1、畢業論文中文摘要國槐生物質育苗缽力學特性研究摘 要目前，我國對于蔬菜的培育多采用的時容器育苗，容器育苗在起苗和栽種的過程中對苗木的根系損傷較小，成活率高，且周期較短，有著其獨特的優點。生物質作為一種廢棄資源，采用生物質育苗缽可在土壤中自動降解，且實現了對廢棄物的再利用。本文以國槐廢棄物為原料，通過育苗缽力學性能單因素試驗來進行各個工藝參數對育苗缽成型效果的研究，從而確定出成型效果最佳的一組工藝參數。主要研究內容及結果如下：本文將育苗缽的力學性能作為成型效果的標準，以跌落破損率和承壓破損率作為力學性能的評價指標，查閱大量相關文獻，確定出影響育苗缽力學性能的主要工藝參數有：顆粒度大小、粘結劑比例（

2、這里的粘結劑比例是指物料與粘結劑的質量之比，下同）、成型壓力、保壓時間等。通過單因素試驗研究各個參數對育苗缽的密度、力學性能的影響情況，來確定出成型效果最佳的一組參數。通過對單因素試驗分析，結合各因素對跌落破損率、承壓破損率、密度的影響，確定了育苗缽力學性能最好的工藝參數組合，即物料顆粒度直徑小于0.16mm、物料與粘結劑的質量之比為1：1.4、成型壓力為14Mpa、保壓時間為12min，在該條件下成型的育苗缽平均密度為0.9g/cm3左右，跌落破損率在0.08%0.09%左右，承壓破損率在0.1%0.15%左右。關鍵詞：國槐廢棄物；生物質育苗缽；工藝參數；力學特性畢業論文英文摘要Study

3、on the mechanics characteristics of the seedling of biomass in the countryAbstractAt present, China's vegetable cultivation of more time container seedling, container seedling in the process of seedling and planting of seedlings on the root system damage is small, high survival rate, and shorter

4、 cycle, has its unique advantages. Biomass as an abandoned resource, the use of biomass seedling can be automatically degraded in the soil, and the reuse of waste. In this paper, the national waste as raw material, through the seedling zirconium mechanics performance single-factor test to carry out

5、various process parameters on the seedling molding effect of the study, so as to determine the best molding effect of a set of process parameters. The main research content and results are as follows: This paper takes the technical properties of seedlings as the standard of molding effect, takes the

6、 drop breakage rate and the pressure breakage rate as the evaluation index of the hydraulic performance, consults a large number of relevant literature, and determines the main process parameters that affect the performance of seedlings' urchins: particle size, binder ratio (the bonding agent ra

7、tio here refers to the ratio of material to the quality of the binder, the same below), molding pressure, holding time, etc. Through the single-factor test, the influence of each parameter on the density and mechanics of seedlings is studied, and a set of parameters with the best molding effect is d

8、etermined. Through the analysis of single-factor test, combined with the influence of each factor on drop breakage rate, pressure breakage rate and density, the combination of process parameters with the best performance of seedling crucible mechanics was determined, that is, the particle size diame

9、ter of the material is less than 0.16mm, the ratio of material to binder quality is 1:1.4, and the molding pressure is 14Mp a, the holding time is 12min, under this condition, the average density of the molded nursery is about 0.9g/cm3, the drop breakage rate is about 0.08% to 0.09%, and the pressur

10、e breakage rate is about 0.1% to 0.15%.Keywords: national waste; Biomass seedlings; Process parameters; Mechanics目 錄1 引言11.1選題目的與意義11.2國內外研究現狀21.2.1國外育苗缽研究現狀21.2.2國內育苗缽研究現狀21.3實驗方法與內容32 國槐生物質育苗缽力學性能測試42.1實驗設備42.2國槐生物質育苗缽力學性能影響因素及評價指標62.2.1國槐生物質育苗缽力學性能影響因素62.2.2國槐生物質育苗缽力學性能評價指標72.3試驗方案83國槐生物質育苗缽力學性能測

11、試單因素試驗分析93.1各因素對力學性能的影響93.1.1物料顆粒度大小對力學性能的影響93.1.2粘結劑比例對力學性能的影響103.1.3成型壓力對力學性能的影響123.1.4保壓時間對力學性能的影響143.2試驗小結163.3各因素對育苗缽密度的影響173.3.1顆粒度大小對育苗缽密度的影響173.3.2粘結劑比例對育苗缽密度的影響173.3.3成型壓力對育苗缽密度的影響183.3.4保壓時間對育苗缽密度的影響194單因素試驗結論20參 考 文 獻21致 謝22國槐生物質育苗缽力學特性研究1 引言1.1選題目的與意義自古以來，我國都是一個農業大國，中國農業人口有7億多人，占到了近50%，我

12、國的耕地面積有121億公頃，居世界第三位，是世界第一產量大國。俗話說“民以食為天”，糧食問題對于老百姓來說，必定是天大的問題，所以糧食問題也必定牽動著所有國民的神經。在蔬菜種植方面，據統計分析，2019年我國蔬菜的種植面積約為20815千公頃，蔬菜的總量更是達到了七萬多噸。蔬菜更是人們日常飲食中必不可少的食物之一，蔬菜中也含有豐富的營養物質，可以滿足人們的日常需要，比如，蔬菜中有多種維生素和礦物質，且人體必需的維生素A、維生素C的百分之九十均來自蔬菜，此外，蔬菜還含有豐富的水分和膳食纖維，這也是非常重要的營養物質，許多蔬菜還含有獨特的微量元素，對人體來說具有一定的保健功效。故而，對于蔬菜的培育

13、就顯得尤為重要。現代對于蔬菜的培育，多采用的是容器育苗。容器育苗是指，在特定的容器中，放入優質的土壤來實現對作物或果樹的培養的一種方式。而這種育苗方式相對于常規的育苗方式來說，有著其獨特的優點，采用育苗缽對作物進行培養，可以使苗木在生長發育時獲得比較優良的營養物質和生長環境。此外，容器育苗還有很多優點，苗木會與根際土團一起栽種，在起苗和栽種的時候對根系的損傷較少，且成活率較高，育苗的周期也會縮短。育苗缽的種類主要分為兩種，一種是可以和苗木一起栽入土壤中，另一種就是不能和苗木一起栽入土壤中。目前，對于大部分農民來說，采用的均為塑料育苗缽。塑料育苗缽在使用的過程中，由于成本較低，使用也很方便，于是

14、受到了大多農民的青睞，但是在方便之余，塑料育苗缽對環境的影響也不可小覷。首先，塑料育苗缽在使用后基本上是不能回收再利用的，這就意味著會對環境造成不可彌補的傷害，非常不環保，更不符合當今社會倡導的“綠水青山就是金山銀山”的綠色發展的理念，其次，塑料育苗缽是不能和苗木一起栽入土壤中的，這就使得苗木在移植過程中會受到一定的損傷。于是，研究出一種新型環保的育苗缽便具有了非常重要的意義。生物質育苗缽的出現就很好的解決了以上提到的問題，生物質育苗缽可以與苗木一同移入到土壤中，不僅大大較少了對苗木的損傷，并且，生物質育苗缽在植入到土壤中后，可以自動降解為有機肥料，不僅能對土壤的質量具有一定的改善作用，在使用

15、過程中還不會造成環境污染。生物質育苗缽以生物質為原料制成營養缽，即實現了對廢棄資源的再利用。用農林廢棄物制成的育苗缽，不僅解決了上述的環境污染的問題，還最大程度的發揮了廢棄資源的價值。因此，研究出一種合適的育苗缽顯得尤為重要。本文以國槐廢棄物為原材料，通過加入一定比例的粘結劑加壓成型，制成國槐生物質育苗缽，可與苗木一起栽入土壤，既充分發揮了農林廢棄物的資源再利用，又保護了環境，對我國的農業發展具有重要的現實意義與經濟價值。1.2國內外研究現狀1.2.1國外育苗缽研究現狀現如今，因容器育苗的多種優點而被大多數國家所采用。如今的容器育苗的育苗載體主要有：穴盤育苗、塑料薄膜缽、營養塊、紙質育苗缽以及

16、以農林廢棄物為原料制作的缽體。對于紙質缽來說，使用起來很方便且透氣性較好，故而在國外得到廣泛的應用，但是紙質缽也存在著一些問題，比如紙質缽的成本較高，使用后土壤不能自動降解，破壞了土壤的肥力，還造成了環境的污染，此外，對于紙質缽來說，它不適合培育在高濕環境下生長的苗木。對于穴盤育苗，最早是應用于歐美等發達國家，穴盤育苗有著獨特的優點，它由一個個小隔間構成，這就為苗木的生長提供了一個的獨特的生長空間，使得每個苗木的生長互不干涉，互不影響，也不會出現互相爭奪養分的現象，此外，穴盤育苗的培育方式便于調控苗木的生長環境，使用較為靈活。1.2.2國內育苗缽研究現狀我國在育苗缽的發展上起步較晚，在二十世紀

17、八十年代左右，我國才開始發展和研究育苗技術。在我國，大部分農民都使用的是塑料薄膜缽體，其價格低廉，使用方便，故而受到廣泛應用，但是，在方便至于，我們不得不去考慮其在使用后帶來的環境影響，首先塑料育苗缽在土壤中不能自動降解，這就意味著會對環境帶來不可估量的破壞，對土壤也有一定的傷害，所以不能與苗木一起栽入土壤中，對苗木的根系會造成一定損傷，嚴重影響苗木的成活率，且塑料薄膜缽體不能再次利用。為了解決以上問題，開始考慮用廢棄的農林廢棄物作為原料，經過粉碎、加壓成型等工序制成生物質育苗缽，比如農作物玉米秸稈、蕎麥莖稈、林作物國槐、檸條等生物質。用生物質制作的育苗缽，可以隨苗木一起植入土壤中，不會損傷苗

18、木的根系，大大增加了苗木的成活率，此外，生物質育苗缽在栽入土壤后，可以自動降解為有機肥料，不僅不會造成環境污染，還對土壤具有一定的改善作用。同時，生物質作物一種農林廢棄物，將其制成育苗缽實現了對廢棄物的再利用，也會非常大的改善生態環境的問題。我國目前多以農作物玉米秸稈為原料進行研究，對林作物的研究還較少。本文以國槐廢棄物為原料，通過加入一定量的粘結劑加壓成型，制成國槐生物質育苗缽，再對最后的育苗缽成品進行力學性能測試，來判定國槐生物質育苗缽的最佳參數組合。研究國槐生物質育苗缽，具有極大的經濟價值和社會價值。1.3實驗方法與內容本課題以國槐廢棄物為原料，加入一定比例的粘結劑，通過加壓成型制作成性

19、能優良的國槐生物質育苗缽。本實驗采用單因素變量來研究顆粒度大小、粘結劑比例、成型壓力、保壓時間等影響因素對國槐生物質育苗缽成型效果和密度的影響情況，并對育苗缽進行抗跌碎性、承壓性等力學性能測試，來確定出育苗缽力學性能最好、成型效果最佳的工藝參數組合。主要實驗內容包括：（1） 國槐生物質育苗缽力學性能測試本實驗主要通過對育苗缽的力學性能測試來確定缽體的成型質量的好壞，本實驗對育苗缽進行抗跌碎性以及承壓性測試來探究育苗缽的力學性能。抗跌碎性實驗：待加壓成型后的育苗缽晾干三十六小時后，對育苗缽的重量進行稱量，再將其放置在一米高的空中使其做自由落體運動，并重復五次后稱重，根據跌落前后的重量差值計算育苗

20、缽的跌落破損率。抗壓性實驗：因考慮到育苗缽在運輸過程中可能會有重物擠壓，故要對育苗缽進行承壓性能測試，待加壓成型的育苗缽晾干三十六小時后，對育苗缽進行稱重，將二十斤重物壓在育苗缽的上方，十分鐘后將重物取下并稱重，通過承壓實驗前后重量的差值計算承壓破損率。（2）國槐生物質育苗缽工藝參數的試驗研究查閱生物質育苗缽成型的相關資料，確定了影響育苗缽成型質量的四個主要影響因素及主次順序，分別為顆粒度大小，粘結劑比例、成型壓力、保壓時間。以國槐粉為原料進行單因素實驗，對成品進行密度的計算和跌落、抗壓性能的試驗，根據跌落破損率和承壓破損率來分析各個影響因素對育苗缽成型效果的影響情況，最終確定出成型效果最佳的

21、工藝參數組合。 2 國槐生物質育苗缽力學性能測試 2.1實驗設備（1） YP2002型電子天平，制造商：上海越平科學儀器（蘇州）制造有限公司，最大稱量2000g，最小讀數0.01g，如圖2-1所示。（2）YD-4500A型多功能粉碎機，制造商：永康市速鋒工貿有限公司，電機轉速32000轉/分，額定功率2100W。（3）數顯恒溫水浴鍋，制造商：上海力辰邦西儀器科技有限公司，最高加熱溫度80°，如圖2-2所示。（4）砂石篩，制造商：浙江上虞市勝飛試驗機械廠，如圖2-3所示。（5）油壓式粉末壓片機，制造商：鶴壁市利鑫儀器儀表有限公司，最大工作壓力10Mpa100Mpa。（6）其他試驗設備量

22、杯，攪拌棒，游標卡尺等。圖 2-1 YP2002型電子天平圖 2-2 數顯恒溫水浴鍋圖 2-3砂石篩2.2國槐生物質育苗缽力學性能影響因素及評價指標2.2.1國槐生物質育苗缽力學性能影響因素目前國內許多學者都在研究生物質育苗缽的成型效果，經查閱大量資料，發現影響生物質育苗缽力學性能的因素主要有：物料顆粒度大小，粘結劑比例，成型壓力大小，保壓時間等。（1） 顆粒度大小在制作育苗缽時，顆粒度對成型效果的影響最為顯著，直接影響著育苗缽的成型效果，一般情況下，物料的顆粒直徑越大，成型效果越差且表面越粗糙，反之，物料的顆粒直徑越小，成型效果越好且表面越光滑。當物料的顆粒很大時，在脫模后會出現嚴重反彈的現

23、象，成型效果極差甚至不能成型，故應該采用顆粒度較小的國槐顆粒。（2） 粘結劑比例在育苗缽的成型制作方面，粘結劑的比例也起著舉足輕重的作用，這里說的粘結劑比例是指物料與粘結劑的質量之比（下同）。在制作粘結劑時，會將粘結劑加熱到65攝氏度左右后與國槐物料混合攪拌，這樣既解決了粗糙度的問題，也使得育苗缽是在溫度較高的環境下加壓成型。如果粘結劑過少的話，則會出現粘不住物料的情況，成型的育苗缽非常酥松，物料容易掉落，成型效果較差。如果粘結劑過多的話，加壓成型后的育苗缽濕度較大，育苗缽整體表現非常松軟，力學性能較差，成型效果不佳，所以適當的粘結劑比例對育苗缽的力學性能有著非常重要的影響。（3） 壓力大小成

24、型壓力是將育苗缽加壓成型的基本工序，也直接影響著育苗缽的力學性能。只有在足夠的壓力下才能使育苗缽壓成所需的形狀，但是壓力也要控制在一定的范圍內，若壓力過大，則缽體的壁厚就很薄，育苗缽就表現出很強的脆性，在晾干后會出現嚴重的開裂現象；若壓力過小，則物料就表現出很差的流動性，以至于不能成型，故要選用適當的壓力，使物料與粘結劑之間能夠較好的結合，國槐分子與粘結劑分子結合的更為緊密，從而使得育苗缽能夠比較結實，表現出良好的力學性能。（4） 保壓時間保壓時間也是影響著育苗缽最終的成型的一個重要因素。在用千斤頂將育苗缽加壓成型后要進行一定時間的保壓，如果保壓時間過短的話，可能會導致粘結劑分子與物料分子不能

25、充分的結合，則缽體表面表現的非常不均勻，力學性能也較差，如果保壓時間過長的話，育苗缽的壁厚就會變薄，則會表現出一定的脆性，出現開裂的現象，嚴重影響成型的效果。因此適當的保壓時間對育苗缽的力學性能也有著非常重要的影響。2.2.2國槐生物質育苗缽力學性能評價指標（1）抗跌落性抗跌碎性是指物料在成型后抵抗跌碎的能力，是衡量缽體在運輸、存放或栽種到土壤過程中是否滿足強度要求的一個非常重要的指標。將加壓成型后的國槐生物質育苗缽晾干三十六小時后進行抗跌碎性試驗，從而測試其力學性能，先稱量并記下晾干后育苗缽的質量，然后讓育苗缽在一米高的空中自由落下即讓育苗缽做自由落體運動，重復五次，五次跌落試驗后稱量其質量

26、，并根據跌落前后質量的變化計算育苗缽的跌落破損率。育苗缽的跌落破損率計算公式為：D=Dm1Dm2Dm1×100%（21）式中：D育苗缽的跌落破損率，%；Dm1育苗缽跌落試驗前的質量，g；Dm2育苗缽跌落試驗后的質量，g；（2）承壓性承壓性是指物料在成型后抵抗外界壓力的能力，是衡量缽體在運輸、存放過程中是否滿足強度要求的另一個重要的指標，因考慮到育苗缽在運輸過程中可能會承受一定重物，所以對成型后的育苗缽進行一個抗壓性能的測試。將加壓成型后的國槐生物質育苗缽晾干三十六小時后進行抗壓性能測試，從而測試其力學性能，先稱量并記下晾干后的育苗缽，然后將其倒放即缽體的杯口朝下放置，在育苗缽上方放置

27、二十斤的重物，靜置十分鐘后，將重物取下稱量并記下育苗缽的質量，根據育苗缽承壓前后的質量變化計算育苗缽的承壓破損率。育苗缽的承壓破損率計算公式為：C=Cm1Cm2Cm1×100%（22）式中：C育苗缽的承壓破損率，%；Cm1育苗缽承壓試驗前的質量，g;Cm2育苗缽承壓試驗后的質量，g； 2.3試驗方案通過查閱生物質育苗缽的相關資料，確定了影響育苗缽成型效果的四種影響因素，即分別研究物料顆粒度大小、粘結劑比例、成型壓力大小、保壓時間對國槐生物質育苗缽成型效果的影響情況，也就是研究四種因素對跌落破損率和承壓破損率的影響情況，試驗中每種因素的試驗做四組，兩組測量跌落破損率，兩組測量承壓破損率

28、并取平均值，利用Excel統計各個因素對跌落破損率及承壓破損率的影響并繪制出折線圖，再計算各個因素制作的育苗缽的密度。具體方案如下：（1）物料顆粒度大小對力學性能的影響：用粉碎機將國槐物料粉碎后，分別篩出0.631.25mm、0.160.63mm、小于0.16mm的國槐粉，分別稱取三種顆粒度不同的國槐物料各70克，粘結劑比例設置為物料與粘結劑的質量比為1：1.4，在壓力為14Mpa、保壓時間為12分鐘的條件下研究顆粒度大小對力學性能的影響規律。（2）粘結劑比例對力學性能的影響：設置粘結劑比例分別為：物料與粘結劑的質量比為1：1.2、物料與粘結劑的質量比為1：1.4、物料與粘結劑的質量比為1：1

29、.6，在顆粒度為小于0.16毫米，壓力14Mpa，保壓時間為12分鐘的條件下研究不同粘結劑比例對力學性能的影響規律。（3）壓力大小對力學性能的影響：設置成型壓力大小分別為10Mpa、12Mpa、14Mpa，在顆粒度大小為小于0.16毫米、物料與粘結劑的質量比為1：1.4、保壓時間為12分鐘的條件下研究不同壓力大小對力學性能的影響規律。（4）保壓時間對力學性能的影響：設置保壓時間分別為10分鐘、12分鐘、14分鐘，在物料顆粒度大小為小于0.16毫米、物料與粘結劑的質量比為1：1.4、壓力大小為14Mpa的條件下研究不同保壓時間對力學性能的影響規律。3國槐生物質育苗缽力學性能測試單因素試驗分析3.

30、1各因素對力學性能的影響3.1.1物料顆粒度大小對力學性能的影響分別稱取顆粒度大小為0.631.25mm、0.160.63mm、小于0.16mm的國槐粉各70克，在國槐物料與粘結劑的質量比為1：1.4、壓力大小為14Mpa、保壓時間為12分鐘的條件下進行試驗，首先將自制的粘結劑加熱至65°后與國槐物料均勻攪拌，然后放入自制模具中，加壓成型，晾干脫模，在晾干三十六小時后對育苗缽進行力學性能的測試。不同顆粒度制作的國槐生物質育苗缽如圖3-1所示：0.631.25mm0.160.63mm<0.16mm圖 3-1 不同顆粒度成型的育苗缽對比Figure 3-1 The comparis

31、on of seedling pots formed with different granularity從圖中可看出，以顆粒度直徑為0.631.25毫米為原料制作的育苗缽表面非常粗糙，且顆粒的分布及其不均勻，育苗缽的上邊緣也不平整，且在晾干后會出現嚴重的反彈現象，尤其底部反彈嚴重，反彈現象也導致育苗缽的壁厚非常的不均勻，所以此育苗缽的成型質量很差甚至不能成型。以顆粒度直徑為0.160.63毫米為原料制作的育苗缽表面的粗糙程度略微有所緩解，但表面也較為粗糙，且育苗缽的上邊緣也非常的不平整，在晾干后也略微出現反彈的現象，故成型效果較為一般。相比之下，以顆粒度直徑小于0.16毫米的國槐物料為原料制

32、作的出的育苗缽，從圖中便可看出表面非常的光滑，育苗缽的表面色澤均勻，缽體的壁厚也非常均勻。將物料顆粒度大小對國槐生物質育苗缽的跌落破損率與承壓破損率影響的試驗結果繪制成折線圖，如圖3-2所示： 圖 3-2 顆粒度大小對育苗缽力學性能的影響Figure 3-2 The influence of particle size on mechanical properties of seedling pot從圖3-2可以看出，顆粒度越大的育苗缽，其承壓破損率也越大，這是因為育苗缽的顆粒度越大，表面越粗糙，反彈現象也越顯著，從而導致育苗缽的壁厚不均勻，當育苗缽承受一定的壓力時，掉落的顆粒也就越多，故承壓

33、破損率也就越大。圖3-2表明，以顆粒度直徑小于0.16毫米為原料制作的國槐生物質育苗缽，無論是跌落破損率還是承壓破損率都較低，跌落破損率為0.08%，承壓破損率為0.1%，即力學性能良好，成型效果最佳。所以對于顆粒度對育苗缽的力學性能影響的試驗中，顆粒度最小的育苗缽成型效果是最好的。3.1.2粘結劑比例對力學性能的影響顆粒度的試驗結果表明，以顆粒度為小于0.16毫米為原料制作的育苗缽成型效果最佳，故選用顆粒度最小的國槐粉繼續下列試驗，首先稱取三份國槐物料各70克，將自制粘結劑加熱后，使稱取好的國槐物料分別與不同比例的粘結劑混合攪拌，粘結劑比例分別為：物料與粘結劑的質量比是1：1.2、1：1.4

34、、1：1.6，將物料與粘結劑混合攪拌后加壓成型，保壓脫模，在晾干三十六小時后進行力學性能的測試，不同粘結劑比例制作的國槐生物質育苗缽如圖3-3所示：1：1.21：1.41：1.6圖 33 不同粘結劑比例成型的育苗缽對比Figure 3-3 The comparison of seedling pots formed by different binder ratios從圖3-3中可以看出，物料與粘結劑質量之比為1：1.2時，可以明顯看出育苗缽的表面不光滑且很不均勻，粘結劑的用量較少，出現粘不住的現象，尤其是育苗缽缽體的上邊緣，可以看到物料比較酥松，以及育苗缽的下邊緣也不均勻，且育苗缽的壁厚也不

35、均勻。對于物料與粘結劑的質量之比為1：1.4和1：1.6的育苗缽來說，圖片的外觀上差別較小，二者的表面都比較光滑且均勻，但是對于物料與粘結劑的質量之比為1：1.6的育苗缽來說，在相同的試驗條件下，1：1.6的育苗缽由于其濕度較大，所以流動性會更強，故它的壁厚會被壓的很薄，就表現出較強的脆性，在晾干三十六小時后會出現開裂的現象，成型效果較差。將粘結劑比例對國槐生物質育苗缽的跌落破損率和承壓破損率影響的實驗結果繪制成折線圖，如圖3-4所示： 圖 3-4 粘結劑比例對育苗缽力學性能的影響Figure 3-4 The influence of binder ratio on mechanical pr

36、operties of seedling pot從圖3-4可以看出，對于物料與粘結劑的質量之比為1：1.2制作的育苗缽的承壓破損率較高，高達1.82%，那是因為粘結劑的用量較少，育苗缽的上邊緣較酥松，在承壓試驗中掉落的質量較多，故承壓破損率較高。物料與粘結劑的質量之比為1：1.4的育苗缽的跌落破損率與承壓破損率均低于物料與粘結劑的質量之比為1：1.6的育苗缽，雖然二者的承壓破損率相差較小，但由于1：1.6的育苗缽脆性較大，開裂現象較為嚴重，故在抗跌落試驗中跌落的質量較多，故跌落破損率較高。綜上分析，物料與粘結劑的質量之比為1：1.4制作的育苗缽跌落破損率為0.08%，承壓破損率為0.15%，其

37、力學性能最好，成型效果最佳。3.1.3成型壓力對力學性能的影響通過對顆粒度大小和粘結劑比例的試驗得出結論，在以物料顆粒度的直徑小于0.16毫米的國槐為原料、物料與粘結劑的質量之比為1：1.4的條件下制作的國槐生物質育苗缽的力學性能最好，成型效果最佳，故繼續選用物料顆粒度最小、粘結劑比例為1：1.4的條件進行試驗。首先稱取三份國槐物料各70克，按物料與粘結劑的質量之比為1：1.4的比例混合并攪拌均勻，將三份物料分別在壓力為10Mpa、12Mpa、14Mpa的壓力條件下加壓成型，保壓時間為12分鐘，在晾干三十六小時后進行力學性能試驗，在不同壓力條件下制作的育苗缽如圖3-5所示：10Mpa12Mpa

38、14Mpa圖 3-5 不同壓力成型的育苗缽對比Figure 3-5 The comparison of seedling pots formed under different pressure如圖3-5所示，在壓力為10Mpa的條件下制作的育苗缽表面不光滑，粘結劑的分布也不均勻，這是因為壓力較小，顆粒的流動性相對較差，物料粒子之間的距離也相對較遠，這就表現為育苗缽的壁厚較厚，且育苗缽的上杯口處也不平整。在12Mpa和14Mpa的壓力條件下加壓成型的育苗缽在外觀上差別較小。當壓力為12Mpa時，雖然育苗缽的外表面表現均勻，但是育苗缽的壁厚表現為薄厚不一。當壓力為14 Mpa時，壓力越大，粒子間

39、的間距就越小，物料的流動性也隨著增強，故物料被壓得也較均勻，所以缽體在外觀上看起來很光滑且色澤均勻，育苗缽的壁厚也比較均勻。將壓力對國槐生物質育苗缽的跌落破損率和承壓破損率影響的實驗結果繪制成折線圖，如圖3-6所示：圖 3-6 成型壓力對育苗缽力學性能的影響Figure 3-6 The influence of molding pressure on mechanical properties of seedling pot從圖3-6中可以看出，不同壓力條件下加壓成型的育苗缽在做抗跌落試驗時，跌落破損率相差不大。壓力為10Mpa的條件下成型的育苗缽抗壓性表現較差，該壓力下的育苗缽承壓破損率很高

40、，承壓破損率為0.2%，那是因為成型時的壓力較小，育苗缽的外表面非常不均勻，上杯口的物料非常酥松，在做承壓試驗時，掉落的質量就會較多。在壓力為12Mpa的條件下加壓成型的育苗缽承壓破損率也略微較高，承壓破損率為0.15%，這是因為在該壓力下成型的育苗缽，其壁厚表現為薄厚不一，厚度不均勻，故在做承壓試驗時育苗缽杯身的應力分布不均勻，易造成育苗缽的損壞，且掉落的質量就相對于14Mpa成型的育苗缽要多。從圖中可看出，在14Mpa的壓力下加壓成型的育苗缽，其跌落破損率為0.08%、承壓破損率為0.11%，均相對較低，故在壓力為14Mpa條件下加壓成型的育苗缽力學性能最好，即成型效果最佳。3.1.4保壓

41、時間對力學性能的影響通過對物料顆粒度大小、粘結劑比例、壓力大小的試驗可得出結論，在以物料顆粒度直徑小于0.16毫米的國槐為原料、物料于粘結劑的質量之比為1：1.4、成型壓力為14Mpa的條件下加壓成型的育苗缽力學性能最好，即成型效果最好，故選用該組參數繼續進行保壓時間的試驗。首先稱取三份顆粒度直徑小于0.16毫米的國槐物料各70克，按物料與粘結劑的質量之比為1：1.4的比例混合并攪拌均勻，在14Mpa的壓力下加壓成型，加壓后進行一定時間的保壓，將三份物料分別在保壓時間為10分鐘、12分鐘、14分鐘的條件下進行保壓，在晾干十二時后脫模，加壓成型三十六小時后進行力學性能的試驗，脫模后的育苗缽如圖3

42、-7所示：10min14min12min圖 3-7 不同保壓時間成型的育苗缽對比Figure 3-7 The comparison of seedling pots formed by different holding time如圖3-7所示，當保壓時間設置為十分鐘時，育苗缽的外觀非常的不均勻，有許多黑點存在，這是因為保壓時間過短，粘結劑分子與國槐物料分子在一定的壓力下還沒有充分的結合，粒子間的距離較大，兩粒子融合的不夠充分就開始卸壓，于是造成育苗缽的表面色澤不均，當保壓時間設置為12分鐘和14分鐘時，物料分子與粘結劑分子有充分的時間進行結合，故育苗缽的外表面色澤均勻，在外觀上的差別并不明顯

43、。但是隨著保壓時間的增加，壁厚會發生一定的變化，保壓時間為14分鐘時。育苗缽的壁厚明顯變薄，這就意味著育苗缽的晾干后的脆性增大，會出現開裂的現象。而當保壓時間為12分鐘時，育苗缽不僅表面色澤均勻且壁厚也較均勻，不會出現變薄的現象。將保壓時間對國槐生物質育苗缽的跌落破損率和承壓破損率影響的試驗結果繪制成折線圖，如圖3-8所示：圖 3-8 保壓時間對育苗缽力學性能的影響Figure 3-8 The influence of pressure holding time on mechanical properties of seedling pot從圖3-8中可以看出，從保壓時間的10分鐘到保壓時間

44、的12分鐘，隨著保壓時間的增加，育苗缽的跌落破損率和承壓破損率都有所下降，但是隨著保壓時間繼續增加到14分鐘時，育苗缽的承壓破損率大大增加，其承壓破損率高達0.93%，這是因為隨著保壓時間的增加，物料與粘結劑之間的分子結合的更加緊密，從而導致育苗缽的壁厚變得很薄，這就使得育苗缽表現出較大的脆性，在晾干后會出現的開裂的現象，于是在承壓試驗時，掉落的育苗缽質量就會較多，導致承壓破損率出現增高的現象。綜上所述，當保壓時間為12分鐘時，育苗缽的跌落破損率為0.09%、承壓破損率為0.14%，其力學性能最好，成型效果最佳。3.2試驗小結在國槐生物質育苗缽力學性能測試單因素試驗中，將制作的育苗缽進行力學性

45、能測試，并對跌落破損率和承壓破損率進行分析，可以確定出制作育苗缽的最佳參數組合，即國槐物料顆粒度直徑小于0.16毫米、粘結劑比例即物料與粘結劑的質量之比為1：1.4、壓力大小為14Mpa、保壓時間為12分鐘，在該條件下加壓成型的育苗缽跌落破損率在0.08%0.09%左右，承壓破損率在0.1%0.15%左右，其力學性能最好，成型效果最佳。3.3各因素對育苗缽密度的影響3.3.1顆粒度大小對育苗缽密度的影響分別稱取顆粒度大小為0.631.25mm、0.160.63mm、小于0.16mm的國槐粉各70克，在國槐物料與粘結劑的質量比為1：1.4、壓力大小為14Mpa、保壓時間為12分鐘的條件下加壓成型

46、，首先將自制的粘結劑加熱至65°后與國槐物料均勻攪拌，然后放入自制模具中，加壓成型，在晾干十二小時后脫模，計算育苗缽的密度。將顆粒度大小對密度的影響制成折線圖，如圖3-3-1所示：圖 3-3-1 顆粒度大小對育苗缽密度的影響Figure 3-3-1The influence of granularity size on seedling pot density從圖3-3-1可以看出，顆粒度直徑越小，育苗缽的密度也隨之越小，顆粒度直徑越大，育苗缽的密度也隨之越大，這是因為物料的顆粒度直徑越大，成型后的育苗缽反彈的程度就越大，則育苗缽的體積就越大，而三個育苗缽的質量基本相同，故體積越大時

47、，育苗缽密度就越小；體積越小時，育苗缽的密度就越大，因此顆粒度直徑小于0.16毫米的育苗缽密度最大，其密度為0.892。3.3.2粘結劑比例對育苗缽密度的影響稱取三份顆粒度直徑小于0.16毫米的國槐物料各70克，將自制粘結劑加熱后，使稱取好的國槐物料分別與不同比例的粘結劑混合攪拌，粘結劑比例分別為：物料與粘結劑的質量比是1：1.2、1：1.4、1：1.6，將物料與粘結劑混合攪拌后加壓成型，在晾干十二小時后脫模并計算育苗缽的密度，將不同的粘結劑比例制作的育苗缽與相應的密度制成折線圖，如圖3-3-2所示：圖 3-3-2 粘結劑比例對育苗缽密度的影響Figure 3-3-2 The influenc

48、e of binder ratio on seedling pot density這里的粘結劑比例是指國槐物料與粘結劑的質量之比，也就是粘結劑的用量多少，由圖3-3-2中可以看出，隨著粘結劑比例的增加，育苗缽的密度也在增加，這是因為粘結劑比例增加使得育苗缽的質量增加，并且隨著粘結劑比例的增加，物料的流動性也隨之增加，這就使得育苗缽的壁厚會變薄，在相同的壓力下，會被擠出一定的物料，雖然質量也會相對減小，但體積減少的更顯著，所以在相同的條件下，育苗缽的粘結劑比例越大，質量就會增加，且體積會相對減小，這樣就導致粘結劑比例越大的育苗缽密度也越大。粘結劑比例為1：1.4的育苗缽密度為0.883。3.3.

49、3成型壓力對育苗缽密度的影響稱取三份顆粒度直徑小于0.16毫米的國槐物料各70克，按物料與粘結劑的質量之比為1：1.4的比例混合并攪拌均勻，將三份物料分別在壓力為10Mpa、12Mpa、14Mpa的壓力條件下加壓成型，保壓時間為12分鐘，加壓成型后晾干十二小時進行脫模并計算各育苗缽的密度，將在不同壓力下制作的育苗缽與其相應的密度制成折線圖，如圖3-3-3所示： 圖 3-3-3 成型壓力對育苗缽密度的影響Figure 3-3-3 The influence of molding pressure on seedling pot density有圖3-3-3可以看出，當成型壓力為10Mpa時，育苗

50、缽的密度最低，隨著壓力升高到12Mpa，育苗缽的密度值也隨著升高到最大值，當壓力繼續升高到14Mpa時。育苗缽的密度值又有所減小。這是因為當壓力較小時，物料的流動性也較小，這時物料被擠壓也較困難，于是育苗缽的壁厚就會較厚，即育苗缽的體積偏大，在質量不變的情況下，體積偏大，密度就會變小；隨著壓力的增加，物料的流動性增強，育苗缽的壁厚也會變薄，相應的體積就會減少，在質量不變的情況下，體積減小，密度就增加；當壓力繼續增加到14Mpa時，此時壓力很大，物料的流動性很強，在加壓成型時會有物料被擠出，這就使得育苗缽的質量減小，雖然壓力較大時育苗缽的體積也會減小，但是與壓力為12Mpa時相比及的話，體積減小的并不明顯，所以在體積相差不大的情況下，質量減少，故育苗缽的密度會有所減小。成型壓力為12Mpa時，育苗缽的密度為0.972。3.3.4保壓時間對育苗缽密度的影響稱取三份顆粒度直徑小于0.16毫米的國槐物料各70克，按物料與粘結劑的質量之比為1：1.4的比例混合并攪拌均勻，在14Mpa的壓力下加壓成型，加壓后進行一定時間的保壓，將三份物料分別在保