中文名 | 高性能竹基纖維復(fù)合材料制造關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用 | 完成人 | 于文吉等 |
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獲獎(jiǎng)情況 | 國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng) | 依托單位 | 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所等 |
2015年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
主要完成人:于文吉,李延軍,余養(yǎng)倫,祝榮先,劉紅征,張亞慧,任丁華,許 斌,蘇志英,寧其斌
主要完成單位:中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所,南京林業(yè)大學(xué),安徽宏宇竹木制品有限公司,浙江大莊實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司,青島國(guó)森機(jī)械有限公司,太爾膠粘劑(廣東)有限公司
復(fù)合材料,是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料,通過(guò)物理或化學(xué)的方法,在宏觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短,產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。復(fù)合...
普通碳-石墨制品的脆性,是碳素材料的最大弱點(diǎn)。多年來(lái)人們?yōu)樘岣咛妓刂破返目蓳闲院蜋C(jī)械強(qiáng)度,進(jìn)行了廣泛深入的研究。從20世紀(jì)60年代初期開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的碳纖維及其復(fù)合材料,由于具有很高的比強(qiáng)度、比剛度等優(yōu)...
碳纖維的主要用途是與樹(shù)脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合,制成結(jié)構(gòu)材料。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料,其比強(qiáng)度、比模量綜合指標(biāo),在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)材料中是最高的。在密度、剛度、重量、疲勞特性等有嚴(yán)格要求的領(lǐng)域,在要求高溫...
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評(píng)分: 4.4
以酚醛樹(shù)脂為膠黏劑,以毛竹和慈竹為原料,在不去竹青和竹黃的條件下,采用點(diǎn)裂和線裂纖維分離技術(shù),將半圓竹筒疏解形成由竹纖維束交織而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)纖維化竹單板后,用冷壓熱固化法制造本色和炭化色竹基纖維復(fù)合材料,再加工成地板,并與重組竹進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明:竹基纖維復(fù)合材料性能高于重組竹;慈竹竹基纖維復(fù)合材料的性能優(yōu)于毛竹;炭化處理對(duì)耐水性和剛度具有改善作用,對(duì)膠合強(qiáng)度和靜曲強(qiáng)度具有不利影響;用竹基纖維復(fù)合制造的室內(nèi)地板各項(xiàng)理化性能均達(dá)到或超過(guò)了《重組竹地板》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能指標(biāo)要求。
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評(píng)分: 4.4
對(duì)梁山慈竹纖維化單板形態(tài)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:節(jié)間竹青面和竹黃面、節(jié)部竹青面和竹黃面的平均裂隙角度為60°~70°;節(jié)間52%的竹青、節(jié)部75%的竹青發(fā)生脫落;節(jié)間竹束平均斷面面積1.97mm2,包含4.61個(gè)維管束。節(jié)部竹束平均斷面積1.83mm2,包含4.07個(gè)維管束。通過(guò)碾壓疏解,對(duì)原竹進(jìn)行可控分離,使復(fù)合材料制備達(dá)到廣譜可設(shè)計(jì)性。
高性能竹基纖維復(fù)合材料(竹鋼)是以我國(guó)南方地區(qū)大量生長(zhǎng)的竹材資源為原料,通過(guò)纖維化竹束簾制備技術(shù)、酚醛樹(shù)脂均勻?qū)爰夹g(shù)、連續(xù)式網(wǎng)帶干燥技術(shù)、大幅面板坯鋪裝技術(shù)、成型固化技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)集成,實(shí)現(xiàn)竹基纖維復(fù)合材料的高性能和可調(diào)控,最終制造成高性能多用途竹基纖維復(fù)合材料。該產(chǎn)品技術(shù)節(jié)省了傳統(tǒng)的剖蔑工序,是我國(guó)在竹材加工應(yīng)用領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破,屬于竹材工業(yè)化利用的第五代技術(shù),竹材的利用率從目前的20%~50%,可以提高到95%以上。產(chǎn)品的力學(xué)性能指標(biāo),如抗彎強(qiáng)度可以達(dá)到350MPa以上,抗拉強(qiáng)度達(dá)360MPa以上,抗壓強(qiáng)度達(dá)到140MPa以上,彈性模量達(dá)到30GPa以上。
中文名稱:高性能竹基纖維復(fù)合材料(竹鋼)
英文名稱:wooden bamboo
我國(guó)結(jié)構(gòu)用木質(zhì)材料相對(duì)缺乏,因此用竹材部分替代木材制造結(jié)構(gòu)用集成材則顯得非常必要。高性能竹基纖維復(fù)合材料是一種新型復(fù)合材料,相比于建筑結(jié)構(gòu)用木材的力學(xué)性能受其缺陷(包含木節(jié)、斜紋、裂紋、生長(zhǎng)環(huán)境等)等因素的影響,其力學(xué)性能具有良好的穩(wěn)定性,且強(qiáng)度力學(xué)性能也遠(yuǎn)高于木材。通過(guò)高性能竹基纖維復(fù)合材料在建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的應(yīng)用,部分代替結(jié)構(gòu)用木材在木結(jié)構(gòu)、鋼-木混合結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用,逐漸實(shí)現(xiàn)木質(zhì)材料資源的自主化,推動(dòng)我國(guó)新型、綠色建筑的進(jìn)一步發(fā)展。
高性能竹基纖維復(fù)合材料是一種新型的人造板材。它對(duì)竹材的高效利用、環(huán)保及低碳高品質(zhì)的特性深受?chē)?guó)內(nèi)外客戶的期待。目前,國(guó)內(nèi)高性能竹基纖維復(fù)合材料的生產(chǎn)和使用還處于起步階段,但已經(jīng)有一些投資商看好這一行業(yè)并計(jì)劃投資進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn),馬德里機(jī)場(chǎng)天花內(nèi)飾對(duì)竹材的全面應(yīng)用,以及上海世博會(huì)有9 大竹材概念的場(chǎng)館,無(wú)不體現(xiàn)出了全球?qū)Φ吞辑h(huán)保的逐步重視, 和作為低碳環(huán)保、可再生資源的優(yōu)秀代表竹材產(chǎn)業(yè)已闊步全世界人民的現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中。由于高性能竹基纖維復(fù)合材料的高強(qiáng)度、耐候性能、良好地可加工性及表面良好地附著性,使高性能竹基纖維復(fù)合材料(竹鋼)被廣泛應(yīng)用于地板、門(mén)窗、橋梁、花架、棧道等。成為當(dāng)下最優(yōu)秀的室內(nèi)外裝飾材料之一。
高性能竹基纖維復(fù)合材料(竹鋼)自身優(yōu)越的高強(qiáng)度、阻燃、耐候、絕緣、經(jīng)濟(jì)、可降解的性能,通過(guò)與玻纖的再?gòu)?fù)合,可以 在風(fēng)電領(lǐng)域一展身手。目前,風(fēng)電葉片所使用的主要材料為玻璃纖維復(fù)合材料和木質(zhì)單板層積材。風(fēng)力發(fā)電葉片占風(fēng)力發(fā)電整個(gè)裝置成本的20%左右,其成本在一定程度上影響和決定著整個(gè)風(fēng)電設(shè)備的成本。因此,材料的選擇,制備工藝優(yōu)化對(duì)于降低成本,提高性價(jià)比具有十分重要的作用。使用高性能竹基纖維復(fù)合材料作為葉片,加上合理的翼形設(shè)計(jì),40米長(zhǎng)的葉片完全可以避免使用碳纖維,從而降低原材料的成本。另外,竹材這種生物質(zhì)材料在生長(zhǎng)過(guò)程中吸收了的二氧化碳要遠(yuǎn)高于制造過(guò)程中帶來(lái)的碳排放,可以形成負(fù)碳排放的產(chǎn)業(yè)鏈,同時(shí),其產(chǎn)品易于降解,便于回收,提高了環(huán)保因素
高性能竹基纖維復(fù)合材料(竹鋼)的紋理自然、質(zhì)密而堅(jiān)硬、外觀清新高雅、零甲醛釋放,使用時(shí)無(wú)需特殊護(hù)理和保養(yǎng),有效吸收二氧化碳及空氣中大量有害物質(zhì)。已經(jīng)成為家具建材的新寵。