杨木颗粒的形状和粒度对氧化铋-杨木复合材料性能的影响OA

【目的】解决由木质原料颗粒制得的板材的力学性能不足的问题,实现低质材料的高附加值利用和材料性能的可控优化。【方法】首先以氧化铋和速生杨木颗粒为原料,在氧化铋的质量分数为10%、不使用任何黏合剂的前提条件下,选取粒度分别小于等于180、425µm的粉末状、纤维状杨木颗粒,按照质量比分别为1:0、3:1、1:1、1:3、0:1进行混合,采用温压成形工艺制备5种氧化铋-杨木复合材料试样;然后测试试样的静曲强度、弹性模量、压力-位移曲线、蠕变曲线、表面粗糙度以及试样断口微观形貌,评估试样的吸水率和吸水厚度膨胀率;最后分析不同粒度和粒度配比的杨木颗粒对氧化铋-杨木复合材料试样的力学性能、断裂特征和吸水性能的影响。【结果】随着纤维状杨木颗粒占比的增大,氧化铋-杨木复合材料试样的密度逐渐减小,静曲强度和弹性模量先增大后减小,表面粗糙度、24 h吸水率和24 h吸水厚度膨胀率逐渐增大,试样的断裂机制由脆性断裂逐渐趋向于韧性断裂;当粉末状与纤维状杨木颗粒的质量比为1:3时,试样的静曲强度可达到最大值75 MPa;当粉末状与纤维状杨木颗粒的质量比为3:1时,弹性模量可达最大值7 433 MPa;当粉末状与纤维状杨木颗粒的质量比为1:1时,试样的稳态蠕变应力可达最大值2.66 MPa,总应变可达最小值0.058,试样进入稳态蠕变阶段最慢,表现出较好的结构稳定性和安全性。【结论】粉末状、纤维状杨木颗粒按照合适的质量比进行配置可产生协同效应,使得氧化铋-杨木复合材料的综合性能最优。