為了解太陽能干燥過程中速生材內(nèi)部水分狀態(tài)及遷移規(guī)律,采用低場核磁共振及核磁共振成像檢測桉、楊木干燥過程中水分分布、含量變化及遷移過程,借助掃描電鏡在微觀層面進(jìn)行分析。結(jié)果表明:核磁共振信號強(qiáng)度與稱重法所測含水率相關(guān)性系數(shù)高達(dá)0.99以上,因此低場核磁共振可準(zhǔn)確測定木材中的水分含量;桉木和楊木飽水試樣的核磁共振信號中均存在3種峰,桉木弛豫時間分別為1.32、32.75、403.70 ms,楊木為2.66、32.75、352.12 ms,對應(yīng)著結(jié)合水及兩種狀態(tài)的自由水;隨著干燥進(jìn)行,不同狀態(tài)水分的橫向弛豫時間逐漸減小,木材對水分的束縛增加。當(dāng)桉木含水率為27.28%,楊木含水率為35.71%左右時,水分散失轉(zhuǎn)為以結(jié)合水為主。通過核磁共振成像中氫質(zhì)子密度的不同可對水分含量進(jìn)行區(qū)分,進(jìn)而可觀測干燥過程中木材內(nèi)部水分移動狀態(tài)。因此,通過低場核磁共振及核磁共振成像可研究速生材干燥過程中的內(nèi)部水分狀態(tài)及分布。 

【文章來源】：西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2020,40(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

FID信號強(qiáng)度與含水率關(guān)系

由圖2可知，每個峰代表著1種類型的水分，峰頂對應(yīng)的時間為該種狀態(tài)水分的平均弛豫時間，而峰高的變化則代表干燥過程中水分含量的變化。木材中的水分隨著干燥的進(jìn)行不斷減少，在圖3中顯示為峰高不斷降低。T2的大小代表水分的自由度，含水率越低，木材與水分結(jié)合越緊密，水分對應(yīng)的橫向弛豫時間越��；反之，T2越大說明水分越自由，更容易被排出[23]。干燥初期，木材組分中弛豫時間最長的自由水T23先蒸發(fā)，內(nèi)部自由水在毛細(xì)管張力作用下向表層持續(xù)遷移。隨著干燥的進(jìn)行，A22、A23峰值信號量不斷減小，水分不斷散失且蒸發(fā)面不斷向內(nèi)部移動。圖3 自由水與結(jié)合水分量

圖2 不同含水率狀態(tài)下的弛豫信號強(qiáng)度變化圖桉木及楊木飽水試件均存在3個弛豫峰，其弛豫峰對應(yīng)的T2分別為桉木：1.32、32.75、403.70 ms；楊木：2.66、32.75、352.12 ms。根據(jù)Labbe等[24]對水分存在狀態(tài)T2數(shù)量級范圍的劃分可知，結(jié)合水為0.1～10 ms，自由水為10～100 ms。由此可知，桉木及楊木飽水試件的3個弛豫峰代表了3種狀態(tài)的水分，分別為T21代表的結(jié)合水，以及T22、T23代表的2種狀態(tài)的自由水[17]。根據(jù)弛豫信號變化圖2中峰面積所占比例計(jì)算該種峰對應(yīng)的水分含量，結(jié)果如表1所示。由圖2和表1可知，干燥初期，自由水快速散失；不同于自由水，結(jié)合水散失貫穿整個干燥過程，散失速度較慢。張明輝等[22]利用核磁共振對新疆楊干燥過程進(jìn)行研究，結(jié)果表明在整個干燥過程中結(jié)合水的弛豫時間不斷減小，說明在自由水散失的同時伴隨著結(jié)合水的散失。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號：3289465