1。2。1 植物模板及原材料选取
木质陶瓷化过程中的原材料主要来自于工业生产或是日常生活的一些废弃木料,最开始实验人员主要选取一些热固性树脂木材加工工程的破碎木屑制成的中密度纤维板(MDF)作为原材料制备生态陶瓷,但随着研究的深入化,植物模板及原材料的取材变得更为广泛,包含生产生活的各类材料,如废弃的甘蔗枝、秸秆、树叶或者废纸、稻壳都会被用来做原材料制备木质陶瓷[4]。还有学者采用鸡粪和酚醛树脂在800度左右碳化制备出鸡粪基的遗态材料,并利用x射线衍射技术对其显微结构进行了表征分析。由于这些材料取材广泛,又比较易得,最关键的是不污染环境,某种程度上也符合了当今材料科学研究中保护环境,资源可再生,环境友好型材料的研究发展战略。这类材料的选择能最大限度地使得废料再生,实现节约资源的目标,具有十分重要的现实意义[5]。由于不同树种的木材结构各不相同,为了保证木材的内部及整体结构不被破坏,所以研究者们[6,7]也对块状木质材料进行了木质陶瓷化研究。
1。2。2 浸渍熔融物种类的选取论文网
起初日本学者采用热固性树脂作为浸渍物对中密度纤维板浸渍从而进行木质陶瓷化,烧结碳化后的木质纤维和树脂均发生转化,产生了固化增强,制成的木质陶瓷具有了不少碳素材料的比如质轻、耐磨、耐热以及导电等的优良的性能特点。之后,日本研究人员[8]也考虑到了木质陶瓷的循环再利用方面的一些因素,于是采用了一种液化木材作为浸渍物,以期充分利用木材中木焦油等组分达到环保的效果。同时为了提高浸渍熔融体在密度板等原材料中的浸渍率,从而达到提高木质陶瓷的强度和力学性能的效果,日本研究人员[9]还采用了高压超声浸渍法。这种方法在将木屑与树脂混合后,再利用热压法制成板材进行陶瓷化烧结,显著地提高了材料的力学性能。美国的航空航天管利局的一家研究中心和爱伦堡大学则采用熔融无机硅作为浸渍体,用干燥木材或木屑作为原材料在高温条件下渗入熔融无机硅,最终制成耐高温的碳化硅质陶瓷材料,使得再生材料兼具耐高温和木材本身的结构性能。在我国,武汉工业大学的学者们[8]采用TEOS作为陶瓷前驱体浸渍剂的主要成分。
1。2。3 制备工艺的选择
基于需要达到不同的性能要求以及原材料和浸渍熔融体的选取不同这些原因,木材陶瓷化的制备工艺也不尽相同[10,11],但目前常用到的工艺路线主要有三种:(1) 原料碎化→制备中密度纤维板→浸渍酚醛树脂→干燥→焙烧(300~3000 ℃);(2)木材→干燥→热解→渗硅(1400~1600 ℃) →Si/ SiC 复合陶瓷;(3) 木材→在含硅和铝化合物的溶液中浸泡→硫化(45 ℃) →热处理→(Si - ,Al - ) 木质陶瓷。它们的共同点在于提高木质陶瓷的物理化学等性能特点以及设计出合理的多孔结构等。
1。2。4 生态陶瓷的性能特点
生态陶瓷由于其采用木材的的天然木质材料作为制造原材料,制成的生态陶瓷在结构上或多或少保持了其原本的结构特点,而由于木质材料纤维素的特定取向,在生态陶瓷上表现出力学的各向异性[12,13]。此外树脂的浸渍率与力学性质的提高成正比。生态陶瓷优良的摩擦性能[14]决定了它可用作摩擦轴承、轮胎防滑钉等,其多孔性可以为不同润滑剂的浸入提供便利。生态陶瓷还具有导电性,一定条件下具有较低的电磁反射率[15],能够抑制电波的穿透,故可以用作电磁屏蔽材料。此外生态陶瓷材料在热、电学领域也具有优异的性能。 生物态隔热陶瓷纤维的研究(3):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_149348.html