中文摘要：

微纤丝研究是木基材料的最小单元和纳米剥离的开端，利用实验方法得到微纤丝是木材纳米技术首先要解决的关键问题。特别是采用用物理法，利用超高速平行轴偏心对碾磨盘与机械动压射流复合剥离，利用超高压流体形成的楔形射流冲击破壁细胞壁加工形成微纤丝。利用微米切削、流体动压、超高压射流、超高速楔形偏心碾盘组合破胞技术将木材加工成纳米细丝，从纳米细丝中筛选出微纤丝。实验首先采用微米切削技术将木材加工到几微米厚度，采用几MPa的高压水流将微米木丝沿2万多转/分钟的超高速平行轴偏心对碾磨盘的楔角方向喷射，机械偏心高速旋转形成超高动压的摩擦力、高速液流的切削力、楔形结构的流体动压压力复合作用在切开的细胞壁上，将纳米细木丝进一步交错剪切，使纳米木纤维在超高速离心力作用下切薄到将初生壁和次生壁完全破壁，形成合格微纤丝。项目将建立细胞和细胞壁的数学模型，建立破胞力计算的力学模型，计算不同方向细胞产生的组合破胞力。

结论摘要：

本项目提出一种机械手段制取微纤丝的方法，设计出制取微纤丝设备实验台，该实验台设计包括主机部分（包括动静压磨盘、静压组合轴承装置、楔形微调装置等）、润滑系统、冷却系统、蒸汽发生装置和电控系统等，采用Solidworks三维软件对整机进行建模和动态仿真；并对微纤丝制取实验台主机部分进行重点研究，包括动磨盘采用阿基米德螺旋线作为沟槽轨迹，静磨盘设计采用楔形原理动压，动、静磨盘研磨室的密封，静压轴承支撑和降温设计，楔形微调装置机构的设计等，对主机的高速静压组合轴承（包括径向轴承和止推轴承）进行分析计算；采用ANSYS软件对关键零部件等加载系统进行静力分析，得到加载时的零部件位移云图和应力云图，通过比较分析数据，设计出最佳结构。采用木材小碎片作为加工原材料，将木材小碎片放入蒸汽通过的进料漏斗进行蒸煮，高温高压蒸煮若干小时后，将蒸煮后木材小碎片借助高温高压的蒸汽送入主机部分的研磨室内进行高速旋转研磨，被强制送入高速转动的磨盘的两磨盘间隙, 对碾磨盘与机械动压射流形成复合剥离力，利用超高压流体形成的楔形射流冲击细胞壁，使纤维胞间层承受很大作用力。在研磨室内进行激烈的研磨剪切和撞击细化，得到微纤丝。本项目分析论证制取微纤丝的可行性，对木材碎片制取微纤丝的原理和工艺过程进行分析说明，探讨木材微观结构，建立细胞壁和微纤丝的力学模型，为今后实验台的加工制造和实验设备制取提供理论对比依据，建立细胞和细胞壁的数学模型和微纤丝的力学模型，在理论上完成微纤丝的成型研究是项目研究的意义所在。项目发表研究论文30篇，获批申请实用新型专利1项，培养博士研究生1名，硕士研究生2名。