陶瓷化单板表层复合材料是以陶瓷化单板为表层材料,未处理木材单板为芯材,经热压工艺制备而成的三层胶合板;陶瓷化单板是以木材单板为基材,陶瓷前驱液为浸注剂,采用溶胶-凝胶法经真空加压浸渍处理而成。 本文针对速生人工林杨树材质松软、硬度低、尺寸稳定性差、不阻燃、耐磨性差等缺点,通过对不同前驱液的物理和力学性能比较,优选了适合杨树木材处理的前驱液:通过考察不同影响因子对陶瓷化单板增重率的影响,确定了合适的陶瓷化单板浸渍工艺;通过全因子正交实验设计进行了陶瓷化单板表层复合材料的热压工艺;通过对制备出的陶瓷化单板表层复合材料进行各种物理和力学性能测试及分析,选取了最佳热压工艺参数;同时对复合木材的微观结构进行了一些尝试性探索。 结果表明,经过本研究制备出来的陶瓷化单板表层复合材料与普通胶合板相比较,24h吸水率降低了78.8%,滞水性提高了76.54%,厚度尺寸稳定性提高了10.22%,表面硬度提高了124.62%,表面耐磨性提高了53.86%,胶合强度提高了12.16%,弹性模量提高了16.50%,阻燃性显著提高。 本研究的创新之处有,首次使用MTES水解溶胶为无机相前驱体;首次将无机陶瓷相采用溶胶-凝胶法引入木材单板类材料中制备陶瓷化单板层状复合材料。 本项研究制备出的陶瓷化单板表层复合材料,既保持木材优良特性,又克服了人工林木材的缺陷,在我国目前优质木材相对短缺的形势下,具有非常强的针对性,是木材学和无机非金属材料学两大远缘学科领域交叉研究的进一步扩展,可望具有较大的应用前景。