熱解條件對(duì)橡木組成結(jié)構(gòu)與納米壓痕測(cè)試結(jié)果的影響
關(guān)鍵詞：木材熱解 化學(xué)組成 纖絲結(jié)構(gòu) 微觀力學(xué)
摘要：以闊葉材橡木為對(duì)象,研究熱解過(guò)程中木材組成結(jié)構(gòu)與微觀力學(xué)性能的轉(zhuǎn)變特征。分別使用傅里葉紅外光譜技術(shù)（FTIR）、X射線衍射技術(shù)（XRD）和納米壓痕技術(shù)（NI）分析熱解過(guò)程中木材化學(xué)組成成分、微纖絲結(jié)構(gòu)和細(xì)胞壁微觀力學(xué)性能的轉(zhuǎn)變。研究結(jié)果表明,熱解溫度達(dá)到325℃時(shí)木材化學(xué)組成與微纖絲結(jié)構(gòu)都發(fā)生了顯著轉(zhuǎn)變,木材化學(xué)成分中的纖維素和半纖維素已基本裂解完畢,木質(zhì)素結(jié)構(gòu)仍有存在,且已有碳素材料特征峰出現(xiàn);對(duì)應(yīng)XRD圖譜分析,由于纖維素的熱解,325℃時(shí)細(xì)胞壁微纖絲構(gòu)造引起的衍射峰已經(jīng)消失。NI研究發(fā)現(xiàn)熱解溫度達(dá)到300℃時(shí),橡木纖維細(xì)胞壁微觀力學(xué)性能變化顯著,彈性模量從未熱解處理的（16.6±1.39）GPa下降至（5.78±0.30）GPa。細(xì)胞壁硬度與未熱解處理木材的（0.46±0.045）GPa相比,當(dāng)熱解溫度為250℃和300℃時(shí),硬度值略有上升,分別為（0.54±0.049）和（0.52±0.024）GPa;同時(shí)發(fā)現(xiàn)300℃熱解后木材細(xì)胞壁彈性模量和硬度數(shù)值的分散度變小,認(rèn)為是因細(xì)胞壁組成與結(jié)構(gòu)變得均一化所造成。
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