC、絕干密度與木材導熱系數(shù)所建立的回歸模型為：λw=0.428M-7.378×10?5ρd+0.111；木材EMC、α-纖維素、半纖維素、孔隙率與木材導熱系數(shù)所建

3、立的線性回歸模型為：λw=0.087M+0.281C??+0.079Ch+0.089??0.072。上述提供的兩組回歸模型均可用于預測或評估毛白楊素材及處理材的導熱系數(shù)。
　　4、熱處理使木材孔隙率容積增大，小于70nm的介孔數(shù)量顯著增多，從而減小導熱系數(shù)。
　　5、熱處理沒有改變結晶區(qū)的位置，但熱處理對毛白楊木材結晶度的影響較明顯，熱處理溫度為160℃、180℃、200℃和220℃，木材結晶度分別提高了5.5％、11.29

4、%、5.57%和7.19%。在熱處理過程中質量損失和結晶度的改變同時影響著木材的力學性能，質量損失主要影響木材的MOR和握釘力，結晶度主要影響木材的MOE，質量損失和結晶度均影響著木材的沖擊韌性和表面硬度。
　　6、180℃復合材料（C-T180）和220℃復合材料（C-T220）類別的Parallel和Cross復合材料，其中Parallel復合方式有效的改善了材料的MOR和沖擊韌性。而Cross復合材料，由于自然層（熱處理材）

5、具有較小的橫紋MOR和沖擊韌性，即使在受到較小的載荷情況下，仍能夠造成斷裂，表面卻幾乎看不出損傷產生，所以在實際生產中不應該考慮Cross復合結構。
　　7、C-T180的parallel復合材料，當厚度比例為3/14/3時，復合材料的MOR和沖擊韌性均達到了最大值；C-T220的parallel復合材料，當厚度比例為6/8/6時，復合材料的MOR和沖擊韌性均達到了最大值。選擇該結構的優(yōu)化，能夠使材料的力學性能達到最大的同時，材料

6、還具備較好的保溫性能。厚度比為3/14/3的C-T180導熱系數(shù)為0.1357 W/(m·K)，較毛白楊素材降低11.07%；厚度比例為6/8/6的C-T220導熱系數(shù)為0.1398 W/(m·K)，較毛白楊素材降低8.38%。
　　8、材料厚度比例為4/12/4和3/14/3的C-T180，以及厚度比例為6/8/6的C-T220能夠同時滿足建筑節(jié)能門窗材料的力學性能和導熱系數(shù)要求，復合材料的保溫性能由素材的第6等級上升至第7等級