生物質(zhì)復(fù)合材料綜述

1、生物質(zhì)復(fù)合材料的研究進(jìn)展摘要:生物質(zhì)炭復(fù)合材料是一種原材料價格低廉，制造成本合理，性能獨(dú)特，具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景的新型炭復(fù)合材料。本文綜述了生物質(zhì)資源狀況、竹炭的特性及研究現(xiàn)狀，著重對多孔固體和生物質(zhì)炭復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能的研究進(jìn)展進(jìn)行了分析，并對生物質(zhì)炭復(fù)合材料目前存在的問題進(jìn)行了分析，對多孔固體材料和生物質(zhì)炭復(fù)合材料的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：生物質(zhì)，復(fù)合材料，研究進(jìn)展我國有比較豐富的生物質(zhì)資源，據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織資料,我國每年有1.1億噸麥秸，居世界第一位。具體到林業(yè)可利用生物質(zhì)方面，我國目前擁有用材林7862.58萬公頃，薪炭林2139萬公頃，竹林484.26萬公頃。每年約有1.5億

2、噸森林采伐剩余物和木材加工產(chǎn)生的廢棄物，每年約有1億噸疏伐樹木整枝生物質(zhì)。這些林業(yè)生物質(zhì)資源為我國林產(chǎn)工業(yè)發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)提供了豐富的原料，展現(xiàn)了林化行業(yè)發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的良好前景。同時，在我國石油資源短缺、能源嚴(yán)重依賴進(jìn)口、“白色污染”嚴(yán)重的背景下，作為可循環(huán)利用天然資源的生物質(zhì)及其廢棄物的資源化利用，具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益，已逐漸成為21世紀(jì)主要的新材料和新能源之一。推動物質(zhì)材料的應(yīng)用，乃至催生一個新的生物質(zhì)材料產(chǎn)業(yè)已成為我國新材料發(fā)展的一個重大方向。1生物質(zhì)資源概述生物質(zhì)是指任何可再生的或可循環(huán)的有機(jī)物質(zhì)，包括專用的能源作物與能源林木，糧食作物和飼料作物殘留物，樹木和木材廢棄物及殘留

3、物，各種水生植物、草、殘留物、纖維和動物廢棄物、城市垃圾和其它廢棄材料。2003年11月在日本召開的第一屆生物基聚合物國際會議上提出了可持續(xù)發(fā)展的生物基聚合物全新概念，對生物基聚合物定義為：生物基聚合物是由可再生資源（如淀粉、秸稈等）、二氧化碳等為原料生產(chǎn)的聚合物。生物質(zhì)資源在中國主要包括農(nóng)業(yè)廢棄物和能源生物資源（能源/化工專用動植物和藻類）。目前，能源生物資源主要是指能源農(nóng)業(yè)、能源林業(yè)種質(zhì)資源,包括現(xiàn)有種質(zhì)資源的挖掘、保護(hù)和開發(fā)及專用品種的培育。同時也包括利用高效能源植物進(jìn)行的規(guī)?；?、商品化的生物質(zhì)原料生產(chǎn)。從國外研究情況來看，生物質(zhì)能源為主的生物質(zhì)資源的開發(fā)利用早已引起世界各國政府和科學(xué)家

4、的關(guān)注。有許多國家都制定了相應(yīng)的開發(fā)研究計劃，如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農(nóng)場和巴西的酒精能源計劃等發(fā)展計劃。其它諸如丹麥、荷蘭、德國、法國、加拿大、芬蘭等國，多年來一直在進(jìn)行各自的研究與開發(fā)，并形成了各具特色的生物質(zhì)能源研究與開發(fā)體系，擁有各自的技術(shù)優(yōu)勢在國內(nèi)，國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃（2005?2020）中，“農(nóng)林生物質(zhì)工程”被列為重大專項之列，并作為國家能源戰(zhàn)略的重要組成部分。通過走農(nóng)業(yè)工業(yè)化之路，解決農(nóng)民的增收和“三農(nóng)”問題。生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)可望在未來15?20年內(nèi)為解決21世紀(jì)中國面臨的能源短缺、環(huán)境污染、食品安全等重大社會經(jīng)濟(jì)問題，乃至全面建設(shè)“小康”社會作出重大貢獻(xiàn)。

5、同時，在由中國工程院主辦的2005年中國生物質(zhì)工程論壇上，活躍在生物質(zhì)工程技術(shù)前沿領(lǐng)域的專家指出，我國發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的時機(jī)已經(jīng)成熟，要不失時機(jī)地利用我國在資源、技術(shù)、人才等方面的優(yōu)勢發(fā)展這一朝陽產(chǎn)業(yè)。田野里不僅生產(chǎn)糧食，還能提供優(yōu)質(zhì)原料生產(chǎn)清潔能源和化工產(chǎn)品，顯著改善生態(tài)環(huán)境。但是，現(xiàn)實與遠(yuǎn)景還有很大差距。生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)為我國提供了一次歷史機(jī)遇，生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)使農(nóng)林廢棄物和污染物無害化、資源化，這是繼傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)由初級農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)向農(nóng)產(chǎn)品加工領(lǐng)域拓展之后，為農(nóng)業(yè)和農(nóng)民增收開辟的第三戰(zhàn)場7o2復(fù)合材料概述復(fù)合材料是指由兩種或兩種以上不同物質(zhì)以不同方式組合而成的材料，它可以發(fā)揮各組元材料的優(yōu)點(diǎn)，克服單一組元的缺

6、陷。復(fù)合材料按用途可分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料，根據(jù)基體種類可分為金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、聚合物基復(fù)合材料和炭基復(fù)合材料等，按增強(qiáng)（韌）相可分為顆粒增強(qiáng)、晶須增強(qiáng)或纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、電子電氣、建筑、體育器材、醫(yī)療器械等領(lǐng)域，近幾年更是得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。復(fù)合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草或麥秸增強(qiáng)粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復(fù)合而成。20世紀(jì)40年代，因的需要，發(fā)展了玻璃纖維增強(qiáng)塑料（俗稱玻璃鋼），從此出現(xiàn)了復(fù)合材料這一名稱。50年代以后，陸續(xù)發(fā)展了碳纖維、和硼纖維等高強(qiáng)度和高模量纖維。70年代出現(xiàn)了芳綸纖維和碳

7、化硅纖維。這些高強(qiáng)度、高模量纖維能與合成樹脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體或鋁、鎂、鈦等金屬基體復(fù)合，構(gòu)成各具特色的復(fù)合材料?，F(xiàn)代高科技的發(fā)展離不開復(fù)合材料，復(fù)合材料對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有著十分重要的作用。復(fù)合材料的研究深度和應(yīng)用廣度及其生產(chǎn)發(fā)展的速度和規(guī)模，已成為衡量一個國家科學(xué)技術(shù)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一。進(jìn)入21世紀(jì)以來，全球復(fù)合材料市場快速增長，亞洲尤其中國市場增長較快。2003?2008年間中國年均增速為15%,印度為9.5%,而歐洲和北美年均增幅僅為4%o2007年中國（大陸）行業(yè)中，復(fù)合材料玻璃纖維產(chǎn)量160萬噸，其中115.5萬噸用于玻璃鋼（FRP）工業(yè)；不飽和聚酯樹脂（U

8、PR）產(chǎn)量135萬噸，其中68.8萬噸用于玻璃鋼領(lǐng)域、占51%乙烯基樹脂產(chǎn)量12640噸，膠衣樹脂產(chǎn)量15870噸。2008年我國復(fù)合材料整個行業(yè)全年經(jīng)濟(jì)運(yùn)行平穩(wěn)，產(chǎn)量增長達(dá)12%fc右。行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)全年實現(xiàn)工業(yè)增加值86.7億元，工業(yè)總產(chǎn)值258億元，新產(chǎn)品產(chǎn)值11.6億元，銷售產(chǎn)值253億元?，F(xiàn)階段，我國玻璃鋼、復(fù)合材料行業(yè)面臨一個新的大發(fā)展時期，如城市化進(jìn)程中大規(guī)模的市政建設(shè)、新能源的利用和大規(guī)模開發(fā)、環(huán)境保護(hù)政策的出臺、汽車工業(yè)的發(fā)展、大規(guī)模的鐵路建設(shè)、大飛機(jī)項目等。在巨大的市場需求牽引下，復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將有很廣闊的發(fā)展空間。從2010年年初起，國家發(fā)改委、科技部、財政部、工信

9、部四部委聯(lián)合制定下發(fā)了關(guān)于加快培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定代擬稿，經(jīng)過半年的意見征求，主要領(lǐng)域從7個擴(kuò)為9個，其中“新材料”中分列了特種功能和高性能復(fù)合材料兩項。在“十大產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃”之后，“戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”已經(jīng)被認(rèn)為是振興經(jīng)濟(jì)的又一重大舉措，此后的政府大規(guī)模投資也被市場普遍期待，所以這也被認(rèn)為是繼國家“4萬億”投資計劃之后又一個大型產(chǎn)業(yè)投資計劃。3復(fù)合材料領(lǐng)域的國際前沿?zé)狳c(diǎn)及進(jìn)展3.1金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料是包括顆粒、晶須、纖維增強(qiáng)金屬基體的復(fù)合材料。金屬基復(fù)合材料兼具金屬與非金屬的綜合性能，材料的強(qiáng)韌性、耐磨性、耐熱性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性及耐候性能適應(yīng)廣泛的工程要求，且比強(qiáng)度、比模量及耐熱性超過

10、基體金屬，對航空航天等尖端領(lǐng)域的發(fā)展具有重要作用。在該類材料中，所用基體金屬包括輕合金（鋁、鎂、鈦）、高溫合金與金屬間化合物，以及鋼、銅、鋅、鉛等；增強(qiáng)纖維包括炭（石墨）、碳化硅、硼、氧化鋁、不銹鋼及鉤等纖維；增強(qiáng)顆粒包括碳化硅、氧化鋁、氧化錯、硼化鈦、碳化鈦、碳化硼等；增強(qiáng)晶須包括碳化硅、氧化硅、硼酸鋁、鈦酸鉀等。以上各種基體和增強(qiáng)體可組成大量金屬基復(fù)合材料，但目前多數(shù)處于研發(fā)階段，只有少數(shù)得到應(yīng)用。如硼、石墨纖維增強(qiáng)鋁（鎂）用于衛(wèi)星、航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)、空間望遠(yuǎn)鏡部件，碳化硅纖維與顆粒增強(qiáng)鈦合金用于大推比飛機(jī)壓氣機(jī)部件，顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料（PRA）廣泛用于航空、航天及汽車、電子領(lǐng)域。在金屬基復(fù)

11、合材料中顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料最具發(fā)展?jié)摿ΑＴ摬牧暇哂斜葟?qiáng)度和比模量高，耐磨性、阻尼性及導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)異性能。其主要應(yīng)用領(lǐng)域一是航空、航天和軍事領(lǐng)域，二是汽車、電子信息和高速機(jī)械等民用領(lǐng)域。發(fā)展目標(biāo)是代替鋁合金、鈦合金、鋼等用于制造高性能的構(gòu)件，減重并提高性能和儀器精度。電子器件用金屬基復(fù)合材料使用性能要求高、用量大，將成為金屬基復(fù)合材料最主要的發(fā)展方向之一。汽車、高速列車和高速機(jī)械用金屬基復(fù)合材料是當(dāng)前及今后另一個重要研究方向。鋁基復(fù)合材料（如SiCp/Al）具有重量輕、導(dǎo)熱性好和耐磨的特點(diǎn)，是一種新型的剎車盤、活塞、連桿材料，成為汽車及高速列車輕量化的關(guān)鍵新材料。3.2陶瓷基復(fù)合

12、材料陶瓷基復(fù)合材料（CMC的增韌材料主要有碳纖維（CF）、碳化硅纖維（SiCf）、玻璃纖維、氧化物纖維,以及碳化物和氧化物顆粒等，基體材料主要有氧化物陶瓷、碳化物陶瓷和氮化物陶瓷等。CMC中類繁多，由于其“耐高溫和低密度”特性優(yōu)于金屬和金屬間化合物，因而美國、英國、法國、日本等發(fā)達(dá)國家一直把CM3U為新一代航空發(fā)動機(jī)材料的發(fā)展重點(diǎn)，而連續(xù)纖維增韌的CMC是重中之重。Cf/SiC、SiCf/SiC和SiCf/A1203等連續(xù)纖維增韌的CMCX有耐高溫、密度低、耐腐蝕、類似金屬的斷裂行為、對裂紋不敏感和沒有災(zāi)難性損毀的特點(diǎn)。目前,Cf/SiC、SiCf/SiC和SiCf/A1203等連續(xù)纖維增韌的

13、CMCE在推重比9?10級的多種型號軍用發(fā)動機(jī)和民用發(fā)動機(jī)中等載荷靜止件上試驗成功，主要試驗應(yīng)用的部位有燃燒室、燃燒室浮壁、渦輪外環(huán)、火焰穩(wěn)定器和尾噴管（矢量噴管）調(diào)節(jié)片等。實踐表明，航空發(fā)動機(jī)采用CMC勾件大大節(jié)約了冷卻氣量，提高了工作溫度，降低了結(jié)構(gòu)重量并提高了使用壽命。美國、英國和法國在推重比5-20發(fā)動機(jī)的研制中，CMC!成為不可缺少的材料，應(yīng)用部位顯著增加，目前已進(jìn)行了大批試驗和應(yīng)用。在CMCfr碳化硅陶瓷基復(fù)合材料還是一種新型制動材料。3.3聚合物基復(fù)合材料聚合物基復(fù)材料（PMC謔以熱固性或熱塑性樹脂為基體材料和另外不同組成、不同性質(zhì)的短切的或連續(xù)纖維及其織物復(fù)合而成的多相材料。常

14、用的增強(qiáng)纖維材料有玻璃纖維、碳纖維、高密度聚乙烯纖維等。聚合物基復(fù)合材料密度低、比強(qiáng)度高，耐腐蝕、減振性能好，模量高和熱膨脹系數(shù)低，是一種高性能工程復(fù)合材料，廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天和軍事等領(lǐng)域。聚合物基復(fù)合材料應(yīng)用于汽車，可顯著減輕汽車自重，降低油耗，提高汽車安全舒適性，降低汽車的制造與使用綜合成本。另外聚合物基復(fù)合材料在交通、建筑、環(huán)保體育用品等方面的應(yīng)用也日趨廣泛，已占復(fù)合材材料天地47料用量的90%以上。在民用領(lǐng)域，某些功能性聚合物基復(fù)合材料具有防靜電、抗菌除臭的效果，市場上出現(xiàn)的抗菌冰箱，無菌塑料餐具等便是這種技術(shù)的應(yīng)用。自20世紀(jì)90年代以來，納米技術(shù)和納料材料得到飛速發(fā)展，科學(xué)家

15、將具有納米尺寸（小于100nn）的金屬或金屬氧化物材料采用填充、共混、增強(qiáng)等技術(shù)分布于聚合物基體中，利用納米材料獨(dú)特的小尺寸效應(yīng)、界面效應(yīng)及量子效應(yīng)引起的一系列特異的聲、光、熱、電等性能，開發(fā)出具有特殊功能的聚合物基納米復(fù)合材料，能吸收和衰減電磁波、減少反射和散射，用于隱形飛機(jī)、隱形軍艦等其他需要電磁波屏蔽場所的涂敷。3.4炭/炭復(fù)合材料炭/炭（C/C）復(fù)合材料是以碳纖維增強(qiáng)炭基體的復(fù)合材料，其使用溫度高達(dá)2000°C以上，密度低于2.0g/cm3,比強(qiáng)度是高溫合金的5倍,是一種優(yōu)秀的輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料。從20世紀(jì)60年代美國NASA勺Apollo登月計劃實施以來，C/C復(fù)合材料已成為

16、航空航天領(lǐng)域不可替代的熱結(jié)構(gòu)材料。當(dāng)今，無論是火箭發(fā)動機(jī)噴管、導(dǎo)彈的再入防護(hù)，還是航空剎車副，C/C復(fù)合材料都是首選材料。C/C復(fù)合材料早在20世紀(jì)70年代末80年代初已成功用于航天飛機(jī)的鼻錐帽和機(jī)翼前緣，滿足了航天飛機(jī)多次往返飛行的需求。C/C復(fù)合材料在高溫非結(jié)構(gòu)方面因能夠很好地滿足各種苛刻技術(shù)要求而嶄露頭角，其應(yīng)用正向多個方向發(fā)展，其中最重要的應(yīng)用對象有：火箭噴管；導(dǎo)彈鼻錐（端頭帽）。更具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用是在多次重復(fù)的高溫氧化環(huán)境下長期工作初級或次級承力結(jié)構(gòu)，這是當(dāng)前C/C研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。C/C復(fù)合材料還是一種優(yōu)異的航空剎車材料，它不僅重量輕、壽命長、熱容大，而且工作更加可靠。因此，國內(nèi)外

17、新一代的飛機(jī)（無論是民航機(jī)還是軍用機(jī)），其剎車副已大多采用C/C復(fù)合材料，它代表了新型航空剎車材料的發(fā)展方向。4功能性生物質(zhì)炭復(fù)合材料的研究進(jìn)展利用生物質(zhì)生產(chǎn)一些材料的替代品也是將來材料發(fā)展的一個方向，如利用生物質(zhì)熱壓成板材，中國林科院木材工業(yè)研究所對利用農(nóng)業(yè)剩余物秸稈作原料生產(chǎn)人造板重大課題進(jìn)行了研究，并獲得了國家專利。1200萬噸可供作人造板生產(chǎn)原料，生產(chǎn)約2000萬方人造板，可代替6000萬方木材。目前，世界人造板產(chǎn)量的15%?20海利用農(nóng)業(yè)剩余物生產(chǎn)的。秸稈熱壓板材具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、剖面密度均勻等特點(diǎn)，并且經(jīng)特殊處理后還對阻燃、防火、防蟲。利用生物質(zhì)炭本身具有的吸附性、研磨性、吸光性、

18、隔熱性和較強(qiáng)的反應(yīng)性，再加上復(fù)合的其它材料的性能，制成新的具有特殊用途的功能材料，是開發(fā)生物質(zhì)炭的新用途的重要途徑。目前國內(nèi)生物質(zhì)炭化復(fù)合材料的研究非常有限，且主要集中于對木陶瓷和C/C復(fù)合材料的研究。在日本崗部敏弘于1990年首次提出木陶瓷后，李淑君等他、李堅等對木陶瓷的生產(chǎn)工藝、力學(xué)性能進(jìn)行了研究，并采用低溫氮吸附法對比木炭研究了木陶瓷的孔隙結(jié)構(gòu)。林銘等問對不同材料制造木陶瓷得炭率和硬度進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：試樣的得炭率和硬度隨升溫速率升高而減??；材質(zhì)不同，碩度差異顯著；該研究結(jié)果為木陶瓷的生產(chǎn)和利用提供了科學(xué)的理論依據(jù)。謝志勇等購對氈體密度對C/C復(fù)合材料增密和結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了研究，研究

19、表明，化學(xué)氣相滲透工藝增密速度隨氈體密度的增加呈下降趨勢，而較高的氈體密度有利于獲得較高石墨化度的高結(jié)構(gòu)的粗糙層結(jié)構(gòu)（RL）熱解炭。韓紅梅等人對C/C復(fù)合材料高溫力學(xué)行為進(jìn)行了研究，研究表明，界面在C/C復(fù)合材料中起著重要作用，界面狀態(tài)的改變會直接影響材料的破壞方式及力學(xué)性。陳騰飛的對基體炭結(jié)構(gòu)對C/C復(fù)合材料的界面結(jié)合強(qiáng)度的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：基體炭的結(jié)構(gòu)和類型影響炭纖維，基體炭間的界面強(qiáng)度，粗糙層熱解炭與炭纖維間的界面強(qiáng)度比光滑層熱解炭的高，而樹脂炭和瀝青炭由于與炭纖維間存在化學(xué)鍵合，因而界面強(qiáng)度較高。曹偉等EG對C/C復(fù)合材料CVI工藝的各種結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了研究,指出對C/C復(fù)合材料

20、CVI工藝的精確數(shù)值模擬必須建立在完備的、精確的動力學(xué)描述的基礎(chǔ)上，需對熱解炭的沉積機(jī)理以及沉積過程有清楚的認(rèn)識，對預(yù)制體結(jié)構(gòu)的變化有準(zhǔn)確的描述；而目前這兩方面都還有待于進(jìn)一步探索。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，竹炭已不再是一種簡單的能源性材料，對其利用的范圍和領(lǐng)域?qū)訉拸V。尤其是納米技術(shù)和高新材料制備技術(shù)的發(fā)展使竹炭的應(yīng)用范圍擴(kuò)大到整個材料領(lǐng)域，其作為環(huán)保材料和功能性材料將會取得更為廣泛的應(yīng)用。把導(dǎo)電性的竹炭粉和助劑混合后裝入衣物、織物、蒲團(tuán)、枕頭、帽子、墊子和寵物用具等物品中縫合或黏合，具有空氣清凈、按摩、消臭、抗紅外線、調(diào)溫調(diào)濕、抗菌和抑制毒性的作用。因此由竹炭開發(fā)的上述保健炭枕、床墊、坐墊等

21、生活用品十分有利于健康購。張齊生等成功地把不具催化性能的納米材料負(fù)載到竹炭上，使竹炭的性質(zhì)發(fā)生根本的變化，得到了納米改性竹炭光催化吸附、殺菌劑，使竹炭的吸附作用和納米材料的優(yōu)異性能得到了完善的結(jié)合。納米改性竹炭催化吸附、殺菌劑材料除了具有較強(qiáng)的吸附能力外，同時具有很好的抑菌、殺菌能力，能將吸附過來的有毒、有害物質(zhì)分解為無毒、無害的二氧化碳和水，也能將吸附過來的細(xì)菌殺死，起到殺菌的作用o利用納米技術(shù)將竹炭粉化，再通過熔融紡絲程序把竹炭均勻地融入聚酯纖維中，從而制成竹炭纖維，竹炭纖維在日本市場有“黑鉆石”的美譽(yù)，不僅具有自然和環(huán)保特性，更有抗菌、負(fù)離子等多種功能，適用于生產(chǎn)貼身衣物和防護(hù)型紡織品3

22、。目前日本正在進(jìn)行大型的研究計劃，利用竹炭極好的電磁特性開發(fā)可用于磁懸浮列車的超導(dǎo)體材料。生物質(zhì)炭復(fù)合材料研究還處于初始階段，因其具有耐火、防腐防霉、熱膨脹系數(shù)低、吸振性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，開始引起科技工作者的關(guān)注。目前國內(nèi)在生物質(zhì)炭化復(fù)合材料領(lǐng)域的研究非常有限，大量的資源得不到利用，更談不上相關(guān)的新材料開發(fā)。目前主要存在的問題和發(fā)展方向有以下幾點(diǎn)：1）國內(nèi)外在生物質(zhì)固化成型方面進(jìn)行了大量的研究，“八五”期間，我國重點(diǎn)對生物質(zhì)固體成型技術(shù)進(jìn)行了科技攻關(guān)，引進(jìn)國外先進(jìn)機(jī)型，經(jīng)消化、吸收，研制出各種類型的適合我國國情的生物質(zhì)壓縮成型機(jī)，其螺桿使用壽命達(dá)500h以上，屬國際先進(jìn)水平。但粉體炭化材料的固體

23、成型工藝和設(shè)備的研究尚未成熟，離實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)炭化復(fù)合材料還有較大距離。2）對竹炭等生物質(zhì)炭的物理性質(zhì)、力學(xué)性能、特殊功能等方面進(jìn)行了一定的研究，表明竹炭等生物質(zhì)炭是環(huán)境友好型的多功能材料，為其精深加工提供了一定的依據(jù)。但各種添加劑對其成型后所具備的功能及其影響機(jī)理尚未可知。3）生物質(zhì)炭化復(fù)合材料的耐火、防腐、防霉等功能已較明確，但缺少從化學(xué)成分、微觀結(jié)構(gòu)、加工工藝3個方面進(jìn)行理論研究，使得生物質(zhì)炭復(fù)合材料無法產(chǎn)業(yè)化。4）金屬、聚合物、玻璃和陶瓷等發(fā)泡體多孔固體作為一種優(yōu)秀的工程材料，具有功能和結(jié)構(gòu)的雙重屬性，是一類廣為使用而又具有巨大應(yīng)用潛力的功能結(jié)構(gòu)材料，其結(jié)構(gòu)與性能的研究已達(dá)到較高水平。

24、而作為天然改性多孔固體的生物質(zhì)炭復(fù)合材料，其結(jié)構(gòu)和性能相關(guān)性研究還處于初始階段,結(jié)構(gòu)和性能模型化將是其發(fā)展方向。參考文獻(xiàn)：1周義德，王方，岳峰？我國生物質(zhì)資源化利用新技術(shù)及其進(jìn)展J?節(jié)能，2004,10:8-11.2孫振鈞.中國生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)及發(fā)展取向J?農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2004,20(5):1-5.3 SteiningerKW,VorabergerH.ExploitingthemediumtermbiomassenergypotentialsinAustria:acomparisonofcostsandmacroeconomicimpactJ.EnvironmentalandResourceEconomics,2003,24(4):359-377.4 LinDAI?Thedevelopmentandprospectiveofbio-energytechnologyinChinaJ?Biomassandbio-energy,1998,15(2):181-186.5 Demirba§A.Energybalance,energysources,energypolicy,futuredevelopmentsandenergyinvestmentsinTurkeyJ?EnergyConversionandManagement,2001,42(10):12