木质材料陶瓷化的研究进展

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木质材料陶瓷化的研究进展。

孙炳合，张荻，范同祥，谢贤清

（上海变通大学金属基复合材料国家重点实验室ｔ上海２０００３０）

摘要：介绍了未质材料陶瓷化在国内外的研究进展状况一计对木质材料陶瓷犯方法在原材料选取．熔融浸溃体种类烈度不同制备工艺路线等方面做丁详钿论述，井分析了姑构功能一体化材料——未质陶瓷的应用性能厦影响因素，曩后总蛄了木质材料陶瓷化存在的不足厦发展方向．

关键词：术质材料陶瓷化；制鲁；性能

中胴分类号：ＴＱｌ７４．１文献标识码：Ａ

文章编号：１００１—９７３ｌ（２００３１０ｌ一００２０—０３

ｌ引言

随薯社会的进步，经济生活水平的提高ｔ关于地球环境问题的呼声越来越高涨．人们已将如何处理及有效循环利用工业生产、生活等领域的废弃物，节省资源，节约能源，控制排污等问题作为环境保护的重要措施而备受重视．

在过去的材料开发中，人们主要追求材料的性能．而未顾及在材料的制造和使用过程中所造成的环境负荷．也未考虑到使用后的再生循环利用。现在，随着人们环境意识的提高．科学技术进步的成果应优先向着减轻地球环境负担的方向发展，将材料的先进性、舒适性及环境协调性有效地结合起来．制造新型鳆，舛＝境材料ｎ］．木质材料内瓷化就是由此而发展起来的。它最初是由日率青森工艺实验场的冈部敏弘博士等人伽采用木质废弃物（如废纸、术屑等）开发出来的．日本研究者称之为。木质陶瓷（ｗｏ。ｄｃｅｒａｍｉｃｓ）”。同时。美国学者【１］也不甘落后．在这方面也进行丁类似的研究工作，并称其为“生态陶瓷（ｅｃ。－ｃｅｒａｍｉｃｓ）”。由于该种材料具有良好的应用性能［１］（如高比强度、导电性、导热性、耐磨性和多孔性等），是一种结构功能一体化材料，而倍受国内外研究者关注．本文针对木质材料陶瓷化的研究现状，应用及发展趋势做丁详细论述。

２木质材料陶瓷化的制备研究

自本质材料陶瓷化发明眦来，国内外学者一直在不断探索研究。他们在原材料选取、浸渍熔融体种类以及其它制备工艺等方面做了大量的研究工作，以期待改善它的各项性能（如力学性能和电学性能等），满足应用的需要．下面主要介绍一下这方面的研究进展情况。

２．１原材科的选取

木质材料甫瓷化过程中，原材料取自工业生产和生活等领域的术质废料（主要成份为纤维素、半纤维紊和术质素等）．研究者０３最初多采用术材加工工程中的碎末屑制成的中密度纤维板（ＭＤＦ）作为原材料进行木质材料陶瓷化，随着研究的深人．取材也变得广泛，如废报纸、竹类、甘渣和果渣以及稻壳等废弃术质材料哪，这决定了术质材料陶瓷化的生产成本非常低廉，也正适应了当今材料科学研究中有效开发废弃物料的再生利用，保护环境，节省资源的研究发展战略。另外，基于不同树种的木材具有不同内部结构（如图ｌ（ａ）、（ｂ）所示）的原因，为了保持术材原有整体结构不被破坏，国内外研究者口棚也有采用块状木材进行木材陶瓷化研究。研究结果发现．制成术质陶瓷的力学各向异性相比原有木材有明显改善，分析原因可知与树脂炭化后对术材各个方向的增强效果不同有关．上海交通大学的研究者则利用不同木材本身结构之间的差异，对各种原材料进行结构等方面的分类研究，采用术质材料廊费化制备工艺，设计制备一种环保型生态陶瓷材料．利用材料本身良好的机械性能、多孔性，以及陶瓷的耐高温、耐腐蚀特点，具有木质细胞结构的冉瓷和陶瓷复合材料台成有可能在生物过滤工艺、医学移植体、催化荆载体结构以及高温轻型结构等领域获得广泛应用”叫”．

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Ｔｒａ∞ｖｅｒｓｅｓｅｃｔｉｏｎｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗ００ｄ８

２．２浸渍熔融袖的选取

日本研究者０１刚开始时采用热同性树脂（如酚醛树脂、呋哺树脂等）最渍ＭＤＦ进行术材陶瓷化．烧结炭化后．木质材料转化为无定形碳．酚醛树脂转化为玻璃碳．起周化增强作用。这样木质陶瓷就具有了许多碳素材料的性能特点．如：质轻、耐热、耐磨和导电等。

在以后的研究中，为了得到更好性船特点与结构的术质陶瓷材料。研究者又采用了多种不同的摄渍熔融物，如正硅酸乙酯（ＴＥＯｓ）、无机熔融硅、液化术材、盆属等物质．武汉工业大学的研究者”１采用ＴＥＯＳ作为陶瓷前驱体没渍荆的主要成分．加压（ｏ．２～１．０ＭＰａ）注入软质木材试样中，经热处理制得木材陶瓷材料．它实现了二氧化硅填充内部孔踩．增加制品密度的效果ｆ二氧化硅与纤维素之间的健合交联或包裹．达到了提高木质

?基金珂目：国家教育部跨世纪优秀人才培井计划、教育部高等学校博士点基金资助项目（２００００２４８２３）ｌ教育部高等学校骨干教师资助计射基金、教育部留学归国＾才科研启动基金、上海市科学技术发晨基金资助项目（ｏＯｘＤｌｌ０１７）

收穰日期：２００２?ｏｌ一２４通讯作誊：孙炳合

作者简介：孙炳台（１９７４一）?舅，山东末营人，博士研究生，主要从事生杰一瓷材料的研究．

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