木质材料在火场中的热质转化及火灾蔓延与阻滞机理

阻燃防火事关人民生命财产安全。火灾是全世界影响最大的自然灾害之一，木质材料是火灾中的主要可燃物。木质材料在火场中的热质转化及其火灾蔓延与阻滞机理的相关研究，对于减少火灾发生、降低火灾损失具有重要意义。在国家自然科学基金31170521项目资助下，项目组采用现代热分析和传热学实验原理和方法测定了火灾火源和木质材料的温热参数，根据火源温度特征和热释放规律建立了火源与木质材料之间的传热和升温模型；根据不同温度下木质材料的热分解和燃烧特性，热解和燃烧过程中的传热和温度演变规律，确定了木质材料对不同火源的耐受时间；根据传热学理论对火灾中的传热传质过程采用建模仿真的方法建立了火灾条件下的热质转化模型；研究了火源作用下阻燃剂对木质材料阻燃、抑烟、减毒特性的影响规律，发现炭层形成是木质材料燃烧阻滞的核心关键；在研究阻燃剂对火势蔓延和火灾危害影响规律的基础上，建立了火源作用下木质材料的传热升温热解模型。相关研究结果，对于木质材料制造及其家居装饰中的防火减灾设计具有一定的指导意义。 项目执行期间，发表研究论文19篇，其中SCI收录3篇、EI收录9篇，获得国家授权发明专利9项，培养博士1名、硕士3名。获得教育部科技进步二等奖1项，获得湖南省科技进步二等奖1项。

阻燃防火事关人民生命财产安全。火灾是全世界影响最大的自然灾害之一，木质材料是居室火灾中的主要可燃物。木质材料在火场中的热质转化及其火灾蔓延与阻滞机理的相关研究，对于减少火灾发生、降低火灾损失具有重要意义。本项目采用锥形量热等现代分析测试手段、传热学理论和数学建模方法，系统研究居室火灾火源的温度场和热辐射模型、木质材料在火源作用下的传热传质和温度演变规律、木质材料复合配置方式对火场耐受时间的影响规律，在此基础上深入了解和认识阻燃、反射、隔热、吸热、复合配置方式对传热升温燃烧和火势蔓延的阻滞作用规律，获得提高木质材料火场耐受时间的原理和方法，为木质材料制造及其在家具装饰设计中的应用提供阻燃防火的科学理论指导。

本书系统研究了木质材料砂带磨削过程中的磨削力、磨削功率以及表面加工质量，建立了更完善的磨削理论，改善了加工方法，找出了改进和控制木质材料砂带磨削加工质量的方法和手段。

木材作为传统的材料，一直为人类所利用。随着自然资源和人类需求发生变化和科学技术的进步，木材利用方式从原始的原木逐渐发展到锯材、单板、刨花、纤维和化学成分的利用，形成了一个庞大的新型木质材料家族，如胶合板、刨花板、纤维板、单板层积材、集成材、重组木、定向刨花板、重组装饰薄木等木质重组材料，以及石膏刨花板、水泥刨花板、木/塑复合材料、木材/金属复合材料、木质导电材料和木材陶瓷等木基复合材料。

木质材料在建筑、家具、包装、铁路等领域发挥着巨大的作用。在不可再生资源日益枯竭、人类社会正在走向可持续发展的今天，木材以其特有的固碳、可再生、可自然降解、美观和调节室内环境等天然属性，以及强度-重量比高和加工能耗小等加工利用特性，将为社会的可持续发展做出显著贡献。

与其他材料相比，木材具有多孔性、各向异性、湿胀干缩性、燃烧性和生物降解性等独特性质，如何更好地利用这些特性和最大限度地限制其副作用，是木材科学家和工程技术专家长期努力解决的主要问题。林学家也积极参与木材科学研究，从树木的遗传学角度认识和改良木材的基本特性。木质材料主要分为木质板材、木质型材、木质线材、木质片材、竹制品等类别。