Investigation of Carbonization Mechanism of Wood(I)

The object of this study was to investigate the carbonization of Quercus variabilis wood samples in pyrolysis system at temperature ranging from 250 to $740^{\circ}C$ to contribute to the knowledge of wood carbonization mechanism. Volume of wood sample decreased with increasing the carbonization temperature, and checks were developed along with radial direction. Weight loss increased with increasing carbonization temperature. During carbonization, tangential direction showed higher shrinkage of vessel diameter than radial direction. SEM observation indicated that the cell walls in wood fibers and parenchyma cells presented the layering structure at $250^{\circ}C$ and $300^{\circ}C$. However, the cross section of cell walls at $340^{\circ}C$ and over showed an amorphous- like structure without cell wall layering. X-ray diffraction presented that the cellulose crystalline substance was still remained in carbonization temperature at $340^{\circ}C$, but it was not detected at $540^{\circ}C$ and over.

목재의 탄화기구 해석(I)

목재의 탄화기구를 이해하기 위하여 굴참나무재를 사용하여 $250{\sim}740^{\circ}C$의 온도조건에서 탄화하였다. 탄화온도가 높아질수록 시험체의 부피는 수축하였고, 방사 방향으로 할렬이 발생하였다. 탄화온도가 증가함에 따라 목탄의 중량감소율은 증가되었으며, 특히 탄화온도 $300{\sim}340^{\circ}C$에서 급격히 증가하는 경향이 나타났다. 목재의 도관은 탄화 시 방사방향보다 접선방향으로 매우 크게 수축하였다. 탄화온도 $250{\sim}300^{\circ}C$의 경우, 목섬유나 도관 주위의 유세포들이 탄화되지 않은 세포벽 형태를 보여주었다. 그러나 탄화온도 $340^{\circ}C$이상에서는 세포벽층이 매끄러운 비결정형인 목탄의 형태가 관찰되기 시작하였다. 탄화온도 $300^{\circ}C$까지는 목재 셀룰로오스의 결정성이 남아있었으나 $340^{\circ}C$ 이상에서는 비결정성으로 변화되고 있는 것이 관찰되었다.