研究機構發現,含纖維素的碳材料如木材,竹子或亞麻,可以開發致密或多孔的新型整體材料,這些碳材料可以直接用于各種生態板生產,或進一步轉換為碳化硅陶瓷,該工藝不僅能夠生產板材,還能生產紙和紙板,雖然成本比傳統的刨花板和密度板要高,但是制成的木材與天然實木相比,特性非常相似,成本大大降低。
碳材料和碳化硅陶瓷的制造過程可以分三個階段描述,特定木材的生產,復合材料,熱降解碳材料(碳化)和硅滲透生成陶瓷。原材料方面可用特定的木質材料,如實木木基材料作為原料,木質材料的優點是結構,形狀和特征,尺寸以及密度可以滿足這種新型材料的生產,也有一些碳材料都是由有機化合物生產的石油化學來源如是酚醛聚合物,瀝青,環氧樹脂和糠基樹脂都可以生產多孔碳材料,可通過木材碳化在受控的熱分解,在這個過程中木材的細胞解剖學特征保留在新的碳材料中。
多孔碳材料通過調整各種宏觀和微觀結構,具有不同的密度,粘合類型和顆粒大小,機械性能方面要強很多,木質材料碳化可以產生無裂縫的整體多孔碳材料。碳化過程在惰性氣氛中進行,需要確保碳材料無任何變形,碳化過程中,木質材料會收縮減輕重量,尺寸變化在300到350攝氏度之間達到最大,木質材料質量損失介于55和80之間 %。 碳材料由幾乎純碳組成,元素有C98 %,H0.5 %,O1.5 %。除內部結構外,物理和機械性能受木質材料參數如顆粒的影響,碳是多種材料的基礎,種類繁多,多孔碳材料可用作例如過濾器,吸附劑, 電極和催化劑載體,還能制作新型的生態板。
由于木質材料在碳化過程中的質量損失和尺寸變化很大,所以改進碳材料的成型程序,增加機械性能,通過碳化硅粉末和碳與熔融硅進行合成生產出一種碳化硅陶瓷材料,實現了木材結構與陶瓷材料的物理特性結合,板材的性能大大加強,但是由于目前技術方面有一定缺陷,還有待開發。
采用碳化硅陶瓷原料,這些材料顯示出更高的特性,通過優化密度,內部 結構和粘合劑含量,形成碳化硅陶瓷結構和更強的機械性能,機械強度取決于其結構和相組成,隨著碳化硅的增加,材料強度會提升很多,具有較高孔隙度。由這種技術生產的生態板將會有更強的耐磨性,板材強度更好,適合一些極端環境下的板材應用,也適合地板等耐磨材料應用,總之具有很好的市場前景。