木材陶瓷研究现状及应用前景

木材陶瓷是一种典型的“环境材料”,具有原料可再生、低污染、低能耗等优点,以及多孔、导电、自润滑等特性.详细列举了木材陶瓷的应用实例,重点总结了与木材陶瓷相关的复合材料及其性能,并针对木材陶瓷现存的问题,指出了其未来的发展方向.     

木材陶瓷研究进展

回顾了一类新型环境材料—木材陶瓷的研究进展。木材陶瓷具有电磁屏蔽、温度-湿度传感和耐磨擦性能等优异性能,以及特殊的结构特征,使其在功能陶瓷方面具有美好的应用前景。介绍了碳木材陶瓷和SiC木材陶瓷的制备方法、结构和各种性能,以及制备机理。以制备β-SiC为例,详细介绍了Si在碳模板中的渗入和反应机理,并提供了相应的渗入-反应模型。对其他碳化物和氧化物木材陶瓷的研究进行了简要介绍。最后,探讨了木材陶瓷目前存在的问题与相应对策,并对其发展前景进行了展望。     

木材陶瓷的研究现状与应用前景

木材陶瓷是一种以木材或其他木质材料为原料,经树脂浸渍、高温碳化而形成的一种新型多孔炭素材料.因其较高的强度以及电、磁和摩擦等方面的独特处,使它成为兼具结构和功能的双重材料,同时由于木材的可再生性和良好的环境协调性又使它成为一种环境材料.本文介绍木材陶瓷的发展、性能与制备工艺,综述了木材陶瓷的研究现状及存在的问题,对其应用和发展前景进行了展望.     

新型材料——木材陶瓷的发展及应用

本文介绍了木材陶瓷的国内外发展、制备工艺与性能,简述了木材陶瓷的研究现状,对其应用和发展前景进行了展望。     

原位反应烧结法制备SiC多孔木材陶瓷

以香杉木粉、硅粉和环氧树脂为原料,先低温制成木材陶瓷,然后利用高温原位反应烧结工艺制成了具有原木微观结构的SiC多孔木材陶瓷。TGA研究了木粉和环氧树脂的热分解行为,用XRD和SEM研究SiC多孔木材陶瓷的物相组成和微观结构,用阿基米德法测定SiC多孔木材陶瓷的显气孔率,系统研究了烧结温度和成分配比对SiC多孔木材陶瓷的摩擦学性能的影响。结果显示：SiC多孔木材陶瓷具有类似于原始木材的微观管胞结构;显气孔率随着烧结温度的升高而降低,但随着Si含量的升高而升高;在1600℃下制备的SiC多孔木材陶瓷具有良好的摩擦学性能,后期析出的碳颗粒可以有效降低磨损量。     

木材的非传统应用--热塑性木材、木材-塑料与木材陶瓷

木材经过化学改性可制备成易于加工且可生物降解的热塑性木材;也可与树脂或塑料进行复合得到木材-塑料(木塑复合材料);或者将其浸渍入树脂再进行炭化得到木材陶瓷.热塑性木材、木材-塑料与木材陶瓷具有良好的环境协调性和功能性,打破木材只能作为块状材料的传统使用,开辟了木材应用的新途径.     

用木材制备生物结构陶瓷

木材经千百万年自然界的演化，形成了独特的生物学结构，多层次、纤维状胞管结构和各向异性是其主要特点。木材这种高气孔率材料有良好的刚性、强度和韧性，与其结构是密切相关的。以木材为模板，通过有机－无机转化，获得具有生物结构的陶瓷材料，为材料的结构设计提供了新思路。通过木材的陶瓷化可以制备出炭素材料、碳化物陶瓷、氧化物陶瓷、无机／有机复合材料和薄膜等。木材是可再生性资源，这种技术对结构的可调控性很好，材料性能独特，发展前景广阔。评述了该领域近年来的研究进展。     

透光性木材功能化改性研究进展

透光性木材是将折射率与纤维素匹配的透明高分子材料浸渍于脱木质素或保留木质素的改性木材中,制备而成的一种具有透明光学性能、优异力学性能、可生物降解的新型生物质材料.透光性木材不仅解决了木材不具有透光性的问题,还缓解了目前能源危机和环境污染问题.近年来,透光性木材受到国内外的广泛关注,研究者们致力于对透光性木材的功能化改性,从而改善透光性木材的透光率、雾度、强度、磁性、发光、隔热等性能,并取得了显著的成果.本文深度总结了透光性木材功能化改性的研究进展,阐述了透光性木材的光学原理和制备方法,归纳了透光性木材功能化改性的方法,介绍了透光性木材在建筑材料、磁性材料、光电材料中的应用情况,并对其发展趋势进行了展望,提出了透光性木材功能化改性亟待解决的难题.     

PZT铁电陶瓷及其在脉冲能源中的应用

以PZT 95/5陶瓷为例,概述了铁电陶瓷在脉冲能源上的应用及材料对能源性能的影响.主要包括陶瓷的制备及性能、陶瓷的冲击放电机理和陶瓷的冲击放电效应及影响因素.通过比较我们认为,陶瓷的研制,特别是密度的改变对陶瓷的力学及电学性能影响较大.陶瓷冲击加载下的新应用,将带动陶瓷各方面性能的深入研究.     

Fe3+掺杂活化木质素基木材陶瓷的制备及电化学性能

以造纸黑液提取的木质素为前驱体,柠檬酸铁(FeC_6H_5O_7)为催化剂,在1 200℃下保温烧结2 h,再以氢氧化钾(KOH)为活化剂,在800℃下活化1. 5 h制备木材陶瓷碳电极材料。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附-脱附法(BET)、恒电流充放电以及循环伏安法等考察木材陶瓷的物相构成、比表面积、孔结构以及电化学性能。结果表明,当柠檬酸铁与木质素的质量比为1∶1时,活化木质素基木材陶瓷具有良好的石墨化特性,其比表面积可达712. 59 m~2/g,且孔径主要分布在1. 64 nm。同时,用该木材陶瓷所制备的电极材料在无机体系(6 mol/L KOH)中比电容可达115. 6 F/g,经过2 500次循环充放电之后其比电容保持率达75. 2%,表现出良好的电化学性能,具有作为理想电化学电容器的电极材料的潜能。