用火烧竹片,为什么能烧弯?
经常看到制作东西的时候,会用火烘烧竹片,使竹片烧弯,为什么能够这样呢?
这是由竹子的结构和材料燃烧反应动力学决定的。竹子是单子叶植物,主要有两层结构组成,外层的韧皮部和内层的木质部,生长期的竹子在这两层间还有形成部,但成竹只有两层。这两层在的生物结构和含水量上有所差别,在受热或燃烧过程中蒸发水和燃烧的速度不同,所以在烘烤和燃烧过程中会出现弯曲现象。
纤维受热软化,2边挤压就弯了
竹材的力学性能有两个植物学特点:1、纤维顺着竹子的长向生长,造成力学性能各向异性;2、承力的基本单元是细胞。用火烘烧竹片使竹片变弯要有两个前提:1、竹材细胞内要有充分的水分(这是干竹子加工前必须要用水浸泡的道理),细胞内有充分的水分其细胞壁(广义看多个细胞壁的连接就是纤维)才能做到变形而不破坏;2、这种变形必须要施加外力作用。在这两个前提下用火烘烤,细胞内的水温升高甚至沸腾,使得细胞壁变软、变得充分柔韧,更有利于加工(1、用较小的力产生变形,2、使得变形曲率更大)。
用这方法弯竹片, 要两个条件:1、 竹片不能太干,要包含一点水份; 2、烤的同时要用外力使它弯曲, 否则它不会自己弯曲。 所以应该是在烤的时候, 在所产生的高温水蒸气的作用下, 那部分竹片变软, 外力弯曲冷却后又硬化, 竹片就变弯曲了。这方法农村做竹的器具时常用。
由现代力学知识知道,一根直的竹材可以想象是由许多薄竹片一层层粘在一起的。当竹子一侧被加热时,该侧的植物纤维硬的组织被高温软化,外层竹片受拉力,内层竹片受压力,于是竹片就“烧弯”了。
不均匀受热的缘故
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