新型生態(tài)板材料：碳材料和碳化硅陶瓷的工藝介紹

研究機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，含纖維素的碳材料如木材，竹子或亞麻，可以開發(fā)致密或多孔的新型整體材料，這些碳材料可以直接用于各種生態(tài)板生產(chǎn)，或進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為碳化硅陶瓷，該工藝不僅能夠生產(chǎn)板材，還能生產(chǎn)紙和紙板，雖然成本比傳統(tǒng)的刨花板和密度板要高，但是制成的木材與天然實(shí)木相比，特性非常相似，成本大大降低。

    1、碳材料和碳化硅陶瓷的原料

    碳材料和碳化硅陶瓷的制造過程可以分三個(gè)階段描述，特定木材的生產(chǎn)，復(fù)合材料，熱降解碳材料（碳化）和硅滲透生成陶瓷。原材料方面可用特定的木質(zhì)材料，如實(shí)木木基材料作為原料，木質(zhì)材料的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)，形狀和特征，尺寸以及密度可以滿足這種新型材料的生產(chǎn)，也有一些碳材料都是由有機(jī)化合物生產(chǎn)的石油化學(xué)來源如是酚醛聚合物，瀝青，環(huán)氧樹脂和糠基樹脂都可以生產(chǎn)多孔碳材料，可通過木材碳化在受控的熱分解，在這個(gè)過程中木材的細(xì)胞解剖學(xué)特征保留在新的碳材料中。

    2、碳材料碳化過程

    多孔碳材料通過調(diào)整各種宏觀和微觀結(jié)構(gòu)，具有不同的密度，粘合類型和顆粒大小，機(jī)械性能方面要強(qiáng)很多，木質(zhì)材料碳化可以產(chǎn)生無裂縫的整體多孔碳材料。碳化過程在惰性氣氛中進(jìn)行，需要確保碳材料無任何變形，碳化過程中，木質(zhì)材料會(huì)收縮減輕重量，尺寸變化在300到350攝氏度之間達(dá)到最大，木質(zhì)材料質(zhì)量損失介于55和80之間 ％。 碳材料由幾乎純碳組成，元素有C98 ％，H0.5 ％，O1.5 ％。除內(nèi)部結(jié)構(gòu)外，物理和機(jī)械性能受木質(zhì)材料參數(shù)如顆粒的影響，碳是多種材料的基礎(chǔ)，種類繁多，多孔碳材料可用作例如過濾器，吸附劑， 電極和催化劑載體，還能制作新型的生態(tài)板。

    由于木質(zhì)材料在碳化過程中的質(zhì)量損失和尺寸變化很大，所以改進(jìn)碳材料的成型程序，增加機(jī)械性能，通過碳化硅粉末和碳與熔融硅進(jìn)行合成生產(chǎn)出一種碳化硅陶瓷材料，實(shí)現(xiàn)了木材結(jié)構(gòu)與陶瓷材料的物理特性結(jié)合，板材的性能大大加強(qiáng)，但是由于目前技術(shù)方面有一定缺陷，還有待開發(fā)。

    3、新型材料的應(yīng)用

    采用碳化硅陶瓷原料，這些材料顯示出更高的特性，通過優(yōu)化密度，內(nèi)部 結(jié)構(gòu)和粘合劑含量，形成碳化硅陶瓷結(jié)構(gòu)和更強(qiáng)的機(jī)械性能，機(jī)械強(qiáng)度取決于其結(jié)構(gòu)和相組成，隨著碳化硅的增加，材料強(qiáng)度會(huì)提升很多，具有較高孔隙度。由這種技術(shù)生產(chǎn)的生態(tài)板將會(huì)有更強(qiáng)的耐磨性，板材強(qiáng)度更好，適合一些極端環(huán)境下的板材應(yīng)用，也適合地板等耐磨材料應(yīng)用，總之具有很好的市場前景。