مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

تأثیر ابعاد خرده چوب و جهت نمونه بر سرعت امواج فراصوت و برخی خواص مکانیکی تخته خرده چوب ساخته شده از چوب صنوبر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد چالوس
2 دانشگاه آزاد اسلامی واحد چالوس
10.22034/ijwp.2024.2022518.1648
چکیده
بیان مساله و اهداف: امروزه در فرایند کنترل کیفیت محصولات، استفاده از آزمون‌های مخرب در حال جایگزین شدن با آزمون‌های غیرمخرب هستند. تکنیک امواج فراصوت یکی از روش‌های آزمون‌های غیرمخرب است. با استفاده از این تکنیک، اگر بتوان بین سرعت امواج فراصوت با خواص فیزیکی و مکانیکی مختلف چوب و سایر فراورده‌های چوبی ارتباطی پیدا کرد، آنگاه می‌توان از این تکنیک در کنترل کیفی آن ماده استفاده کرد. هدف این تحقیق، بررسی وجود ارتباط بین سرعت امواج فراصوت در جهات مختلف (طولی، عرضی و ضخامتی) تخته‌خرده‌چوب‌های ساخته شده با خرده‌چوب‌های ریز و درشت صنوبر با مدول الاستیسیته، مدول گسیختگی و چسبندگی داخلی تخته‌ها می‌باشد تا در صورت وجود ارتباط، بتوان از این تکنیک در صنعت به جای روش‌های مخرب کنترل کیفیت استفاده نمود. 
مواد و روشها: در این تحقیق، ابتدا با استفاده از گرده‌بینه‌های صنوبر و رزین اوره فرمالدهید، دو نوع تخته‌خرده-چوب از خرده‌چوب‌های ریز و خرده‌چوب‌های درشت، با دانسیته 7/0 گرم بر سانتی‌متر مکعب و ضخامت 16 میلی‌متر تولید شد. دمای پرس 170 درجه سانتیگراد، فشار پرس 200 بار و زمان پرس نیز 5 دقیقه بود. آنگاه پس از متعادل سازی و برش نمونه‌های آزمونی از تخته‌خرده‌چوب‌های تولیدی، با استفاده از تکنیک فراصوت، سرعت امواج فراصوت در جهات مختلف (طولی، عرضی و ضخامتی) نمونه‌های آزمونی محاسبه گردید. در مرحله بعد مدول الاستیسیته، مدول گسیختگی و چسبندگی داخلی در همان نمونه‌های آزمونی توسط آزمون مخرب اندازه گیری شد. سپس در مرحله تجزیه و تحلیل آماری، همبستگی بین سرعت امواج فراصوت با خواص مکانیکی اندازه‌گیری شده، تعیین گردید.
نتایج: بر اساس نتایج، تأثیر جهت نمونه‌، بر سرعت امواج فراصوت در نمونه‌های خمش استاتیک و چسبندگی داخلی و تأثیر ابعاد خرده چوب (ریز و درشت) نیز بر سرعت امواج فراصوت در نمونه‌های چسبندگی داخلی معنی‌دار گردید. بیشترین میانگین سرعت امواج فراصوت در جهت طولی و کمترین آن در جهت ضخامتی نمونه‌ها اندازه‌گیری شد. ضمناً همبستگی بین سرعت امواج فراصوت با مدول گسیختگی در جهت طولی  نمونه‌های ساخته شده از خرده-چوب‌های ریز و نیز خرده‌چوب‌های درشت معنی‌دار شد. ضمن آن که همبستگی بین سرعت امواج فراصوت با چسبندگی داخلی در جهت ضخامتی نمونه‌های ساخته شده از خرده‌چوب‌های ریز و نیز خرده‌چوب‌های درشت معنی‌دار گردید.
نتیجه‌گیری: با توجه به معنی‌دار بودن همبستگی بین سرعت امواج فراصوت در جهت طولی تخته‌های ساخته شده از خرده‌چوب‌های ریز و نیز درشت با مدول گسیختگی آنها، می‌توان از تکنیک فراصوت برای پایش مدول گسیختگی تخته‌خرده‌‌چوب‌ها در خط تولید استفاده کرد. همچنین نظر به معنی‌دار بودن همبستگی بین سرعت امواج فراصوت در جهت ضخامتی تخته‌های ساخته شده از خرده‌چوب‌های ریز و نیز درشت با چسبندگی داخلی آنها، می‌توان از تکنیک فراصوت برای کنترل کیفیت چسبندگی داخلی تخته‌خرده‌‌چوب‌ها در صنعت استفاده کرد. در نهایت چنین نتیجه‌گیری می‌شود که با اندازه‌گیری سرعت امواج فراصوت در جهات طولی و ضخامتی تخته‌خرده‌چوب در خط تولید، می‌توان به صورت غیر مخرب خواص مکانیکی آن را کنترل کرد.  
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Ross, R.J., Zerbe, J.I., Wang Xiping, Green, D.W., and Pellerin, R.F., 2005. Stress wave nondestructive evaluation of Douglas-fir peeler cores. Forest Products Journal, 55(3), pp. 90–94.
[2] Kazemi Najafi, S., 2011. Introduction on wood nondestructive test. NDT workshop, Tarbiat Modares University.
[3] Bucur, V., and Feeney, F.,1992. Attenuation of Ultrasound in solid Wood. Ultrasonics, 30(2), pp. 76-81.
[4] Sun, Y.G., Arima, T., 1999. Structural mechanics of wood composite materials II: Ultrasonic propagation mechanism and internal bondin of particleboard. Journal of Wood Science 45(3), pp.221–226.
[5] Bekhta, P.A., Niemz, P., Kucera, L., 2000. The study of sound propagation in the wood-based composite materials. In: Proceedings of the 12th International Symposium on Nondestructive Testing of Wood University of Western Hungary, Sopron, 13-15 September 2000.
[6] Kazemi Najafi, S., Abbasi Marasht, A., Ebrahimi, Gh., 2006. An Investigation of Ultrasonic Velocity and Mechanical Prperties along Different Angles in Particlebard, Iranian journal Natural Resources, 58(4), pp.899-908. (In Persian).
[7] Arabi, M., Faezipour, M., Layeghi, M., Enayati, A.A., 2011. Interaction analysis between slenderness ratio and resin content on mechanical properties of particleboard. Journal of Forestry Research, 22(3), pp.461-464.
[8] Saffari, M., Ranjbar, M.R., Ghavidel, M.A. and Hosseinzadeh, A., 2015. Evaluation of mechanical properties of homogeneous and layered particleboards using ultrasonic technique. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 30(2), pp.341-349. (In Persian).
[9] Van Duong, D., Hasegawa, M., 2024. Relationship between acoustic wave velocity and mechanical properties in Acacia mangium wood. Maderas, Ciencia y tecnologia, 26(33), pp.1-10.
 
[10] Guntekin, E., 2023. Determination of Elastic Constants for Scots Pine Wood Using Ultrasound. Turkish Journal of Forestry, 24(4), pp.399-402.
[11] Engehausen, N., Benthien, J. T., Ludtke, J., 2024. Influence of Particle Size on the Mechanical Properties of Single-Layer Particleboards. Fibers, 12(4):32.
 [2] Saba, N., Jawaid, M., Alothman, O.Y., Inuwa, I.M. and Hassan, A., 2017. A review on potential development of flame retardant kenaf fibers reinforced polymer composites. Polymers for Advanced Technologies, 28(4), pp.424-434.