【摘 要】
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随着材料科学的高速发展,功能型复合材料越来越受到各国学者的关注。其中,具有高性能、高附加值的木质复合材料逐渐成为了这一领域的研究热点。为满足人们对木质材料的多方面
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随着材料科学的高速发展,功能型复合材料越来越受到各国学者的关注。其中,具有高性能、高附加值的木质复合材料逐渐成为了这一领域的研究热点。为满足人们对木质材料的多方面性能要求,碳纤维木质复合材料应运而生。复合材料的最显著特点是其微观结构的可设计性,材料的微观结构将决定其宏观性能。但由于板材在加工过程中因碳纤维质轻、表面光滑而难以与木质纤维及胶混合均匀且碳纤维导电具有方向性。因而容易造成板材局部电阻高,不同区域间导电效果差异大,整体力学性能不稳定等问题。如何通过科学手段将板材的微观结构与宏观性能有机地结合起来,从而改进板材的制造工艺,提高原料混合的均匀化程度成为亟待解决的问题。本文首先通过板材热压工艺完成碳纤维木质复合板材的制备,并对样板板材的宏观性能进行测试,包括导电性能(表面电阻率)、力学性能(密度、内结合强度、静曲强度、弹性模量及吸水膨胀率)、电磁屏蔽性能,对测试数据进行分析,把握不同制备工艺条件下短切碳纤维木质复合材料特性变化规律,研究复合材料微观均匀化程度对宏观性能的影响特征；然后结合最大方差法与数学形态学的图像处理技术对样板电子显微图像进行处理,从图像中准确完整的获取碳纤维图像,以其作为碳纤维在复合板材中均匀程度的重要依据；最后对提取出的碳纤维图像进行能够表征碳纤维均匀化的特征提取,所选取的特征量为面积比、平均宽度和长宽比等,目的是将板材的微观结构特征与宏观物理性能相结合,并以此作为分析样板实际应用价值与改善制造工艺的重要依据。通过本文的研究,将复合材料微观结构特征与宏观性能有机结合,实现以样板微观特征量直接反映样板的宏观性能,以宏观性能良好的板材的微观特征量作为未来衡量板材性能的原始数据,为碳纤维木质功能复合材料的制备和适应性使用提供必要的基础条件与科学指导。
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