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基于时空合作浣熊优化算法的木材缺陷图像分割
1
作者 朱良宽 王玉梁 +1 位作者 杨春梅 祁星 《林业工程学报》 北大核心 2025年第4期95-106,共12页
在木材加工过程中,表面缺陷的准确分割是缺陷自动检测与识别的重要前提,对提高木材的生产效率和市场价值有着重要意义。针对木材缺陷图像因结构复杂、缺陷边缘不清晰而导致分割精度较差、大量表面纹理细节丢失的问题,提出一种时空合作... 在木材加工过程中,表面缺陷的准确分割是缺陷自动检测与识别的重要前提,对提高木材的生产效率和市场价值有着重要意义。针对木材缺陷图像因结构复杂、缺陷边缘不清晰而导致分割精度较差、大量表面纹理细节丢失的问题,提出一种时空合作浣熊优化算法(improved coati optimization algorithm,ICOA),用于木材缺陷图像的多阈值分割。首先,在浣熊优化算法(COA)的种群初始化阶段引入Tent混沌映射使浣熊个体均匀分布,并引入时空合作探索机制提高全局搜索的有效性、跳出局部最优的能力和算法的寻优精度。然后将对称交叉熵作为分割方法中ICOA的适应度函数,以ICOA快速搜索最佳分割阈值。对不同缺陷的木材图像进行分割实验,并与5类经典算法进行适应度值、特征相似度、结构相似度、峰值信噪比和主观分割效果等五方面的对比。实验结果表明:所提出的基于ICOA的分割方法可以准确快速地分割木材表面缺陷,保留木材表面的纹理信息和边缘特征,表现出优异的连续性、稳定性和完整性,为木材图像的分割问题提供了有效的解决方案。 展开更多
关键词 木材缺陷 多阈值图像分割 对称交叉熵 浣熊优化算法 时空合作探索机制
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基于响应面法激光切削柞木效果
2
作者 赵洪刚 孙玮鸿 +3 位作者 梁鹏鹏 赵梓旭 孙建平 乐磊 《林业科学》 北大核心 2025年第8期172-179,共8页
【目的】选取低、中、高不同程度含水率柞木,结合激光机技术参数(镜头高、进给速度、光强),以缝深和缝宽作为切削效果,引入响应面法建模分析激光切削柞木时不同含水率和激光机技术参数对切削效果的影响,为激光加工拼花地板和木质工艺品... 【目的】选取低、中、高不同程度含水率柞木,结合激光机技术参数(镜头高、进给速度、光强),以缝深和缝宽作为切削效果,引入响应面法建模分析激光切削柞木时不同含水率和激光机技术参数对切削效果的影响,为激光加工拼花地板和木质工艺品等生产实践提供技术指导。【方法】将含水率作为影响因素A,与激光机镜头高B、进给速度C、光强D组合,采用方差分析等方法确定切削效果的影响因素以及影响因素间交互作用的显著性。【结果】对缝深的影响:单因素显著性B≈C>A>D,B和C的影响极显著,A接近于显著;交互项BC的影响显著;A的二次项曲面效应影响极显著,C的曲面效应影响高度显著。滤去不显著影响项,基于响应面法得出关于缝深的回归方程为:Y=522.14A2+288.32C2+235.9BC-359.23B-662.96C+652.69。对缝宽的影响:单因素显著性B>D>A>C,B的影响极显著;二因素间交互项的影响均不显著;A和B的二次项曲面效应影响极显著。滤去不显著影响项,基于响应面法得出关于缝宽的回归方程为:Y=202.22A2+179.51B2+187.62B+237.22。【结论】1)含水率的二次项影响均极显著,说明含水率对切削效果的影响是非线性的,在一定范围内显著,主要是含水率较低时影响很小造成的。2)镜头高对缝深和缝宽的影响均极显著,说明生产中首要确定的是镜头高的合理参数。如果以缝深作为主要达到的切削效果,先选择合理的进给速度,再选择合理的光强;如果以缝宽作为主要达到的切削效果,先选择合理的光强,再选择合理的进给速度。3)在含水率约27.63%,欲获得缝深2500~2700μm,最佳参数范围为:镜头高约5.7mm、进给速度约42mm·s^(-1)、光强约62%。 展开更多
关键词 激光 柞木 响应面法 显著性 交互作用
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偶联剂对沙柳纤维/聚乳酸复合材料力学性能的影响研究
3
作者 张晓敏 陈圆 +1 位作者 王欣 胡建鹏 《化工新型材料》 北大核心 2025年第5期177-183,共7页
为提升沙柳纤维/聚乳酸复合材料的界面相容性,分别采用硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH570、钛酸酯偶联剂201、马来酸酐偶联剂对沙柳纤维进行改性处理,以聚乳酸为基体,改性沙柳纤维为增强相,通过模压成型工艺制备环境友好型沙柳/聚乳酸... 为提升沙柳纤维/聚乳酸复合材料的界面相容性,分别采用硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH570、钛酸酯偶联剂201、马来酸酐偶联剂对沙柳纤维进行改性处理,以聚乳酸为基体,改性沙柳纤维为增强相,通过模压成型工艺制备环境友好型沙柳/聚乳酸复合材料,研究了偶联剂类型及含量对沙柳纤维/聚乳酸复合材料力学性能的影响。结果表明:使用4种偶联剂改性的沙柳/聚乳酸复合材料界面相容性均得到改善,力学强度得到提升,偶联剂适宜质量分数均为2%,其中马来酸酐偶联剂对复合材料力学性能改善效果最好,其质量分数为2%时,复合材料的静曲强度为28.79MPa、弹性模量为3326.5MPa、冲击强度为4.351kJ/m^(2),较对照组分别提升了113.8%、127.9%、37.8%。 展开更多
关键词 偶联剂 聚乳酸 沙柳纤维 界面改性 力学性能
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木丝杆单元加工成形方法研究与实现
4
作者 门全胜 刘达列 《林业科学》 北大核心 2025年第3期182-188,共7页
【目的】提出一种立体网格式循序解剖法,改进现有人造板等木质重组类材料组成单元共同缺陷,为木材加工、人造板单元制备提供新的理论方法以及新型木质重组材料研发提供基础原料。【方法】基于木材显微构造主要特征,按照原木立体网格设... 【目的】提出一种立体网格式循序解剖法,改进现有人造板等木质重组类材料组成单元共同缺陷,为木材加工、人造板单元制备提供新的理论方法以及新型木质重组材料研发提供基础原料。【方法】基于木材显微构造主要特征,按照原木立体网格设立以及原木纵向先划切后刨切的技术方案,结合组合刀具结构设计与刀具各零件及其结构的功能作用,阐述木丝杆单元加工成形过程。以小径木为研究对象,建立小径木立体网格三维直角坐标系,进行刀具切削主运动和木段进料进给运动设计;结合小径木加工区域划分与组合刀具在传输链上的布局以及与小径木加工区域的对应分配,提出一种新型人造板单元制备方法——立体网格式循序解剖法。分析立体网格式循序解剖法刀具与木料在速度、时间、距离三者之间的关系,推导主运动和进给运动运动速度关系式。依据立体网格式循序解剖法,应用研制的木丝杆单元加工试验机进行加工试验验证。【结果】主运动和进给运动运动速度关系式为v=[(N×H)/S]×V(N为每个加工区域组合刀具数量,S为传输链周长);主运动速度V=2.49 m·s^(−1)、进给运动速度v=0.0053或0.0057 m·s^(−1),可成功实现木丝杆单元连续自动加工成形,单元互相不黏连、无损伤、形态相同,尺寸为长(L)×宽(B)×高(H)=90.0 mm×1.5 mm×(1.1~1.5)mm。【结论】1)首创性提出一种新型人造板单元制备方法——立体网格式循序解剖法,具有技术可行性;2)主运动和进给运动运动速度关系式为v=[(N×H)/S]×V,为单元加工试验和选择单元制备机的相关运动参数提供理论计算依据;3)验证主运动和进给运动运动速度关系式的合理性;木丝杆单元高度(或厚度)(H)取决于主运动和进给运动传动系统及其运动速度配比,木丝杆长度(L)等于原木截取长度,宽度(B)由组合刀具决定。 展开更多
关键词 木丝杆单元 加工成形 立体网格式循序解剖法
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无机质增强植物纤维高分子复合材料研究进展 被引量：4
5
作者 李羽佳 王喜明 +1 位作者 姚利宏 胡建鹏 《化工新型材料》 北大核心 2025年第1期15-20,共6页
无机质增强植物纤维高分子复合材料已成为功能型复合材料领域中的重点关注对象,其具有性能优异、附加值高、应用领域广等优势。系统综述了国内外关于蒙脱土、云母、氧化物、碳酸钙、滑石粉、石墨烯、炭黑及碳纳米管等无机质增强植物纤... 无机质增强植物纤维高分子复合材料已成为功能型复合材料领域中的重点关注对象,其具有性能优异、附加值高、应用领域广等优势。系统综述了国内外关于蒙脱土、云母、氧化物、碳酸钙、滑石粉、石墨烯、炭黑及碳纳米管等无机质增强植物纤维高分子复合材料在阻燃、耐老化、导电及电磁屏蔽等功能方面的研究现状和进展,针对无机质增强复合材料在功能性拓展、无机质与基体材料复合、功能性内在机理分析等方面提出存在的问题,并展望功能型复合材料领域的发展前景,以期为进一步推动高附加值功能型复合材料的研究提供科学理论依据。 展开更多
关键词 无机质 植物纤维 功能型复合材料 性能机理
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条纹乌木的双酸酐-植物油热联合处理工艺研究——材料色彩、尺寸稳定性 被引量：1
6
作者 王秉泉 张镜元 +4 位作者 王啸昀 诸瑾琦 李书怡 任世学 战剑锋 《内蒙古农业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期72-80,共9页
油热处理作为一项环保、可改善木材品质的技术受到广泛关注。木材与植物油之间主要以物理吸附方式结合,为强化二者之间的联结,本研究在植物油热处理工艺的基础上,分别引入马来酸酐、衣康酸酐充当木材-植物油之间的偶联剂,以此对材料改... 油热处理作为一项环保、可改善木材品质的技术受到广泛关注。木材与植物油之间主要以物理吸附方式结合,为强化二者之间的联结,本研究在植物油热处理工艺的基础上,分别引入马来酸酐、衣康酸酐充当木材-植物油之间的偶联剂,以此对材料改性工艺进一步优化。研究采用条纹乌木材料进行评估,对改性后样品的吸湿特性、增重率与尺寸变化(VC)进行追踪测量;采集数字图像技术提取亮度(L^(*))、色度(a^(*)、b^(*))指标,评价工艺参数对木材色泽的影响;此外,对改性后样品的横纹力学特性进行测试分析,并对材料化学结构进行表征。研究结果显示:在特定油热处理温度下,马来酸酐预处理90℃2 h为最佳工艺选项,衣康酸酐预处理90℃4 h为最佳工艺组合,在抗湿和抗膨胀性上均比未经酸酐处理的样品显著改善。油热处理后的木材L^(*)值均呈现下降趋势,酸酐处理后的样品边材a^(*)、b^(*)值有上升趋势,在视觉上呈现红褐色调;随着预处理的引入,条纹乌木在传统油热处理下通常会出现的褪色浅条纹被显著减轻,使得在油热处理后可以保留一些特征条纹图案,维持了乌木中浅色条纹的美学对比。在油热工艺前设置预处理,可以改善木材在热处理过程中机械性能的下降。与传统油热处理相比,引入马来酸酐的油热试件在抗弯性能上最大提升了17.4%,在抗拉性能上最大提升了35.2%;衣康酸酐油热试件的抗弯和抗拉性能最大提升分别为8.2%和25.7%。 展开更多
关键词 条纹乌木 植物油 马来酸酐 衣康酸酐 尺寸稳定性
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基于PLS-SEM模型的适老化橱柜设计影响因素分析
7
作者 张玲玲 戴向东 +3 位作者 李佳莹 罗方 吕宙 肖文波 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第4期211-224,共14页
【目的】精准获取老年人对橱柜使用的需求,通过构建结构方程模型分析适老化橱柜设计的关键影响因素,为设计适老化橱柜及制定其产品市场营销策略提供重要的数据支持。【方法】以60岁以上的老年人为研究对象,采用问卷量表法,通过发放457... 【目的】精准获取老年人对橱柜使用的需求,通过构建结构方程模型分析适老化橱柜设计的关键影响因素,为设计适老化橱柜及制定其产品市场营销策略提供重要的数据支持。【方法】以60岁以上的老年人为研究对象,采用问卷量表法,通过发放457份有效问卷收集影响适老化橱柜设计的自变量指标数据,并运用李克特五级量表分析,量化各指标对适老化橱柜设计的影响度。从材料、尺寸、布局、功能、色彩和智能6个方面选取36项设计指标,以创新性作为中介变量,消费意愿作为因变量,通过偏最小二乘结构方程模型(PLS-SEM)对影响适老化橱柜设计的关键因素进行实证分析。【结果】1)在量表信效度检验中,布局、材料、尺寸、功能、色彩、智能、创新和消费8个维度的克隆巴赫系数均高于0.86,各测量题项间具有较强的内部关联性和一致性;组成信度均超过0.8,进一步证实量表具备高度的可靠性;平均抽取变异量(AVE)均高于0.7,显示出各变量具备良好的聚合效能,本研究构建的适老化橱柜设计测量模型在信度与效度方面均具有良好表现。2)采用amos软件对量表进行验证,区分效度检验各个维度所对应的AVE平方根都高于它与其他所有变量的相关系数的平方值,证明各变量之间具有良好的区分效度,检验成立。3)在PLS-SEM建模中显示构成各维度的因子荷载系数均较高,但不同指标在其所属维度内的荷载系数存在差异,应优先考虑荷载系数较高的指标,他们对潜在变量的解释能力更强。4)通过假设验证,H1~H6的路径系数均通过显著性检验(P<0.05),H7~H12对不同路径的间接效应通过显著性检验(P<0.05),表明先前假设在一定显著性水平下成立。【结论】研究结果得出一系列对适老化橱柜设计至关重要的影响因素,功能对购买意愿的影响系数最高,智能因素的影响系数相对较低,产品的功能特性是适老化橱柜设计最关键的因素之一,为适老化橱柜设计和市场营销策略的制定提供了理论依据。 展开更多
关键词 橱柜 适老化 智能化 适配性 PLS-SEM模型
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二乙二醇/纳米二氧化硅增韧三聚氰胺甲醛树脂的性能及其应用
8
作者 胡恒 刘如 +1 位作者 龙玲 孙玉慧 《林业工程学报》 北大核心 2025年第3期39-45,共7页
为解决三聚氰胺甲醛浸渍胶膜纸脆性大、饰面胶合板龟裂问题,以二乙二醇(diethylene glycol,DG)和纳米二氧化硅(nano-silicon dioxide,NS)为改性剂对三聚氰胺-甲醛(melamine-formaldehyde,MF)浸渍树脂进行改性,并制备了浸渍胶膜纸和饰面... 为解决三聚氰胺甲醛浸渍胶膜纸脆性大、饰面胶合板龟裂问题,以二乙二醇(diethylene glycol,DG)和纳米二氧化硅(nano-silicon dioxide,NS)为改性剂对三聚氰胺-甲醛(melamine-formaldehyde,MF)浸渍树脂进行改性,并制备了浸渍胶膜纸和饰面胶合板。对MF树脂的化学结构变化、热稳定性能及浸渍胶膜纸的抗张性能、饰面板的表面性能进行了分析测试,得出以下结论:加入DG和NS可提高MF树脂的黏度和固体含量,改性后MF树脂的化学结构发生变化,与改性剂之间发生了化学结合;改性后树脂的初始热解温度略有下降,但最大失重速率温度仍在370℃以上,热稳定性高。当DG添加量为8.0%、NS添加量为2.5%时,纸张抗张强度从MF的2.40 MPa提高至MFDGNS_(5)的4.41 MPa,提高幅度明显,当NS添加量为1.0%时,纸张断裂伸长率从MF的2.86%提高至MFDGNS_(2)的4.71%,提高幅度达64.69%;当NS添加量为1.0%和1.5%时,浸渍胶膜纸卷曲的最小曲率半径为7.5 mm,远小于MF树脂浸渍胶膜纸的12.5 mm,这个结果与断裂伸长率的趋势一致。当NS的添加量为1.5%时,浸渍胶膜纸饰面胶合板的磨耗值最低可达到46 mg/(100 r),无露底现象,表面胶合强度最高达到1.50 MPa;当NS添加量为1.0%和1.5%时,浸渍胶膜纸饰面胶合板的耐龟裂等级为4级。利用DG和NS改性MF树脂具有一定的增韧效果,可以防止饰面胶合板龟裂。 展开更多
关键词 三聚氰胺甲醛树脂 二乙二醇 纳米二氧化硅 增韧防开裂改性 饰面胶合板
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基于支持向量回归(SVR)的马尾松木材脱脂率预测
9
作者 郭佳伦 钟浩珉 +1 位作者 赵俊博 陈瑶 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第3期151-161,共11页
【目的】脱脂处理是提升松木制品性能的重要手段,但传统脱脂率检测方法耗时且破坏试样。本研究旨在探索一种快速、无损的脱脂率检测方法,基于木材表面颜色变化,利用支持向量回归(SVR)构建脱脂率预测模型。【方法】采用氨气-水蒸气在高... 【目的】脱脂处理是提升松木制品性能的重要手段,但传统脱脂率检测方法耗时且破坏试样。本研究旨在探索一种快速、无损的脱脂率检测方法,基于木材表面颜色变化,利用支持向量回归(SVR)构建脱脂率预测模型。【方法】采用氨气-水蒸气在高温条件下对马尾松木材进行处理,分析不同条件对木材表面颜色参数和脱脂率的影响,探讨其相关性。利用3种不同的核函数(多项式核函数、Sigmoid核函数、径向基函数)构建基于SVR的脱脂率预测模型,并通过比较选择最优模型。【结果】经氨气-水蒸气热处理脱脂后,马尾松表面明度(L^(*))和黄蓝指数(b^(*))低于未处理木材,红绿指数(a^(*))则高于未处理木材。随着氨水质量分数和处理温度的增加,L^(*)、a^(*)和b^(*)呈逐渐降低趋势,总色差(ΔE^(*))逐渐增大,脱脂率随之提高。在180℃、较高氨水质量分数的处理条件下,ΔE^(*)达到最大值58.89,脱脂率达到最高值70.00%。颜色参数与脱脂率呈局部二次函数关系,相关系数最高为0.713。在以径向基函数为核函数的SVR模型中,预测含脂率和脱脂率的均方根误差分别为0.523和4.315,决定系数分别为0.847和0.823,该预测模型可应用于脱脂率检测的前期筛选。【结论】本研究成功构建了基于SVR的马尾松木材脱脂率预测模型。该模型在脱脂率检测的前期筛选中具有一定的应用价值,能够在一定程度上实现检测过程的快速、简便和无损化。本研究为马尾松木材脱脂率检测的效率提升和质量改进提供了一种新的方法。 展开更多
关键词 支持向量回归 机器学习 预测模型 脱脂 马尾松 颜色参数
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竹集成材-H型钢-竹集成材组合梁受弯性能
10
作者 冯玲 王晓晗 +1 位作者 陈伯望 尹文欣 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第9期206-217,共12页
【目的】为探究竹集成材-型钢组合梁中受拉区竹材厚度以及螺栓直径对组合梁受弯性能的影响,提出组合梁极限承载力的计算方法。【方法】共设计了6根螺栓连接的竹集成材-型钢组合梁(L_(1)~L_(6)),进行四点弯曲试验,研究组合梁的受弯破坏... 【目的】为探究竹集成材-型钢组合梁中受拉区竹材厚度以及螺栓直径对组合梁受弯性能的影响,提出组合梁极限承载力的计算方法。【方法】共设计了6根螺栓连接的竹集成材-型钢组合梁(L_(1)~L_(6)),进行四点弯曲试验,研究组合梁的受弯破坏形态、荷载-挠度曲线,以及交界面滑移和截面高度-应变曲线。【结果】受压区竹集成材-型钢组合梁延性较好,未出现材料破坏,而压区竹材-型钢-拉区竹材组合梁均出现了不同程度的竹材破坏;两种形式的组合梁的荷载-挠度曲线均可分为弹性阶段和塑性阶段,但竹-钢-竹组合梁更接近弹性状态;在受弯过程中,竹梁与钢梁各自符合平截面假定,但组合梁整体并不符合平截面假定,竹-钢界面存在明显滑移,组合梁的组合程度会随受拉区竹梁厚度增加而减弱,随螺栓直径的增加有一定程度的提高;受拉区竹材会明显增加受压区竹梁与钢梁交界面处的相对滑移,同时,随受拉区竹材厚度的增加,受拉区的相对滑移与受压区相对滑移越来越接近;螺栓直径由12 mm增大至14 mm,受弯承载力提高了8.9%;受拉区竹材厚度为20、40、60、80 mm,组合梁的极限承载力比受拉区未设置竹材的组合梁分别提升了33.3%、50.1%、70.9%、80.1%,但受拉区竹材厚度接近受压区时提升的幅度会有所降低;组合梁受弯极限承载力计算公式的理论值与试验值吻合较好。【结论】压区竹材-型钢-拉区竹材组合梁跟压区竹材-型钢组合梁相比,可显著提升组合梁的承载力和刚度;增大螺栓直径可改善界面约束,提高组合梁的组合度。研究成果为竹-钢组合结构的工程应用提供了设计参考与理论支撑。 展开更多
关键词 竹-钢-竹组合梁 四点弯曲试验 受弯承载力 竹材厚度 螺栓尺寸
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基于振动-声音信号综合异常指标判断木材劈裂状态的检测研究
11
作者 孙新 丁星尘 +1 位作者 闫杰 曲文 《林业机械与木工设备》 2025年第9期52-59,共8页
针对木窗铣削加工中木材出现异常状况,难以实时监测的问题,利用振动-音频综合异常指标(VSAI)的智能检测方法。以机床铣削木窗边框加工设备为研究对象,通过同步采集振动和音频信号,设计动态权重优化的特征融合策略,建立信号预处理、特征... 针对木窗铣削加工中木材出现异常状况,难以实时监测的问题,利用振动-音频综合异常指标(VSAI)的智能检测方法。以机床铣削木窗边框加工设备为研究对象,通过同步采集振动和音频信号,设计动态权重优化的特征融合策略,建立信号预处理、特征提取、动态权重调整和阈值判别的完整检测系统。采用移动平均滤波算法提升信号质量,振动和音频信号的信噪比分别提升5.8 dB和6.4 dB。利用VSAI指标,通过自适应调整振动强度、音频异常和相关性指标的权重系数(ω_(1)、ω_(2)、ω_(3)),实现了对木材加工异常状况的精准识别。实验结果表明:正常与异常工况下VSAI均值相差17.3%;相比固定权重方案,动态权重策略将检测准确率从91.6%提升至95.3%,F_(1)分数从0.912提升至0.948,平均响应时间缩短至0.20 s;系统可在劈裂发生前0.2 s发出预警,为工艺调整提供了充足时间。成功识别了加工异常演化的四个典型阶段,其中劈裂瞬态期VSAI跃升93.9%的特征为早期预警提供了可靠判据。在实际生产应用中,有效降低了木材加工废品率,具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 振动-音频综合异常指标(VSAI) 动态权重优化 木材劈裂检测
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微胶囊技术在木材工业领域的研究与应用
12
作者 吴智慧 常意娟 《林业工程学报》 北大核心 2025年第3期1-12,共12页
目前,木质家具因自身价值和广泛应用而颇受重视,提高木材附加值对于行业的可持续发展和企业的竞争力至关重要。微胶囊材料是一种结构为壳包芯的微容器,壁材具有韧性,可以容纳芯材,且芯材不与壁材反应。对于外界敏感或者易挥发物质进行包... 目前,木质家具因自身价值和广泛应用而颇受重视,提高木材附加值对于行业的可持续发展和企业的竞争力至关重要。微胶囊材料是一种结构为壳包芯的微容器,壁材具有韧性,可以容纳芯材,且芯材不与壁材反应。对于外界敏感或者易挥发物质进行包裹,可扩大物质比表面积,延长芯材使用时效并扩大功能范围。目前,微胶囊技术在木材中应用更加广泛,不同芯材的微胶囊发挥不同的功能,微胶囊通过浸渍、涂饰、热压胶合这3种方式应用于木材内部或者表面。在涂层中引入自修复微胶囊可解决木材表面漆膜开裂的问题,包裹抗菌物质的芯材可对木材起到防腐抗菌的作用,负载磁性微胶囊的木质材料可屏蔽电磁辐射,负载变色微胶囊的木材涂层可根据温度变化做出不同的颜色变换,负载相变材料的微胶囊可调节表面温度或者发挥储能功效形成储能木板,包覆阻燃剂的微胶囊可形成阻燃涂层或者阻燃木板。讨论了微胶囊的响应类型和芯壁材种类,概述并展望了微胶囊技术在木材自修复、相变储能、甲醛吸附、防霉抗菌等方面的功能及应用,并针对各种功能应用的不足提出了解决措施。具体建议为针对木质材料特性开发多功能复合微胶囊;延长微胶囊的时效性;实现微胶囊壁材的可控释放,让微胶囊更加智能化地调控木质材料。 展开更多
关键词 微胶囊 木质基材 自修复变色 相变储能 甲醛吸附 防霉抗菌
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刨花厚度与施胶定向的关系及组坯结构对定向刨花板性能的影响
13
作者 洪萍萍 朱烨 +3 位作者 周继鹏 徐业启 梅长彤 李万兆 《林业工程学报》 北大核心 2025年第6期51-56,共6页
通过比较2种刨花厚度的组坯结构和优化加工工艺制备性能优异的定向刨花板,旨在拓展其在建筑、包装等高值领域的应用。采用0.5和0.3 mm厚刨花为原料,通过调整表芯层刨花的组坯方式制备了4种定向刨花板,分别命名为定向刨花板A、B、C和D,... 通过比较2种刨花厚度的组坯结构和优化加工工艺制备性能优异的定向刨花板,旨在拓展其在建筑、包装等高值领域的应用。采用0.5和0.3 mm厚刨花为原料,通过调整表芯层刨花的组坯方式制备了4种定向刨花板,分别命名为定向刨花板A、B、C和D,其表芯层刨花厚度分别是0.5和0.3 mm、均为0.3 mm、均为0.5 mm、0.3和0.5 mm。制备过程中精确控制胶黏剂分布、刨花定向角度、板材剖面密度梯度(VDP),检测内结合强度(IB)、弹性模量(MOE)、静曲强度(MOR)等物理力学性能,优选出最佳组坯方式,并采用数字散斑(DIC)相关技术分析影响定向刨花板物理力学性能的原因。结果表明:①定向刨花板A的综合物理力学性能最优,24 h吸水厚度膨胀率为9.52%,板边握螺钉力达到1519.23 N;定向刨花板D的综合物理力学性能最差,IB为0.52 MPa,24 h吸水厚度膨胀率为11.82%,板边握螺钉力达到1750.68 N。②刨花厚度和组坯工艺对4类定向刨花板次向抗弯性能影响不大。③在载荷1000 N条件下,定向刨花板A的应变值最小,说明定向刨花板A的刚度更大;在最大载荷条件下,相较于定向刨花板D,定向刨花板A的应变更多集中在上下表层,这是其主向抗弯性能优异的重要原因。通过优化刨花厚度和组坯工艺等制备得到的定向刨花板性能可以满足GB/T 24311—2021《组合式包装箱用胶合板》、LY/T 3226—2020《集装箱底板用定向刨花板》等标准的要求,在建筑、包装和木地板等领域具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 定向刨花板 刨花厚度 施胶定向 组坯结构 应变分布
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高分子树脂共混制备木塑复合材料研究进展
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作者 胡建鹏 刘显铜 《世界林业研究》 北大核心 2025年第3期77-83,共7页
高分子树脂共混技术以其灵活的设计自由度和精准的性能调控能力突破传统材料性能瓶颈,已成为优化木塑复合材料性能的重要途径,对进一步拓宽产品应用领域具有重要意义。文中综述可生物降解树脂共混、非生物降解树脂共混及其复合共混体系... 高分子树脂共混技术以其灵活的设计自由度和精准的性能调控能力突破传统材料性能瓶颈,已成为优化木塑复合材料性能的重要途径,对进一步拓宽产品应用领域具有重要意义。文中综述可生物降解树脂共混、非生物降解树脂共混及其复合共混体系制备木塑复合材料的研究进展,重点探讨上述共混体系在木塑复合材料中的共混比例、多相界面性能和成型工艺的调控机制;针对现有研究在共混合成机制、复杂界面调控以及多功能集成等方面存在的问题,展望高分子树脂共混制备木塑复合材料的发展趋势,以期为高性能木塑复合材料的研发提供理论依据。 展开更多
关键词 高分子材料 可生物降解树脂 非生物降解树脂 共混体系 木塑复合材料
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铣削参数对毛竹切削力及维管束纤维提取质量的影响
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作者 胡晓军 田泽 +1 位作者 徐云杰 管珣 《浙江农林大学学报》 北大核心 2025年第3期622-630,共9页
【目的】探究采用铣削方式提取毛竹Phyllostachys edulis维管束纤维时切削力及提取质量的最优切削参数,为高效获取粗细、长度等一致性好的优质天然维管束纤维提供理论参考。【方法】以切削速度(Vc)、每齿进给量(fz)、切削深度(Ap)为变量... 【目的】探究采用铣削方式提取毛竹Phyllostachys edulis维管束纤维时切削力及提取质量的最优切削参数,为高效获取粗细、长度等一致性好的优质天然维管束纤维提供理论参考。【方法】以切削速度(Vc)、每齿进给量(fz)、切削深度(Ap)为变量,使用双刃直槽硬质合金木工雕刻刀,对竹板开展单向顺铣正交切削试验;运用极差和方差分析方法,交互验证切削参数对切削力的影响;利用多元非线性回归方法对试验数据进行分析,建立切削力经验公式;基于瞬态切削几何模型和单因素试验,探究切削三要素对维管束纤维提取质量的影响。【结果】切削过程中,刀具对工件产生X、Y向切削力,Z向切削力在0附近持续波动。切削深度对切削力影响极其显著。平行刀具进给方向主要受切削力作用,每齿进给量比切削速度对切削力的影响更显著;垂直刀具进给方向主要受挤压力作用,切削速度比每齿进给量对切削力的影响更显著。沿刀具进给方向切削力的非线性回归方程决定系数(R2)为0.956,可以较准确地预测切削力大小;垂直刀具进给方向切削力的非线性回归方程决定系数为0.697,但其预测值与理论值之间误差为±5 N,可以反映该方向切削力的总体变化趋势。采用铣削方式获得的平均纤维长度与目标长度误差为±0.1 mm,在切削参数范围内,当切削参数为:Vc=188.5 m·min^(-1),A_(p)=12 mm,f_(z)=0.2 mm时,得到较大直径和较大纵横比的维管束纤维。【结论】切削深度是影响切削力大小的最主要因素。平行刀具进给方向,每齿进给量比切削速度对切削力的影响大;垂直刀具进给方向,切削速度比每齿进给量对切削力的影响大。切削力非线性回归模型可以较.准确计算各方向的切削力和总体变化趋势;采用的铣削方式可准确控制维管束纤维的目标长度,采用较高切削速度、较大切削深度和较小每齿进给量有助于获得较大长径比和直径的维管束纤维。 展开更多
关键词 维管束纤维 铣削参数 切削力 纤维形态
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木质素衍生碳基染料敏化太阳能电池的制备及其光伏性能 被引量：1
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作者 柴化云 程文杰 +2 位作者 柴亚玲 万才超 吴义强 《林业工程学报》 北大核心 2025年第1期33-40,共8页
染料敏化太阳能电池(DSSCs)的对电极一般采用贵金属铂(Pt),但Pt在碘系电解液中易被腐蚀,导致DSSCs成本较高且稳定性不足,难以规模化生产。以可再生木质素为碳源制备高性能电催化剂作为Pt对电极的廉价替代品无疑是一种理想策略。以木质... 染料敏化太阳能电池(DSSCs)的对电极一般采用贵金属铂(Pt),但Pt在碘系电解液中易被腐蚀,导致DSSCs成本较高且稳定性不足,难以规模化生产。以可再生木质素为碳源制备高性能电催化剂作为Pt对电极的廉价替代品无疑是一种理想策略。以木质素为碳源、KOH为活化剂,通过一步热解法合成了多级多孔碳,并应用于DSSCs。通过扫描电镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪及全自动比表面积分析仪等方法研究了多孔碳的结构特征及孔隙特性,利用电化学工作站、太阳光模拟器、万用电表等设备评估了该衍生碳作为DSSCs对电极材料催化I-3还原的能力。结果表明,木质素衍生多孔碳材料具有优异的催化活性,比表面积高达530.54 m^(2)/g,总孔容为0.64 cm^(3)/g,且同时具有微孔、中孔和大孔。其器件短路电流密度、开路电压及光电转换效率分别达到了15.88 mA/cm^(2)、710 mV和7.27%,远高于活化前,甚至超过了Pt基电池,展现了其在DSSCs领域的应用潜力。综上所述,通过简单的共热解方法,KOH和木质素成功合成了多级多孔碳材料,其高比表面积和丰富的孔隙可实现电荷的快速转移,从而显著提升了电化学性能。因此,该多孔碳作为DSSCs对电极时,能显著提高器件的各个参数,并获得高于Pt基DSSCs的转换效率,表明木质素衍生碳具有作为Pt对电极廉价替代品的潜力。 展开更多
关键词 木质素 多级多孔碳 染料敏化太阳能电池 对电极 电化学性能
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三聚氰胺改性对木质素酚醛树脂胶合性能的影响 被引量：3
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作者 沈隽 何先楠 +1 位作者 王国霖 陈宇 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期194-201,共8页
【目的】通过三聚氰胺对木质素酚醛树脂(LPF)改性,提高LPF的胶合性能,降低固化温度,为人造板的绿色生产和节能降耗提供新思路。【方法】对比三聚氰胺与(苯酚+木质素)、三聚氰胺/(苯酚+木质素)与甲醛不同摩尔比对三聚氰胺改性木质素酚醛... 【目的】通过三聚氰胺对木质素酚醛树脂(LPF)改性,提高LPF的胶合性能,降低固化温度,为人造板的绿色生产和节能降耗提供新思路。【方法】对比三聚氰胺与(苯酚+木质素)、三聚氰胺/(苯酚+木质素)与甲醛不同摩尔比对三聚氰胺改性木质素酚醛树脂(MLPF)的性能影响,得到MLPF的最佳合成条件。并与相同酚醛比和木质素取代率的酚醛树脂(PF)和LPF进行性能对比,利用FTIR和DSC对PF、LPF和MLPF的结构和固化温度进行比较分析。【结果】当三聚氰胺与(苯酚+木质素)的摩尔比为4∶6、三聚氰胺/(苯酚+木质素)与甲醛的摩尔比为1∶2时,MLPF的凝胶时间最短,为318.62 s,所压制的MLPF胶合板干、湿胶合强度为2.04和1.43 MPa,甲醛释放量为0.088 mg/m^(3),且与PF和LPF胶合板相比MLPF的胶合强度更高,满足GB/T14732—2017和GB/T 9846—2015国家标准性能要求。FTIR结果显示,相较于PF和LPF,MLPF在3 327 cm^(-1)和3 214 cm^(-1)处拥有属于-OH和-N-H的双峰,在1 079 cm^(-1)和1 036 cm^(-1)处出现的N-C-N特征峰以及在809 cm^(-1)处属于三嗪环面外震动的吸收峰,都证明了三聚氰胺经过羟甲基化并参与到MLPF的合成中。DSC结果显示,经过三聚氰胺改性后的MLPF放热峰值温度出现在140℃,其固化温度相较于LPF和PF分别降低了17.16%和22.22%。【结论】三聚氰胺的加入使得MLPF的凝胶时间更短,固化温度更低,MLPF胶合板的性能相较于LPF无论是胶合强度还是耐水性均有明显提升。 展开更多
关键词 三聚氰胺 木质素酚醛树脂 胶合强度 凝胶时间 固化温度
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天然生物质材料改性酚醛泡沫的研究进展
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作者 黄海兵 郝硕 +3 位作者 王伟宏 韩阳洋 吕蕾 王春明 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期64-70,共7页
酚醛泡沫(PF泡沫)是研究最早、应用最广泛的热固性硬质泡沫材料之一,具有热稳定性、阻燃性、低发烟量和抗老化等多种优异特性,在航空航天、交通运输和建筑保温领域获得广泛应用。然而由石油基衍生物制备得到的传统酚醛泡沫具有脆性较大... 酚醛泡沫(PF泡沫)是研究最早、应用最广泛的热固性硬质泡沫材料之一,具有热稳定性、阻燃性、低发烟量和抗老化等多种优异特性,在航空航天、交通运输和建筑保温领域获得广泛应用。然而由石油基衍生物制备得到的传统酚醛泡沫具有脆性较大、不可再生等问题,导致其环境效益差的短板较为突出。采用化学或物理的手段,向酚醛泡沫中引入来源广泛、产量丰富、绿色可再生的天然生物质材料是改善其脆性和减少不可再生材料用量的有效途径。简要概述了酚醛泡沫的改性机制,研究了生物质材料改性酚醛泡沫的最新进展,最后展望了生物质改性酚醛泡沫的潜在发展方向。 展开更多
关键词 生物质材料 酚醛泡沫 泡沫改性 改性机理 研究进展
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石墨掺杂刨花板低碳制备工艺及性能
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作者 王军锋 李玉权 +2 位作者 龙克莹 王冠昌 汤正捷 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期52-59,共8页
木材等植物原料具有较低的导热性能,在刨花板热压过程中,热传递效率较低,不利于实现“双碳”目标。引入石墨这种导热性能优异的材料,并探讨了石墨添加量(1%,3%,5%)、石墨粒径(45,11,6.5μm)配比(1∶1∶1,0.5∶1∶1.5,1.5∶1∶0.5)以及... 木材等植物原料具有较低的导热性能,在刨花板热压过程中,热传递效率较低,不利于实现“双碳”目标。引入石墨这种导热性能优异的材料,并探讨了石墨添加量(1%,3%,5%)、石墨粒径(45,11,6.5μm)配比(1∶1∶1,0.5∶1∶1.5,1.5∶1∶0.5)以及热压温度(150,170,190℃)对刨花板物理力学性能和剖面密度分布的影响,探究了热压时板坯内部温度和蒸汽压力的变化。结果表明,刨花板的静曲强度、弹性模量、内结合强度和板面握钉力受石墨添加量的影响较大,而24 h吸水厚度膨胀率主要受石墨粒径配比影响。随着石墨添加量(1%~5%)的增加,刨花板的内结合强度、弹性模量、静曲强度、24 h吸水厚度膨胀率和板面握钉力呈下降趋势。当石墨粒径配比为1∶1∶1时,刨花板的吸水厚度膨胀率最小。提高热压温度可促进刨花板性能的提升,在固定石墨粒径配比(1∶1∶1)和添加量(1%)的条件下,不同热压温度下石墨的引入均能提升热压过程中板坯内部的温度和蒸汽压力,尤其是在较低热压温度下,石墨的影响更为显著。同时,石墨还可以提高刨花板的导热系数,进一步优化了热压效率。经综合考量,较佳的石墨添加工艺为石墨添加量1%、石墨粒径配比1∶1∶1和热压温度150℃。 展开更多
关键词 石墨 刨花板 低碳制造 导热 热压工艺
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“双碳”目标驱动下的家具工业低碳转型与智能制造模式 被引量：9
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作者 戴向东 詹秀丽 +4 位作者 吴义强 尹志远 陶涛 黄艳丽 吕宙 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1-16,共16页
在聚焦我国进一步实施“双碳”目标和新一代信息技术快速迭代发展的背景下,深入分析了以智能技术为制造业转型升级中我国家具工业在向低碳和智能制造模式低碳转型过程中的潜在发展路径。首先,探讨了我国制造业在“双碳”政策指引下的低... 在聚焦我国进一步实施“双碳”目标和新一代信息技术快速迭代发展的背景下,深入分析了以智能技术为制造业转型升级中我国家具工业在向低碳和智能制造模式低碳转型过程中的潜在发展路径。首先,探讨了我国制造业在“双碳”政策指引下的低碳转型动因及其发展方向,“双碳”目标的“倒逼”机制驱动了家具工业向“智能化、绿色化、高端化”发展,这一转型与“双碳”目标的实现形成了良性循环。其次,研究了家具工业中的数字化技术减碳应用的现状,分析了物联网、大数据、5G、AI等新一代信息技术在提升能源、资源和环境管理,在深化家具生产制造过程的数字化应用中的作用,并由此提出新兴制造模式与家具行业的绿色发展方向。接着提出应制定不同规模家具企业的“三化”融合发展机制,深化家具产品的数字化应用,加快推动家具制造过程的关键工艺、装备的智能感知和管控系统构建,构建覆盖家具产品全生命周期的数字孪生(制造)系统,以实现以数据为驱动提升家具行业绿色设计创新、绿色智造和运维服务水平,提高家具制造绿色转型发展的效率和减碳效益。最后,强调了建立健全涵盖家具全生命周期的绿色低碳数据平台和评价体系,构建智能制造时代下家具全生命周期减碳减排的体系研究,深入挖掘能有效评价家具工业绿色低碳化的基础数据和工业大数据资源,建立面向行业的数据共享机制,推动数据汇聚、共享和应用,完善家具工业的碳足迹追踪系统的重要性。总的来说,为理解和评价我国在实现“双碳”目标过程中,如何利用智能技术推动家具工业的低碳转型提供了全面的视角。 展开更多
关键词 家具 “双碳”目标 低碳 智能制造
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