本發(fā)明屬于木材碳化
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種薄板木材的碳化方法。
背景技術(shù)：
：木材是人們生活中必不可少的物質(zhì)之一，為了增強(qiáng)木材的性能，有時(shí)需要對木材進(jìn)行碳化處理。木材經(jīng)過高溫碳化處理后，不僅會(huì)使其表面更為美觀，還使其具有防腐及抗生物侵襲、抗變形開裂，耐高溫的優(yōu)點(diǎn)，并且又具有含水率低、不易吸水、材質(zhì)穩(wěn)定、不變形、完全脫脂不溢脂、隔熱性能好、無特殊氣味等特點(diǎn)。多數(shù)人習(xí)慣將厚度不大于8mm的木板稱為薄板，對于此類木材的碳化制作通常有兩種方式，一種是將較厚的木材碳化后切割成片，保證其厚度不大于8mm，進(jìn)而得到薄板，但是，由于木材碳化后會(huì)有體積縮小的現(xiàn)象，并且切割過程中有鋸路的產(chǎn)生，導(dǎo)致木材的損耗較大，且木材碳化過程中存在內(nèi)應(yīng)力，切割時(shí)易使表皮變形；另一種是單板碳化，即直接對厚度不大于8mm的薄板進(jìn)行高溫碳化操作，但由于薄板厚度較小，在干燥、高溫碳化過程中容易造成薄板變形、翹曲等形變，且處理后的薄板木材內(nèi)應(yīng)力較大，易開裂，綜合力學(xué)性能下降嚴(yán)重等問題，目前還未有較好的針對此類薄板木材的碳化工藝。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明旨在提供一種薄板木材的碳化方法。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種薄板木材的碳化方法，包括如下步驟：（1）選材：選取中性密度、厚度不大于8mm的木板備用；（2）干燥處理：將步驟（1）所得的木板放入密閉箱內(nèi)，控制密閉箱內(nèi)的溫度為50~55℃、真空度為0.075~0.080MPa，待木板的含水量不大于18%時(shí)取出備用；（3）碳化處理：將步驟（2）處理后的木板放入碳化窯中進(jìn)行碳化處理，期間分為前期加熱、中期加熱和后期加熱三個(gè)階段：a．前期加熱：先將碳化窯預(yù)熱至50~53℃，然后將步驟（2）干燥處理后的木板移放到碳化窯中，然后以70~80℃/h的速度將窯內(nèi)的溫度升至100~110℃，然后維持此溫度40~50min，在此期間對木板施加頻率為28~30KHz的超聲波進(jìn)行處理；b．中期加熱：前期加熱完成后，進(jìn)入中期加熱階段，此時(shí)以60~70℃/h的速度將窯內(nèi)的溫度升至160~170℃，然后維持此溫度30~40min，在此期間對木板施加頻率為33~35KHz的超聲波進(jìn)行處理；c．后期加熱：中期加熱完成后，進(jìn)入后期加熱階段，此時(shí)以40~50℃/h的速度將窯內(nèi)的溫度升至240~250℃，然后維持此溫度15~25min，在此期間對木板施加頻率為38~40KHz的超聲波進(jìn)行處理；（4）冷卻處理：待步驟（3）碳化處理操作完成后，以80~90℃/h的速度對窯內(nèi)進(jìn)行降溫處理，直至窯內(nèi)溫度不大于30℃時(shí)，將木板取出即可。進(jìn)一步的，步驟（2）中所述密閉箱內(nèi)的溫度優(yōu)選為51~53℃。進(jìn)一步的，步驟（3）操作a中所述超聲波頻率優(yōu)選為29KHz。進(jìn)一步的，步驟（3）操作b中所述超聲波頻率優(yōu)選為34KHz。進(jìn)一步的，步驟（3）操作c中所述超聲波頻率優(yōu)選為39KHz。本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明在干燥處理時(shí)，降低氣壓，利用較低的溫度即可快速的對木板進(jìn)行干燥處理，不易造成應(yīng)力殘留和形變；在碳化處理時(shí)，前期加熱時(shí)主要對木材進(jìn)一步的干燥處理，施加的超聲波可促進(jìn)水分的蒸發(fā)，并提高木材各處水含量的一致性，中期加熱時(shí)主要對木材的半纖維素進(jìn)行破壞，此時(shí)較易產(chǎn)生應(yīng)力和變形，施加的超聲波可勻化、消除木材內(nèi)的應(yīng)力，防止形變的產(chǎn)生；后期加熱時(shí)主要對木材進(jìn)行深入碳化，此時(shí)溫度較高，木材內(nèi)部易形成裂紋，施加的超聲波可加快溫度的傳導(dǎo)，降低木材各處溫度的差異程度，減少裂紋產(chǎn)生的幾率。在各步驟的合理配合下，本發(fā)明制作出來的薄板木材穩(wěn)定性好、色澤均勻、有效碳化層厚度增加了1~1.5倍，其抗裂性、抗彎強(qiáng)度、抗沖擊韌性、握釘力等性能均有很好的改善，使用價(jià)值較高，此外，本發(fā)明方法生產(chǎn)過程中的次品率減少了20~25%。具體實(shí)施方式實(shí)施例1一種薄板木材的碳化方法，包括如下步驟：（1）選材：選取中性密度、厚度不大于8mm的木板備用；（2）干燥處理：將步驟（1）所得的木板放入密閉箱內(nèi)，控制密閉箱內(nèi)的溫度為52℃、真空度為0.080MPa，待木板的含水量不大于18%時(shí)取出備用；（3）碳化處理：將步驟（2）處理后的木板放入碳化窯中進(jìn)行碳化處理，期間分為前期加熱、中期加熱和后期加熱三個(gè)階段：a．前期加熱：先將碳化窯預(yù)熱至53℃，然后將步驟（2）干燥處理后的木板移放到碳化窯中，然后以73℃/h的速度將窯內(nèi)的溫度升至108℃，然后維持此溫度45min，在此期間對木板施加頻率為29KHz的超聲波進(jìn)行處理；b．中期加熱：前期加熱完成后，進(jìn)入中期加熱階段，此時(shí)以66℃/h的速度將窯內(nèi)的溫度升至167℃，然后維持此溫度35min，在此期間對木板施加頻率為34KHz的超聲波進(jìn)行處理；c．后期加熱：中期加熱完成后，進(jìn)入后期加熱階段，此時(shí)以45℃/h的速度將窯內(nèi)的溫度升至245℃，然后維持此溫度18min，在此期間對木板施加頻率為39KHz的超聲波進(jìn)行處理；（4）冷卻處理：待步驟（3）碳化處理操作完成后，以85℃/h的速度對窯內(nèi)進(jìn)行降溫處理，直至窯內(nèi)溫度不大于30℃時(shí)，將木板取出即可。對比實(shí)施例1本對比實(shí)施例1與實(shí)施例1相比，在步驟（3）碳化處理時(shí)，不進(jìn)行超聲波處理操作，除此外的方法步驟均相同。對照組現(xiàn)有的木材碳化處理方法。為了對比本發(fā)明效果，選用同一批木板，分別使用上述三種方式進(jìn)行處理，然后將其放入最大溫差為45℃、相對濕度為80~85%的模擬實(shí)驗(yàn)箱中，統(tǒng)計(jì)四個(gè)月后各組木板的開裂率，具體如下表所示：實(shí)施例1對比實(shí)施例1對照組開裂率（%）4.28.610.7由上表可知，本發(fā)明處理后的木板防開裂性能更好。對實(shí)施例1和對照組對應(yīng)處理后的木板進(jìn)行性能檢測發(fā)現(xiàn)，實(shí)施例1的有效碳化層厚度是對照組的2.2倍，抗彎強(qiáng)度是其1.4倍，握釘力是其1.2倍，有更好的使用價(jià)值。當(dāng)前第1頁1 2 3