CN108748495A - 一种提高桐木声学振动特性的处理工艺 - Google Patents

一种提高桐木声学振动特性的处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高桐木声学振动特性的处理工艺，涉及生物环保技术领域，对桐木表面打磨后，再采用氧化剂溶液对桐木表面进行氧化处理，然后再在真空条件下采用碳化油对桐木表面进行碳化处理；本发明通过制备硅改性蓖麻油作为碳化油来对桐木进行碳化处理，能够有效的防止桐木因升温速度过快产生应力而变形的现象，从而能够有效的保持处理的桐木的尺寸稳定性，同时，最主要的是，采用硅改性蓖麻油对桐木进行碳化处理，能够使得碳化后的桐木具有更高的振动效率，通过有效的提高桐木的声辐射品质常数，使得处理后的桐木能够获得的振动能量就能最大限度地用于向空气中辐射声能，获得的声音音量大且持久性强，从而有效的提高桐木声学振动特性。

Description

一种提高桐木声学振动特性的处理工艺
技术领域
本发明属于生物环保技术领域，具体涉及一种提高桐木声学振动特性的处理工艺。
背景技术
声学品质好的木材具有优良的声共振性和振动频谱特性，可以借助冲击作用通过本身的振动将声能辐射，从而发出的乐音具有优美的音色。木材振动所辐射的声能，其音色受共振频率(谐音的多寡和各谐音的相对强度)影响，其音调受基本频率的高低影响，其响度受振幅大小影响，这种特性是木材能够广泛用于乐器音板的重要依据。
桐木由于其独特的物理性能，应用广泛，但是其声学震动特性一般，极大的限制了其使用范围。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种提高桐木声学振动特性的处理工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种提高桐木声学振动特性的处理工艺，对桐木表面打磨后，再采用氧化剂溶液对桐木表面进行氧化处理，然后再在真空条件下采用碳化油对桐木表面进行碳化处理。
进一步的，所述对桐木表面打磨为先采用500目砂纸对桐木表面均匀打磨15-20min，然后再采用800目砂纸对桐木表面进行均匀打磨25-30min。
进一步的，所述采用氧化剂溶液对桐木表面进行氧化处理为将桐木与氧化剂溶液按1kg：500-600mL的比例进行浸泡，浸泡温度为78-80℃，浸泡时间为40-50min，然后再在100℃烘干至含水率至15%，即可。
进一步的，所述氧化剂溶液为质量分数为9.5-9.8%的双氧水溶液。
进一步的，所述在真空条件下采用碳化油对桐木表面进行碳化处理为保持真空条件在5.2-5.5kPa，待碳化油温度升至265-270℃后，采用碳化油对桐木进行浸泡保温碳化处理，碳化处理时间为3-4小时。
进一步的，所述碳化油为硅改性蓖麻油。
进一步的，所述硅改性蓖麻油制备方法为：
(1)将蓖麻油在100℃下干燥至含水率至5%，然后调节温度至55℃，再进行保温30min；
(2)向保温的蓖麻油中添加其质量3.5-3.8%的氢氧化钠熔融体，以1200r/min转速搅拌2小时，然后加热至150℃，添加蓖麻油质量10%的二甲基二氯硅烷，以1200r/min转速搅拌10min，然后再添加蓖麻油质量0.5%的催化剂，继续搅拌40min，然后自然冷却至室温，即得硅改性蓖麻油。
进一步的，所述催化剂为无水硫酸。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明通过制备硅改性蓖麻油作为碳化油来对桐木进行碳化处理，能够有效的防止桐木因升温速度过快产生应力而变形的现象，从而能够有效的保持处理的桐木的尺寸稳定性，同时，最主要的是，采用硅改性蓖麻油对桐木进行碳化处理，能够使得碳化后的桐木具有更高的振动效率，通过有效的提高桐木的声辐射品质常数，使得处理后的桐木能够获得的振动能量就能最大限度地用于向空气中辐射声能，获得的声音音量大且持久性强，从而有效的提高桐木声学振动特性；同时，处理后的桐木的防蛀防腐性能得到大幅度的提高，更加经久耐用。
具体实施方式
实施例1
一种提高桐木声学振动特性的处理工艺，对桐木表面打磨后，再采用氧化剂溶液对桐木表面进行氧化处理，然后再在真空条件下采用碳化油对桐木表面进行碳化处理。
进一步的，所述对桐木表面打磨为先采用500目砂纸对桐木表面均匀打磨15min，然后再采用800目砂纸对桐木表面进行均匀打磨25min。
进一步的，所述采用氧化剂溶液对桐木表面进行氧化处理为将桐木与氧化剂溶液按1kg：500mL的比例进行浸泡，浸泡温度为78℃，浸泡时间为40min，然后再在100℃烘干至含水率至15%，即可。
进一步的，所述氧化剂溶液为质量分数为9.5%的双氧水溶液。
进一步的，所述在真空条件下采用碳化油对桐木表面进行碳化处理为保持真空条件在5.2kPa，待碳化油温度升至265℃后，采用碳化油对桐木进行浸泡保温碳化处理，碳化处理时间为3-4小时。
进一步的，所述碳化油为硅改性蓖麻油。
进一步的，所述硅改性蓖麻油制备方法为：
(1)将蓖麻油在100℃下干燥至含水率至5%，然后调节温度至55℃，再进行保温30min；
(2)向保温的蓖麻油中添加其质量3.5%的氢氧化钠熔融体，以1200r/min转速搅拌2小时，然后加热至150℃，添加蓖麻油质量10%的二甲基二氯硅烷，以1200r/min转速搅拌10min，然后再添加蓖麻油质量0.5%的催化剂，继续搅拌40min，然后自然冷却至室温，即得硅改性蓖麻油。
进一步的，所述催化剂为无水硫酸。
实施例2
一种提高桐木声学振动特性的处理工艺，对桐木表面打磨后，再采用氧化剂溶液对桐木表面进行氧化处理，然后再在真空条件下采用碳化油对桐木表面进行碳化处理。
进一步的，所述对桐木表面打磨为先采用500目砂纸对桐木表面均匀打磨20min，然后再采用800目砂纸对桐木表面进行均匀打磨30min。
进一步的，所述采用氧化剂溶液对桐木表面进行氧化处理为将桐木与氧化剂溶液按1kg：600mL的比例进行浸泡，浸泡温度为80℃，浸泡时间为50min，然后再在100℃烘干至含水率至15%，即可。
进一步的，所述氧化剂溶液为质量分数为9.8%的双氧水溶液。
进一步的，所述在真空条件下采用碳化油对桐木表面进行碳化处理为保持真空条件在5.5kPa，待碳化油温度升至270℃后，采用碳化油对桐木进行浸泡保温碳化处理，碳化处理时间为4小时。
进一步的，所述碳化油为硅改性蓖麻油。
进一步的，所述硅改性蓖麻油制备方法为：
(1)将蓖麻油在100℃下干燥至含水率至5%，然后调节温度至55℃，再进行保温30min；
(2)向保温的蓖麻油中添加其质量3.8%的氢氧化钠熔融体，以1200r/min转速搅拌2小时，然后加热至150℃，添加蓖麻油质量10%的二甲基二氯硅烷，以1200r/min转速搅拌10min，然后再添加蓖麻油质量0.5%的催化剂，继续搅拌40min，然后自然冷却至室温，即得硅改性蓖麻油。
进一步的，所述催化剂为无水硫酸。
实施例3
一种提高桐木声学振动特性的处理工艺，对桐木表面打磨后，再采用氧化剂溶液对桐木表面进行氧化处理，然后再在真空条件下采用碳化油对桐木表面进行碳化处理。
进一步的，所述对桐木表面打磨为先采用500目砂纸对桐木表面均匀打磨18min，然后再采用800目砂纸对桐木表面进行均匀打磨27min。
进一步的，所述采用氧化剂溶液对桐木表面进行氧化处理为将桐木与氧化剂溶液按1kg：550mL的比例进行浸泡，浸泡温度为79℃，浸泡时间为45min，然后再在100℃烘干至含水率至15%，即可。
进一步的，所述氧化剂溶液为质量分数为9.6%的双氧水溶液。
进一步的，所述在真空条件下采用碳化油对桐木表面进行碳化处理为保持真空条件在5.3kPa，待碳化油温度升至268℃后，采用碳化油对桐木进行浸泡保温碳化处理，碳化处理时间为3.5小时。
进一步的，所述碳化油为硅改性蓖麻油。
进一步的，所述硅改性蓖麻油制备方法为：
(1)将蓖麻油在100℃下干燥至含水率至5%，然后调节温度至55℃，再进行保温30min；
(2)向保温的蓖麻油中添加其质量3.6%的氢氧化钠熔融体，以1200r/min转速搅拌2小时，然后加热至150℃，添加蓖麻油质量10%的二甲基二氯硅烷，以1200r/min转速搅拌10min，然后再添加蓖麻油质量0.5%的催化剂，继续搅拌40min，然后自然冷却至室温，即得硅改性蓖麻油。
进一步的，所述催化剂为无水硫酸。
对比例1：与实施例1区别仅在于不采用氧化剂溶液对桐木表面进行氧化处理。
对比例2：与实施例1区别仅在于碳化油替换为未改性蓖麻油。
耐久性试验
（1）防蛀性：参考GB/T 12860-2000进行测试，防蛀试验白蚁：台湾乳白蚁；
（2）防腐性：参考GB/T 1394.1-2009《木材天然耐久性试验方法/木材天然耐腐蚀性实验室试验方法》进行测试，以失重率高低比较各竹种的天然耐腐性，防腐试验菌种：白腐菌：黄孢原毛平革菌；褐腐菌：密粘褶菌；
试验试样
（3）防蛀试样：50mm（顺纹方向）×25mm（横纹方向）×5mm壁厚，以实施例与对比例处理后的桐木为各组试样；
（4）防腐试样：20mm×20mm×2mm壁厚，以实施例与对比例处理后的桐木为各组试样；
（5）对照组，采用未炭化处理的桐木；
表1
由表1可以看出，本发明处理后的桐木具有良好的耐久性，防蛀防腐性能优异。
木材声学性质测定: 基于梁的振动理论，采用两端自由的边界条件，用快速傅立叶变换频振动频谱分析仪(FFT)测定实施例与对比例桐木声辐射品质常数，试样：300mm（顺纹方向）×100mm（横纹方向）×30mm壁厚，对照组为未处理的桐木：
表2
由表2可以看出，本发明处理后的桐木声辐射品质常数得到明显的提高。

Claims (8)

1.一种提高桐木声学振动特性的处理工艺，其特征在于，对桐木表面打磨后，再采用氧化剂溶液对桐木表面进行氧化处理，然后再在真空条件下采用碳化油对桐木表面进行碳化处理。
2.根据权利要求1所述的一种提高桐木声学振动特性的处理工艺，其特征在于，所述对桐木表面打磨为先采用500目砂纸对桐木表面均匀打磨15-20min，然后再采用800目砂纸对桐木表面进行均匀打磨25-30min。
3.根据权利要求1所述的一种提高桐木声学振动特性的处理工艺，其特征在于，所述采用氧化剂溶液对桐木表面进行氧化处理为将桐木与氧化剂溶液按1kg：500-600mL的比例进行浸泡，浸泡温度为78-80℃，浸泡时间为40-50min，然后再在100℃烘干至含水率至15%，即可。
4.根据权利要求1或3所述的一种提高桐木声学振动特性的处理工艺，其特征在于，所述氧化剂溶液为质量分数为9.5-9.8%的双氧水溶液。
5.根据权利要求1所述的一种提高桐木声学振动特性的处理工艺，其特征在于，所述在真空条件下采用碳化油对桐木表面进行碳化处理为保持真空条件在5.2-5.5kPa，待碳化油温度升至265-270℃后，采用碳化油对桐木进行浸泡保温碳化处理，碳化处理时间为3-4小时。
6.根据权利要求1或5所述的一种提高桐木声学振动特性的处理工艺，其特征在于，所述碳化油为硅改性蓖麻油。
7.根据权利要求6所述的一种提高桐木声学振动特性的处理工艺，其特征在于，所述硅改性蓖麻油制备方法为：
(1)将蓖麻油在100℃下干燥至含水率至5%，然后调节温度至55℃，再进行保温30min；
(2)向保温的蓖麻油中添加其质量3.5-3.8%的氢氧化钠熔融体，以1200r/min转速搅拌2小时，然后加热至150℃，添加蓖麻油质量10%的二甲基二氯硅烷，以1200r/min转速搅拌10min，然后再添加蓖麻油质量0.5%的催化剂，继续搅拌40min，然后自然冷却至室温，即得硅改性蓖麻油。
8.根据权利要求7所述的一种提高桐木声学振动特性的处理工艺，其特征在于，所述催化剂为无水硫酸。
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