杨木刨花板炭化痕迹特征研究

　　摘要：杨木刨花板在炭化的过程中会呈现不同的特征，我们通过研究杨木刨花板的炭化留下的特征痕迹来进一步研究杨木刨花板的性质，对杨木刨花板有一个更加清晰的了解。文章采用两种方法对杨木刨花板进行炭化，一种是明火直接进行燃烧，第二种是通过热辐射的方法使杨木刨花进行炭化。这两方法获得炭化后的刨花其主要目的是为进一步研究刨花板受热炭化的痕迹特征。
　　关键词：刨花板；炭化痕迹；裂纹；火灾调查
　　刨花板的生产主要材料包括杨树，松树，桦树等木材的刨花。由于刨花板的制作材料主要以木材刨花为主因此具有可燃性。木材在燃烧的过程中会出现炭化现象。由于受到时间和温度的不同，木材的炭化痕迹特征也会发生不同的改变。文章的作者通过实验来研究杨树刨花在不同的时间温度条件下发生炭火所产生的不同的痕迹特征进而，研究火灾发生的时间，发生的原因等等。实验研究中主要采用两种方法取得刨花炭化过程，一种是直接引燃法，另一种是热辐射方法。
　　一、试样制备
　　我们前面已经讲到了获得实验试样的两种方法，一种直接引燃放。这一方法要求我们在实验开始前准备刨花原材料为三层刨花板，其中采用刨花板为表层的薄小的特质微型刨花，以及板芯中的厚大的粗刨花。刨花板使用的胶凝材料为脲醛树脂。在实验开始前要求对刨花板试样的密度进行测量，同时还要对刨花的含水率。同时做好记录。明火引燃法的准备工作完成后，要对刨花进行燃烧。将刨花放在液化气罩上点火。明火直接引燃法在进行过程中要根据不同的燃烧时间进行，不同的记录和观察。另一种方法是采用高温辐射装置，讲温度升到较高时，我们将杨木刨花放置电炉装置上，使其进行燃烧。记录不同的时间进而获得不同的炭化样品。在完成试样的制备后我们要对试样进行观察。这一观察主要包括两个方面，一种是宏观形式的观察，记录杨木刨花的形状，性质。另外采用微观观察的方法，利用电子显微镜对刨花的燃烧炭化痕迹的裂纹进行观察。并对观察的内容进行详细的记录，为实验的分析过程做准备。
　　二、实验的结果分析研究
　　（一）刨花板在炭化后所表现出的宏观痕迹特征
　　刨花板在炭化的过程中，由于炭化的方法不同因此获得炭化的表现形式不尽相同。首先在明火的作用下，刨花板被燃烧后就会迅速的出现卷翘的现象，同时刨花板的周围出开始随着燃烧的进行出现一定的散落的表层刨花。当燃烧的时间进行到一定的阶段后，刨花板板芯开始燃烧，板芯的颜色发生变化，同时呈现出不规则的多边形。燃烧的时间越长，板芯炭化的成度越深。表现在炭化的厚度，以及炭化过程中裂纹深度变深，宽度加大。
　　采用热辐射进行刨花的炭化时，我们主要采用电炉进行刨花板的炭化过程。当电炉通电后，加热盘开始升温，达到一定的温度后将杨木刨花放在，炉盘进行加热至燃烧，进而获得炭化的刨花。通过实验我们能够发现利用热辐射进行刨花炭化过程中，即使刨花已经燃烧但是也没有出现刨花边缘的翘卷现象。但是相同的是，刨花的炭块呈现出不规则的形状。随着时间的推移热辐射温度的提升，刨花炭化的裂痕开始出现加宽，加厚的现象。
　　（二）刨花板炭化层微观形貌
　　对于刨花炭化后的试件我么要进行仔细的观察，通过观察我们发现不同方法获得的不同的炭化试件的包面形态，性状不尽相同。但是两种方法之间仍旧存在相同的地方。利用显微镜我们发现刨花颗粒之间的密度开始变小，同时胶凝材被均匀的填充在刨花之间。很多炭化后的刨花之间的距离分布比较均匀。谈话后的试件表面会出现一层薄薄的白色沉积物质。这一沉积物的厚度同天然的木材之间存在较大的差别。一般来说通过明火引燃的刨花其炭化后的炭层微观形貌特点是，木炭的表面纹孔比较通透，如果炭化过程中温度增加时，纹孔的内壁会越来越薄，孔状会更加明显。
　　（三）刨花板炭化痕迹分析
　　针对炭化后的刨花板来说，通过图形软件进行分析我们得出了不同的结果。对于不同的引燃方式获得的炭化试件，其外观的表现状态不尽相同。利用明火引燃的试件在温度超过一定的数值之后，其裂痕会迅速增加。而通过热辐射获得炭化后的试件，其裂痕发生变化时的温度同明火引燃时的温度变化值不同。存在一定的差异性。
　　三、分析与讨论
　　杨木刨花板在进行炭化的过程中一般要经历以下的四个阶段。主要是刨花板受热分解后水分蒸发过程、热分解过程、炭化过程、以及燃烧过程。通过实验我们能够比较清晰的得出结论，杨木刨花的炭化过程与木材的炭化过程基本相同。不同之处在于杨木刨花板的内部含有一定量的胶凝材料，在其炭化的过程中会出现一定的化学物质，参杂在刨花板的炭化试件中。另外由于温度的迅速提升，木质素中的半纤维素，以及纤维素发生热分解。在通过显微镜的情况下我们能够观察到，刨花板炭化细胞壁表面变得比较光滑，我们可以推测此种覆盖物质为板材制作过程中添加的胶凝材料。对于炭化刨花板材料来说，燃烧的时间越长，内部物质的分解也就越充分，非炭类物质也就会被更加充分的排斥出来。这时碳分子的相互作用空间变小，相互间的吸引力增加。线性收缩率会变大。通过这类分析我们能够更好的分析火场的实际情况。
　　四、结语
　　总而言之，随着我国科学技术水平的发展提升，以及对刨花板材的了解分析，能够比较系统的掌握刨花板材的整体性质。不仅包括其使用性，同时还包含了板材炭化后的性质和状态。文章通过研究刨花板材炭化后表现出的不同的性状，是我们进一步了解杨树刨花的性质，归纳总结为，不同的时间和温度对刨花炭化所产生的影响不尽相同，明火引燃的刨花会出现卷翘现象，温度增加时细胞管壁会变得光滑等等。上述刨花性质的总结为以后更好的利用杨树刨花打下了基础。
　　参考文献：
　　〔1〕刘义祥。火灾调查〔M〕。北京：机械工业出版礼，2012。
　　〔2〕赵敏，刘玲。炭化自松表面微观结构和成分分析〔J〕。消防科学与技术，2008，27（2）：8385。