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微米木纤维形成MFB的理论与实验研究

战丽  
【摘要】:本文在总结国内外传统法木纤维加工的基础上提出了木纤维数学描述理论,进行了单个木纤维细胞的数学描述,总结了现在木纤维强度低的微观原因,完成了微米长薄片木纤维高强度人造板(MFB)的实验室研究,创立了该板种的形成方法学,所提出的MFB形成理论体系和加工方式,是利用木材微纳米技术在人造板加工业中开创出的一片新研究领域,提出了微米纤维细胞劈裂的条件。指出微米木纤维加工方法的优势、微米木纤维构成的方法、微米切削减小功耗的原因。制订微米切削方向的合理选择原则,找出微米长纤维形成的的关键问题,研究了制取微米长纤维的工艺。 本文提出了MFB的研究意义,形成MFB的微观理论基础和构成的基本思想,进行了MFB强度的理论预测,模拟了微米重组高强度纤维板纤维细胞剖分位置,对木纤维视频描述方法的理论基础进行了研究。对细胞尺寸进行了几何变换和投影变换,提出了MFB的开发意义及应用前景,提出了未来生产线的工艺流程,备料工段、干燥工段、喷胶工段、铺装工段、热压工段的工艺制订及设备选型的原则。 论文对MFB主要技术经济指标和预期市场前景及效益进行了分析,指出高强度人造板可以在结构材中发挥的作用,分析我国MFB工业化的前景和市场趋势,我国MFB的工业化发展方向以及MFB生产线的主要经济指标分析与市场预期。论文提出了MFB工业化实验工艺设计基本参数,核算了工业化实验的年产量,制定了工业化实验的工艺流程,对设备之间的平衡进行了计算。本文对微米木纤维及MFB进行了实验研究,制造了微米木纤维加工试验台,对试验台的构成与功能、进给机构、加工实验刀具设计进行了定性分析。对微米木纤维加工方向的确定进行了实验验证。对MFB实验室的实验工艺、试验目的、实验材料和试验设备的标定进行了讨论。对MFB的实验工艺路线和单因子实验参数以及重复实验的有关参数进行了讨论。给出了理想的试验热压曲线,分析了实验过程应该注意的问题,验证了机械法制微米级木纤维得率最高、污染最小和用水量最少的优点,从细胞劈裂水平上提出了新的形成微米木纤维的科学方法。 本文在建立木纤维细胞结构数学模型的基础上,进行了木材纤维细胞结构劈裂描述方法的研究,建立了微米木纤维细胞劈裂的最小切削厚度判定原则,MFB的实验研究获得了弹性模量达到5171MPa以上的高强度试件。 本文以国家自然科学基金项目“超高强度微米木纤维板细胞结构变异与形成机理”为课题来源,并得到了它的资助。


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