熱處理毛白楊木材在節(jié)能門窗上的應(yīng)用特性研究.pdf

1、采用常壓過熱蒸汽對(duì)毛白楊（Populus tomentosa Carr.）木材進(jìn)行熱處理，處理溫度為160℃、180℃、200℃和220℃，處理時(shí)間為3h。研究了熱處理對(duì)木材導(dǎo)熱系數(shù)、傳熱特性、物理力學(xué)性能的影響。最后，通過對(duì)素材和處理材的復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，優(yōu)化材料的力學(xué)性能和保溫性能。結(jié)果表明：
　　1、熱處理降低了毛白楊木材的導(dǎo)熱系數(shù)，并且熱處理溫度越高木材的導(dǎo)熱系數(shù)越小，基于非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)結(jié)果表明，熱處理降低了木材在空氣介質(zhì)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(dǎo)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(guān)關(guān)系，與木材孔隙率之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。
　　3、木材EMC、絕干密度與木材導(dǎo)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(dǎo)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(yù)測或評(píng)估毛白楊素材及處理材的導(dǎo)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(dǎo)熱系數(shù)。
　　5、熱處理沒有改變結(jié)晶區(qū)的位置，但熱處理對(duì)毛白楊木材結(jié)晶度的影響較明顯，熱處理溫度為160℃、180℃、200℃和220℃，木材結(jié)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(zhì)量損失和結(jié)晶度的改變同時(shí)影響著木材的力學(xué)性能，質(zhì)量損失主要影響木材的MOR和握釘力，結(jié)晶度主要影響木材的MOE，質(zhì)量損失和結(jié)晶度均影響著木材的沖擊韌性和表面硬度。
　　6、180℃復(fù)合材料（C-T180）和220℃復(fù)合材料（C-T220）類別的Parallel和Cross復(fù)合材料，其中Parallel復(fù)合方式有效的改善了材料的MOR和沖擊韌性。而Cross復(fù)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(chǎn)生，所以在實(shí)際生產(chǎn)中不應(yīng)該考慮Cross復(fù)合結(jié)構(gòu)。
　　7、C-T180的parallel復(fù)合材料，當(dāng)厚度比例為3/14/3時(shí)，復(fù)合材料的MOR和沖擊韌性均達(dá)到了最大值；C-T220的parallel復(fù)合材料，當(dāng)厚度比例為6/8/6時(shí)，復(fù)合材料的MOR和沖擊韌性均達(dá)到了最大值。選擇該結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，能夠使材料的力學(xué)性能達(dá)到最大的同時(shí)，材料

6、還具備較好的保溫性能。厚度比為3/14/3的C-T180導(dǎo)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(dǎo)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(shí)滿足建筑節(jié)能門窗材料的力學(xué)性能和導(dǎo)熱系數(shù)要求，復(fù)合材料的保溫性能由素材的第6等級(jí)上升至第7等級(jí)