毛竹及其组成单元的水分吸着特性

通过测量不同相对湿度下毛竹竹块、竹粉、竹纤维、薄壁细胞的吸湿平衡含水率,建立了相应的水分吸着等温线,并探讨了它们水分吸着特性的差异及原因。结果表明:毛竹竹块、竹粉、竹纤维、薄壁细胞的水分吸着等温线与木材类似,均呈反"S"形;竹粉的水分吸着等温线整体高于竹块,但两者的纤维饱和点含水率相差很小,约为0.37%;化学离析得到的毛竹薄壁组织细胞的纤维饱和点含水率为44.24%,显著大于竹纤维的纤维饱和点含水率(34.07%);毛竹薄壁细胞及竹纤维的纤维饱和点含水率均显著大于竹块和竹粉,原因是化学离析使竹材细胞壁壁内产生较多的微毛细管系统,有利于水分子的多分子层吸附和凝结水的产生。     

竹材细胞壁晶区变化规律的研究

对不同生长期的毛竹进行定期采样,应用偏振光显微镜及图像处理技术研究毛竹横截面维管束结晶区的变化规律。结果表明:毛竹生长初期,厚壁细胞结晶比例的变化呈现线性增加;进入中龄期,毛竹开始木质化,纤维素比例降低,竹材厚壁细胞壁结晶比例减少;到了后期毛竹木质化降低,毛竹结晶比例变化趋于缓慢并基本保持不变。     

竹材细胞壁晶区变化的图像处理

从偏光显微镜获得竹材细胞壁结晶区的图像，利用图像处理方法，对不同生长期的毛竹茎秆横截面结晶区大小进行了研究。结果表明：从竹笋到幼竹这一生长阶段，原生导管及原生筛管的细胞壁首先形成结晶，然后后生筛管细胞壁结晶，而且随时间推移结晶区面积逐渐增大；在竹笋生长后期，纤维帽逐渐形成且不断增大，薄壁细胞壁呈现结晶。     

棉花竹纤维细胞壁的发育特征

【目的】以棉花竹为实验材料,揭示棉花竹秆内部的解剖特征,总结其纤维细胞壁的发育规律,并为棉花竹作为经济竹材的使用提供一定的理论依据。【方法】用蔡康CK1000光学数码显微镜分别观察5个龄级棉花竹秆壁中的3个维管束,并用DS-3000二维软件测定维管束长度、宽度和后生导管直径以及纤维细胞壁层数和厚度,总结不同龄级秆中纤维细胞次生壁的增厚方式。【结果】在5个龄级棉花竹秆中纤维细胞壁的增厚幅度逐渐下降。所占比例最多的是具有3～4层细胞壁的纤维细胞, 在36月龄秆中才开始出现7～8层和9层以上细胞壁的纤维细胞。棉花竹纤维细胞壁增厚类型被总结为6种,类型 Ⅵ所占比例最多(35.28%)。纤维细胞壁层数与壁厚间相关性极其显著的是位于1月龄棉花竹秆中的纤维细胞,但60月龄时相关性为负数。【结论】棉花竹秆壁内侧的维管束主要为完全分化的开放型维管束,而竹青处则为未分化完成的半分化维管束。纤维细胞壁层数与壁厚随秆龄的增加而增加,纤维细胞壁层数与壁厚之间的相关性随秆龄的增加而减小。纤维细胞壁的增厚类型被总结为6种,60月龄成熟秆中纤维鞘外围仍然具有未完成加厚的腔大壁薄且层多的纤维细胞(类型Ⅵ)。棉花竹纤维细胞壁的2种主要增厚方式随着秆龄的增加而变化。     

离子交换膜金属复合材料的制备及其形貌表征

通过EVOH的磺化反应得到EVOH-g-SO3H,并采用溶液铸膜技术制备了EVOH-g-SO3H薄膜。经过浸渍-还原、离子交换等工艺将EVOH-g-SO3H薄膜制备成IPMC。利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)对IPMC表面形态及横截面的形貌特征进行了表征,分析表明:经过一次浸渍-还原工艺所得到的IPMC的铂金属电极结构显示出不均匀性,电极层的厚度较小,而经过二次浸渍-还原工艺所得到的铂金属粒分布较为均匀。     

Birnessite型层状MnO_2的制备与剥离

将二维纳米层的制备与表征凝练为材料化学综合实验课题,采用水热法制备了Bir-nessite型层状MnO_2,利用超声辅助离子交换法对层状氧化锰实现了快速剥离。利用X射线衍射表征Birnessite型层状MnO_2在剥离各阶段的结构,利用原子力显微镜表征了氧化锰纳米层的大小和厚度,利用Dyndall现象研究了氧化锰剥离液的胶体性质,探讨了氧化锰纳米层的制备原理。通过该实验可使学生了解二维纳米层制备及表征的基本知识,同时可激发本科阶段学生从事科学研究的兴趣。     

沥青路面结构响应的试验分析

分析落锤式弯沉仪的弯沉数据得到的路面层模量与实测的沥青层芯样劲度模量,然后利用理论的模型计算路面响应,比较测量和理论计算的值。采用多层弹性理论反算模量。正算时采用了三种不同的理论模型,三种模型分别为多层弹性理论;当量厚度的线弹性方法及考虑沥青层粘弹性的有限元方法。结果表明,利用有限元方法计算的结构响应更加接近实际测量结果。     

木素在黄柳纤维细胞壁中的分布

探讨了木素在黄柳(Salix gordejecii)纤维细胞壁中的分布情况及其与制浆造纸的关系.采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜结合X射线能谱仪(SEM-EDXA)及共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)研究了黄柳纤维细胞壁的分层结构,以及木素在细胞壁各层中的分布.TEM结果表明,黄柳纤维细胞壁分为胞间层、初生壁、次生壁外层、次生壁中层及次生壁内层.CLSM图像显示木素在纤维细胞各个壁层中分布不均一,细胞角隅区木素含量最高、其次是胞间层,次生壁最低.导管中的木素浓度比纤维细胞中的高.SEM-EDXA研究表明细胞角隅区、胞间层、次生壁中层的木素浓度比为2.15∶1.32∶1.     

基于切线法定位圆心的电缆横截面几何尺寸自动测量方法的设计与实现

提出基于机器视觉、数字图像处理技术、软件技术的电缆横截面几何参数检测识别算法.该方法以圆的两组切线为基础,通过坐标变换准确测量电缆横截面的圆心、直径、绝缘厚度;并针对铠装电缆,提出一种基于HSI空间的金属屏蔽层厚度的检测算法,实现了金属屏蔽层厚度的准确测量.实验结果表明,该算法能够准确定位电缆横截面的圆心,并通过拟合可得出所测截面的直径、线芯面积、绝缘厚度和金属屏蔽层厚度等参数,测量精度高、检测速度快.     

喷墨材料的制备及涂层厚度对其性能的影响

为改善已有喷墨材料的吸墨性能,采用物理与化学相结合的方法制备纳米喷墨材料,利用原子力显微镜(AFM)和分光测色计分析了复合材料的表面结构和印刷品的色差。结果表明:涂底胶的喷墨材料的基材和吸墨层黏合更牢固,吸墨层表面更平整;对涂覆底胶的喷墨材料进行性能分析,其微观结构和涂布量均随着涂层厚度的不同发生变化;涂层厚度对打印质量的影响非常显著,当吸墨层厚度是50μm时,喷墨材料的综合性能最好。     

外源GA3对毛竹实生苗新分蘖竹株秆形与 竹材纤维质量的影响

为探索竹类植物秆形生长机制,研究利用激素调控竹材纤维生长质量,采用不同质量浓度(0、20、40、60 mg/L)赤霉素(GA₃)处理毛竹实生苗,观察并测定处理后新分蘖竹株数量、秆形及竹材纤维质量变化情况。结果表明:毛竹实生苗叶面喷施不同浓度GA₃后,新分蘖竹株秆高、节间长和叶片数量均有极显著增加(P<0.01),20、40和60 mg/L GA₃处理实生苗新分蘖竹株秆高分别比对照(0 mg/L)增长0.56、1.19和1.21倍,平均节长度增加0.49、1.05和1.10倍,叶片数量增加35.61%、48.35%和38.68%; 新分蘖竹株数量、单株节数和地径在处理与对照之间无显著差异。伴随秆形变化,新分蘖竹株竹材纤维质量也有所改变。20、40和60 mg/L GA₃处理,明显增加了新分蘖竹株竹材纤维细胞长度,分别比对照增加13.17%、20.68%和21.46%; 但各处理对竹材纤维细胞的宽度作用不显著,从而使得处理后竹株竹材纤维的长宽比增加,有利于竹材纤维质量提升。另外发现,不同浓度GA₃处理对竹材纤维细胞的壁厚、腔径和纤维组织比量的影响不显著。分析认为,赤霉素处理能显著改善毛竹实生苗新分蘖竹株的竹材纤维质量,但对提高竹材纤维产量无显著作用。     

料慈竹杆形结构的研究

以料慈竹林分为研究对象，测定不同年龄，不同径级的标准竹２２７株，对胸径，竹高，枝叶重，节长，竹壁厚，竹杆重量等结构因子进行统计分析。对于产量预测和纸浆林的经营利用具有理论与实践意义。     

中国15个主产区毛竹纤维形态比较

【目的】比较中国15个毛竹主产区毛竹纤维的形态差异,为毛竹优质造纸原料的筛选提供参考。【方法】利用Jeffery离析法制取毛竹纤维,显微观察并统计分析纤维外部形态、长度、宽度、长宽比、纤维细胞壁厚及壁腔比等形态学指标。【结果】各地区产毛竹大部分纤维形态均呈正常的两端尖中间大的纺锤体形态,但存在部分变异纤维,变异比率最高可达5.33%; 纤维平均长度均大于2 mm,平均长宽比都大于35。其中,福建武夷山产毛竹纤维平均长度最长且平均长宽比最大,分别为2.93 mm和134.78; 而广东仁化大于 2 mm长度的毛竹纤维所占比例最大,达到了97%。各产区中,毛竹纤维细胞壁厚最小的是湖南桃江(8.96 μm),最大的是广东仁化(15.56 μm)。平均壁腔比最小的为浙江龙游(1.18),最大的为江苏宜兴(2.98)。【结论】中国15 个主产区毛竹纤维在长度上均符合优质造纸原料指标,但综合纤维长度分布频率、长宽比及正常纤维比率看,福建武夷山的毛竹纤维较其他 14 个地区在造纸上更占优势。根据纤维细胞壁厚与壁腔比值,湖南桃江较其他地区在制造质地紧密、不易被撕裂的纸张上具有优势,而广东仁化与江苏宜兴则在制造质地疏松、吸水性能好的纸张上具有较大优势。     

毛竹竹秆秆柄形态与解剖学研究

目的 揭示毛竹竹秆秆柄形态学与解剖学特征。方法 利用形态统计学、滑走切片与石蜡切片技术对不同发育时期毛竹秆柄形态与解剖结构进行研究。结果 毛竹成熟笋秆柄长约3.22 cm, 基部、中部与上部直径分别约为1.2、1.4与1.9 cm,平均具有约14个芽鳞片。解剖学分析显示,毛竹秆柄为实心结构,从外到内依次分布有表皮、下皮、皮层、维管组织与基本组织。其中,下皮约7层细胞,皮层约25层细胞,秆柄横切面维管束分布数量约672个。毛竹竹秆秆柄维管束从形态上可分为6种类型,以仅具有单个后生导管的纤维帽闭合式维管束为主,其形态显著不同于毛竹竹秆与竹鞭节间典型的开放式维管束。同时薄壁细胞纵向排列不规则,且无明显的长、短细胞之分。纵切显示,秆柄木质化程度、维管束密度均为底部最高,中部次之,上部最低。对不同初生增粗生长期笋芽秆柄形态与解剖学观察发现,发育后期笋芽秆柄芽鳞片数、长度与直径均与成熟笋秆柄接近;同时发育前期笋芽秆柄已具有与成熟笋秆柄相同的芽鳞片数;但秆柄长度变化从小到大依次为发育前期笋芽<发育中期笋芽<发育后期笋芽。结论 毛竹竹秆秆柄解剖学结构显著不同于竹秆;秆柄基本结构在笋芽的发育前期已分化完成;发育前期至发育后期笋芽秆柄具有一个明显的伸长生长过程。     

结构-功能一体化异种复合材料壁板优化与验证

基于航空壁板结构承载-电气功能的一体化需求,对适用于智能蒙皮的异种复合材料壁板开展了优化设计与试验验证。通过在高模量碳纤维蒙皮的外侧增加玻璃纤维层,进行了以碳纤维-玻璃纤维-金属结构单元阵列-玻璃纤维复合顺序的壁板承载-电气功能一体化设计。针对异种复合材料结构的铺层优化需要考虑共胶接的分区域及铺层连续性的工艺要求,发展了基于丢层序列的优化方法,并对于加筋壁板的几何外形、筋条数量、筋条几何参数以及筋条与蒙皮的铺层角度进行了优化设计。通过压缩稳定性试验验证了该结构在承载能力和稳定性方面的收益,明晰了其压缩载荷下的屈曲模态及后屈曲失效机理。     

毛竹不同高度径向弯曲性能的变化

对竹材不同距地高度径向位置的弯曲性能进行了研究,并应用DENSE-LABX端面密度仪测定竹材沿端面的密度分布情况,分析了密度的变化与竹材弯曲力学性能的关系。结果表明:竹材的静曲强度(MOR)和弹性模量(MOE)沿径向均是从最内层竹黄处向竹青处逐渐增大,MOE的差异更加显著;竹材的弯曲性能随着密度的增大而增加,趋势接近于线性变化。     

软土地基加固中竹网的受力与变形分析

为研究竹网在软土地基表层处理中的作用、受力和变形规律,通过实验确定实验材料参数并设计使用液压千斤顶加载的竹网加固软基的室内模型荷载实验,研究载荷作用下竹网的变形和受力特性.实验结果表明：毛竹单杆简支梁在集中荷载作用下的破坏形式为纵向开裂或弯折,弯曲比例极限为6.6～107.2 MPa,极限强度为71.9～117.8 MPa,弹性模量11.59～19.57 GPa;间距为15 cm×15 cm的对边简支竹网的承载能力是单根竹竿的3.7～5.9倍;随着上覆土层厚度的增加,地基压力明显增加,当厚宽比在0～0.69时,对应沉降40 mm的地基压力与软土地基的压力比为2.66～6.96;竹网上应变和应力由于砂土层的扩散作用而降低.     

竹杆锈病的扫描电镜观察研究

应用扫描电镜研究了竹杆锈病病原菌孢子的形成，病组织中菌丝分布和危害性。观察发现生杆锈病病菌的夏孢子开始产时仅是产孢细胞顶端的囊状膨大，表在光滑无疣，随着夏孢子的发育成熟，表面开始出现疣状突起，最后发育成为小刺状突起。冬孢子堆中最初形成的一层冬孢子柄短而粗，以后产生的冬孢子柄细而长，冬孢子堆和夏孢子堆最初是埋生在角质层和１至２层表层细胞下，最后突破表皮细胞层和角质层而外露，病组织中病原菌菌丝在寄主胞