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采用常压过热蒸汽对毛白杨(Populus tomentosa Carr.)木材进行热处理,处理温度为160℃、180℃、200℃和220℃,处理时间为3h。研究了热处理对木材导热系数、传热特性、物理力学性能的影响。最后,通过对素材和处理材的复合结构进行研究,优化材料的力学性能和保温性能。结果表明:1、热处理降低了毛白杨木材的导热系数,并且热处理温度越高木材的导热系数越小,基于非稳态热传导结果表明,热处理降低了木材在空气介质中的传热速率。2、木材平衡含水率(EMC)、绝干密度、α-纤维素、半纤维素以及木材孔隙率均影响着毛白杨木材的传热特性,并且木材导热系数与木材平衡含水率(EMC)、绝干密度、α-纤维素、半纤维素之间存在正相关关系,与木材孔隙率之间存在负相关关系。3、木材EMC、绝干密度与木材导热系数所建立的回归模型为:λ=0.428-7.378×10ρ+0.111;木材EMC、α-纤维素、半纤维素、孔隙率与木材导热系数所建立的线性回归模型为:λ=0.087+0.281+0.079+0.089?-0.072。上述提供的两组回归模型均可用于预测或评估毛白杨素材及处理材的导热系数。4、热处理使木材孔隙率容积增大,小于70nm的介孔数量显著增多,从而减小导热系数。5、热处理没有改变结晶区的位置,但热处理对毛白杨木材结晶度的影响较明显,热处理温度为160℃、180℃、200℃和220℃,木材结晶度分别提高了5.5%、11.29%、5.57%和7.19%。在热处理过程中质量损失和结晶度的改变同时影响着木材的力学性能,质量损失主要影响木材的MOR和握钉力,结晶度主要影响木材的MOE,质量损失和结晶度均影响着木材的冲击韧性和表面硬度。6、180℃复合材料(C-T180)和220℃复合材料(C-T220)类别的Parallel和Cross复合材料,其中Parallel复合方式有效的改善了材料的MOR和冲击韧性。而Cross复合材料,由于自然层(热处理材)具有较小的横纹MOR和冲击韧性,即使在受到较小的载荷情况下,仍能够造成断裂,表面却几乎看不出损伤产生,所以在实际生产中不应该考虑Cross复合结构。7、C-T180的parallel复合材料,当厚度比例为3/14/3时,复合材料的MOR和冲击韧性均达到了最大值;C-T220的parallel复合材料,当厚度比例为6/8/6时,复合材料的MOR和冲击韧性均达到了最大值。选择该结构的优化,能够使材料的力学性能达到最大的同时,材料还具备较好的保温性能。厚度比为3/14/3的C-T180导热系数为0.1357 W/(m·K),较毛白杨素材降低11.07%;厚度比例为6/8/6的C-T220导热系数为0.1398 W/(m·K),较毛白杨素材降低8.38%。8、材料厚度比例为4/12/4和3/14/3的C-T180,以及厚度比例为6/8/6的C-T220能够同时满足建筑节能门窗材料的力学性能和导热系数要求,复合材料的保温性能由素材的第6等级上升至第7等级。