木材学 第九章

第一章木材的生成1.1.木材的优点：木材的视觉，触觉，听觉，吸湿性能等。

1.2.木材的缺点：１.干缩和湿胀；２.木材易发生腐朽和受到虫蛀；３.木材作为沿海水工建筑材料或木船时，容易被海生钻孔动物所侵害；４.木材易于燃烧；５.木材的变异性差别很大；６.木材有很多天然的缺陷。

1.3.树干的组成(由外向内)（一）树皮:1 表皮：幼茎最外边的保护层；2 皮层：表皮内侧的薄壁组织，有贮存养分及通气的作用；3 韧皮部：俗称内树皮，由形成层产生，是植物中输导养分的组织。

4 周皮：成熟树干最外边的保护层，由木栓层、木栓形成层和栓内层组成，俗称外树皮；（二）形成层: 位于树皮和木质部之间，是包裹着整个树干、树枝和树根的一个连续的鞘状组织层。

（三）木质部: 位于形成层和髓之间，是形成木材的主要部分，根据细胞的来源分为：初生木质部：起源于顶端分生组织，由原形成层分生形成。

与髓紧密相连，占树木的体积很少；次生木质部：是次生分生组织—形成层活动的结果，占树木体积的绝大部分，是木材利用中最主要的部分。

（四）髓：位于树干的中心，是被木质部包围的薄壁组织，其功能是贮存养分供树木生长，在木材利用上价值很小，但其颜色、大小、形状、质地因树种不同而有差异，所以在木材识别上有特征意义。

1.4.形成层带：形成层原始细胞的重复分裂产生木质部母细胞和韧皮部母细胞，这些母细胞和形成层原始细胞形态相似，也可以进行几次分裂，然后才进入到成熟阶段，所以把这层未分化的细胞带叫形成层带，一般有6~8层细胞。

1.5.高生长（顶端生长、初生长）：即长高，是顶端分生组织分生的结果；1.6.直径生长（次生长）：即长粗，是形成层原始细胞平周分裂的结果。

1.7.幼龄材与成熟材的区别：（一）在结构方面：1 幼龄材的纤维长度短，直径小；2 幼龄材晚材百分率低；3 幼龄材出现螺旋纹理的倾向较大；4 幼龄材细胞次生壁中层的微纤丝角较大。

（二）在物理力学性质方面1 幼龄材的密度低；2 由于S-2微纤丝角度大，造成它的纵向收缩大，横向收缩小，干燥时容易翘曲，降低锯材质量；3力学强度降低约15%~30%，由于由于S-2微纤丝角度增大，顺纹抗拉强度明显降低。

1.木材学的内涵及外延是什么？★广义木材学(IAWS) ：木质化天然材料及其制品的生物学、化学和物理性质，以及生产、加工工艺的科学依据。

★狭义木材学：木材科学是研究木质原材料的学科，它的范围包括木材结构、性质(化学、物理、力学)、缺陷和性质改良理论等内容。

2.木材的优点a.木材容易加工，加工所需能量较低，不易污染环境；b.木材质轻而强度高，强重比大；c.气干木材对热、电的绝缘性好，保温性好，不易结露；d. 木材有吸收能量大，耐冲击；木材有天然的美丽的花纹、光泽和颜色，有特殊的装饰效果；e.对紫外线的吸收和对红外线的反射作用；f.具有隔音性能；g.木材有调节湿度的功能；3. 木材缺点a.木材干缩湿胀，尺寸不稳定，容易变形、开裂、翘曲；b.木材容易腐朽和被虫蛀；c.小尺寸木材易于燃烧；d.木材性质具有高度的变异性，绝对强度小e.木材具有天然缺陷第1章木材的宏观构造1.木材都有哪些主要的宏观特征以及主要宏观特征的概念？木材的宏观构造特征主要宏观特征1 木材的三切面2 年轮、生长轮3 早材、晚材4 边材、心材5 木射线6 管孔7 胞间道8轴向薄壁组织次要宏观特征9 材色及其在木材识别、利用上的意义10 木材的气味和滋味11 木材的结构、纹理与花纹2 木材名称学名：即拉丁文名，这种命名法叫双名法。

标准名称:标准名称是经过国家有关行业或标准管理单位授权制定和颁布实施的名称。

商品名：进入市场，用于交换的木材便成为商品，称之为商品材。

俗名：俗名或别名为非正式名称，是木材种类的通俗叫法，往往具有地方性，故又称地方名。

学名：即拉丁文名，这种命名法叫双名法。

“二名法”＝“属名”＋“种加词”＋(“命名人名”)如: 银杏Ginkgo biloba Linn.3、具正常树脂道的树种？4、木材和木质资源材料？5、木材宏观特征中的弦切面、径切面木材、生产和流通中的弦切板、径切板有什么不同？P256.木材是怎样形成的？木材的形成就是起源于形成层，它是通过形成层的细胞分裂、新生木质部细胞的成熟、成熟木质部细胞的蓄积等三个过程形成的。

第1章木材的力学性质本章主要介绍了木材力学性质的基本概念、木材的应力——应变关系；木材的正交异向弹性、木材的黏弹性、木材的塑性；木材的强度与破坏、单轴应力下木材的变形与破坏特点；基本的木材力学性能指标；影响木材力学性质的主要因素等。

木材力学是涉及木材在外力作用下的机械性质或力学性质的科学，它是木材学的一个重要组成部分。

木材的力学性质是度量木材的抵抗外力的能力，研究木材应力与变形有关的性质及影响因素等。

木材作为一种非均质的、各向异性的天然高分子材料，许多性质都有别于其他材料，而其力学性质和更是与其他均质材料有着明显的差异。

木材力学性质包括应力与应变、弹性、黏弹性（塑性、蠕变）、强度（抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、扭曲强度、冲击韧性等）、硬度、抗劈力以及耐磨耗性等。

1.1应力与应变1.1.1应力与应变的概念1.1.1.1应力：物体在受到外力时具有形变的趋势，其内部会产生相应的抵抗外力所致变形作用的力，称为内力，当物体处于平衡状态时，内力与外力大小相等，方向相反。

应力就是指物体在外力作用下单位面积上的内力。

当外力均匀地作用于顺纹方向的短柱状木材端面上，柱材全长的各个断面上都将受到应力，此时，单位断面面积上的木材就会产生顺纹方向的正应力。

把断柱材受压或受拉状态下产生的正应力分别称为压缩应力和拉伸应力。

当作用于物体的一对力或作用力与反作用力不在同一条作用线上，而使物体产生平行于应力作用面方向被剪切的应力，这种应力被称为剪应力。

1.1.1.2应变 ： 外力作用下，物体单位长度上的尺寸或形状的变化称为应变，或称相对变形。

1.1.2应力与应变的关系1.1.2.1应力－应变曲线 物体在外力（载荷）作用下产生的变形与外力的大小有关，通常用载荷－变形图来表示它们的关系。

载荷-变形图是以纵轴表示物体受到的载荷，以横轴表示物体的变形量，坐标轴空间中根据载荷数值和变形大小做出的曲线被叫做载荷－变形曲线；同理，把表示应力与应变的关系图定义为应力－应变图，曲线为应力－应变曲线。

第九章 第2讲 习题作业1. 简述木材蠕变现象。

2. 简述气干状态下木材塑性。

3. 影响木材脆性的因素有哪些？4. 影响木材塑性的因素有哪些？5. 名词解释：弹性、蠕变、松弛。

6. 用木材的蠕变曲线来说明木材属于黏弹性材料。

7. 什么叫木材的刚度、脆性、韧性和塑性？习题解答1. 简述木材蠕变现象。

在恒定的应力下，木材的应变随时间增长而增大的现象称蠕变。

木材属高分子结构材料，它受外力作用时有3种变形：瞬时弹性变形、弹性后效变形及塑性变形。

木材承受载荷时，产生与加荷进度相适应的变形称为瞬时弹性变形，它服从于虎克定律。

加荷过程终止，木材立即产生随时间递减的弹性变形，也称粘弹性变形(弹性后效变形)，它是因纤维素分子链的卷曲或线伸展造成，这种变形也是可逆的，与弹性变形相比它具有时间滞后。

而因外力荷载作用使纤维素分子链彼此滑动所造成的变形为塑性变形，是不可逆转的。

2. 简述气干状态下木材塑性。

气干状态下，木材塑性变形小，这与木材细胞壁构造有关。

木材细胞壁是以纤维素所组成的微纤丝为骨架，它埋在由木素和半纤维素所组成的基体之中。

在气干状态下，这种骨架体系对抵抗外力作用非常有效，抗变形能力强。

因此在木材顺纹拉伸断裂时几乎不显塑性。

但若能给予基体物质可塑性时，如水热处理，微纤丝就很易产生变形，木材的塑性就能显著提高。

木材加工生产中，压缩木、弯曲木和人造板成型加工时就是利用木材的塑性性质，产生永久变形。

不同树种和不同树龄的木材，其塑性多少有点变化。

栎木、白蜡木、榆木、水曲柳等木材在水热作用下，可塑性明显增强，特别适合加工弯曲木构件。

微波加热作木材弯曲处理时，基体物质塑化，变形可增加到原弹性变形30倍，并在压缩侧不出现微细组织的破坏，能产生连续而又平滑的显著变形，保证弯曲质量，这也是木材塑性加工利用中一个很好的例证。

3. 影响木材脆性的因素有哪些？a. 树种b. 生长环境c. 遗传d. 生长应力e. 缺陷和腐朽f. 生长轮宽度g. 密度4. 影响木材塑性的因素有哪些？a. 树种b. 树龄c. 温度d. 含水率5. 名词解释：弹性、蠕变、松弛。

1、画出针叶树材交叉场纹孔类型图。

木材学笔记：（有整理的一定要会，其他的还要自己结合书和笔记）第一章:木材的宏观构造与识别1、树木生长是高生长（顶端生长、初生长）和直径生长（次生长、侧向生长）的共同作用结果。

树木的生长包括高生长和直径生长。

树木中木质部的绝大部分是由直径生长形成，它是形成层原始细胞分生的结果。

所以木材的形成主要经过三个重要过程：形成层母细胞的分裂形成新（子）细胞；新生细胞和组织充分分化和成熟；成熟细胞的蓄积。

2、形成层原始细胞分为：1）射线原始细胞-分生出木射线和韧皮射线; 2）纺锤形原始细胞-分生出导管、管胞、木纤维等。

3心边材对材性和加工工艺的影响心边材在解剖构造上变化有限，在含水率相同时，心材由于浸渗物质较多，有时比边材材色深、重量略高（5%以上）、心材略硬、重、质脆，由于边材含有适于菌虫生长的养料故而招致腐朽、虫蛀。

心材浸渗物对菌虫有毒，故键全心材较边材耐久。

心材物质沉积在胞腔对气体和液体的渗透有不良影响，防腐改性等影响药液的渗透，心边材颜色的差异是细木工镶嵌工艺的很好材料。

但对胶合板制造因材色不一，会影响板面外观，对造纸纤维工业来说，需增加漂白工艺，否则会影响产品表观质量。

4、早晚材比较（1）构造上①早材在年轮内侧，生长初期形成，颜色浅，晚材则相反。

②早材细胞腔大壁薄，长度略短于晚材，宽度大于晚材。

如：水曲柳、柞木的早材导管的细胞腔肉眼下都能看见。

（2）材性上①早材较松软，密度小，晚材较致密，硬重，密度大。

②早材强度小耐磨性差，晚材强度大耐磨性好。

③早材横向干缩小，晚材横向干缩大。

5、阔叶材管孔的排列及分布：（1）环孔材（2）散孔材（3）半环孔材或半散孔材（4）辐射孔材（5）切线孔材（6）交叉孔材（或称花样孔材）6、阔叶材管孔的组合(1) 单管孔(2) 复管孔(3) 管孔链(4) 管孔团7、环孔材晚材管孔排列：①星散排列：管孔大多单独，分布均匀或比较均匀，呈星散排列如：水曲柳，橡树。

绪论1、什么是木材学？木材科学是研究木质资源材料的解剖，材性及其相互关系，木质资源材料的加工利用，以及木质资源材料与环境的关系等的科学。

由3大部分组成：生物木材科学，工业木材科学，环境木材科学。

2、木材学包括哪些内容？一、生物木材科学（1）木材组织、构造学：研究木质资源材料的形成（细胞的分化、分生及成熟）、表观特征、细胞组成、胞壁结构等。

包括宏观构造、微观构造、超微观构造，木质资源材料的识别与鉴定等。

（2）木材物理学：研究木质资源材料的密度，木质资源材料与水分，木质资源材料的热、电、光等性质，木质资源材料的声学特性以及力学性质等。

（3）木材化学：研究木质资源材料的主要化学组分（纤维素、半纤维素及木质素）及抽提成分的结构、物理化学性质以及与它们加工、改性之间的关系等。

（4）木材材性遗传学二、工业木材学：木材保护学、木材材性改良学、木材干燥学、人造板制造学、木制品工艺学三、环境木材学：主要研究木质资源材料及其制品与人类、环境（重点为室内环境）的关系。

包括：视觉特性、触觉特性、调湿特性三、木材的优缺点？(一)木材的优点：a. 木材质轻而强度高；b. 木材容易加工，加工所需能量较低，不易污染环境；c. 木材有吸收能量的作用，有缓冲作用；d. 干木材对热、电的绝缘性好，保温性好，不易结露；e. 木材有调节温度、湿度的功能；f. 合理使用的条件下，木材的耐久性强；g. 木材有天然的美丽花纹、光泽和颜色，有特殊的装饰效果；h. 木材是一种再生资源材料。

(二)木材的缺点木材性质具有高度的变异性；木材干缩湿胀，尺寸不稳定，容易变形、开裂、翘曲；木材容易腐朽和被虫蛀；小尺寸木材易于燃烧；木材具有天然缺陷。

第一章树木的生长与木材的形成1、树干由哪几部分组成？树皮、形成层、木质部、髓心。

2、木材形成过程？三句话：形成层原始细胞的分裂———新生木质部细胞的成熟——成熟木质部细胞的蓄积一、形成层原始细胞的分裂1.纺缍形原始细胞(1)向内分裂生成:轴向管胞,导管分子,木纤维,木薄壁细胞,树脂(胶)道分泌细胞,阔叶材管胞。