木质材料学幻灯片

1、木木 材材 学学1木木 材材 学学2绪论绪论第一章第一章 木材的生成木材的生成第二章第二章 木材的宏观构造木材的宏观构造第三章第三章 木材细胞木材细胞第四章第四章 木材的显微结构木材的显微结构第五章第五章 木材的化学性质木材的化学性质第六章第六章 木材的物理性质木材的物理性质第七章第七章 木材的环境学特性木材的环境学特性第八章第八章 木材的力学性质木材的力学性质木木 材材 学学3 绪论绪论 森林是大自然的重要组成部分，它是以乔森林是大自然的重要组成部分，它是以乔木树种为主体的生物群落，是人类非常宝贵的木树种为主体的生物群落，是人类非常宝贵的可再生资源。木材作为森林的主产品，在国民可再生资源。木

2、材作为森林的主产品，在国民经济中起非常重要的作用。经济中起非常重要的作用。 木木 材材 学学4绪论绪论一、我国林木资源的概况一、我国林木资源的概况二、木材在国民经济中的意义二、木材在国民经济中的意义三、木材科学的范畴三、木材科学的范畴四、木材学在木材加工专业教学中的作用四、木材学在木材加工专业教学中的作用木木 材材 学学5一一 我国林木资源概况我国林木资源概况( (一一) ) 我国森林资源的现状我国森林资源的现状 1 1 可采森林资源少，森林质量不高。可采森林资源少，森林质量不高。 2 2 人工林面积增加，森林资源分布不均匀。人工林面积增加，森林资源分布不均匀。（二）（二） 我国林木资源利用我

3、国林木资源利用 存在十分严重的浪费，木材利用率只有存在十分严重的浪费，木材利用率只有50%50%。而目前发达。而目前发达国家木材综合利用率一般在国家木材综合利用率一般在80%80%以上，木材剩余物的利用率以上，木材剩余物的利用率也在也在50%50%以上，一些主要林业国家还在研究全树利用。以上，一些主要林业国家还在研究全树利用。木木 材材 学学6( (一一) ) 木材产品类别：木材产品类别： 木质原材料木质原材料纸浆纸浆整体木材整体木材人造板人造板锯材锯材圆材圆材原木原木原条原条刨花板刨花板有普通胶合板、细木工板等胶合板有普通胶合板、细木工板等胶合板胶合板：胶合板：纤维板纤维板木木 材材 学学7

4、（二）木材使用的技术特性（二）木材使用的技术特性 木材与其它材料相比具有的优点：木材与其它材料相比具有的优点： 1.1.易于加工；易于加工； 2.2.木材是弹性木材是弹性塑性体，在损坏时有一定的先兆；塑性体，在损坏时有一定的先兆； 3.3.气干材是良好的热和电的绝缘材料；气干材是良好的热和电的绝缘材料； 4.4.木材有吸收能量的作用；木材有吸收能量的作用； 5.5.木材质轻而强度高（强重比高）；木材质轻而强度高（强重比高）； 6.6.木材有美丽的花纹。木材有美丽的花纹。木木 材材 学学8木材的缺点：木材的缺点：. .干缩和湿胀；干缩和湿胀；. .木材易发生腐朽和受到虫蛀；木材易发生腐朽和受到虫

5、蛀；. .木材作为沿海水工建筑材料或木船时，容易被海生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；钻孔动物所侵害；. .木材易于燃烧；木材易于燃烧；. .木材的变异性差别很大；木材的变异性差别很大；. .木材有很多天然的缺陷。木材有很多天然的缺陷。腐腐朽朽及及虫虫蛀蛀木木材材火火灾灾木木材材缺缺陷陷木木 材材 学学9（三）木材的主要应用方面（三）木材的主要应用方面 木材是应用历史悠久的材料，至今在工业、农业和日常木材是应用历史悠久的材料，至今在工业、农业和日常生活中仍广泛应用生活中仍广泛应用 建筑用材。房屋建筑、室内装修建筑用材。房屋建筑、室内装修 交通建设用材。如船舶、枕木

6、、车辆用材。交通建设用材。如船舶、枕木、车辆用材。 采掘用材。采掘用材。 造纸用材。造纸用材。 家具用材。家具用材。 其他。其他。 如农用材、如农用材、 体育运动器材、体育运动器材、 乐器、乐器、 工艺美术用材、工艺美术用材、 火柴用材等。火柴用材等。木木 材材 学学10第一章第一章 树木生长与木材的生成树木生长与木材的生成木木 材材 学学111.1 1.1 植物分类和木材名称植物分类和木材名称1.1.1 1.1.1 植物分类植物分类 植物分类是以植物的亲缘关系为基础，研究植物分类是以植物的亲缘关系为基础，研究区分植物类别的科学。区分植物类别的科学。 植物分类系统是植物分类学的中心内容，现植物

7、分类系统是植物分类学的中心内容，现代植物分类学所采用的基本单位是代植物分类学所采用的基本单位是“种种”，最高，最高单位是单位是“界界”，其中还有门、亚门、纲、目、科、，其中还有门、亚门、纲、目、科、属。常用的是科、属、种三级。属。常用的是科、属、种三级。木木 材材 学学12裸子植物裸子植物被子植物被子植物苏铁目苏铁目银杏目银杏目松杉目：松杉目：主茎高大通直不分叉，叶呈鳞片状或针状，称针叶树。主茎高大通直不分叉，叶呈鳞片状或针状，称针叶树。买麻藤目买麻藤目单子叶植物单子叶植物双子叶植物双子叶植物草本：草本：多多木本：木本：如竹子（禾本科）、棕榈（常绿、观赏性）如竹子（禾本科）、棕榈（常绿、观赏性

8、）草本草本木本：木本：具宽阔叶片，具宽阔叶片， 称阔叶树。称阔叶树。 种子植物种子植物 针叶树和阔叶树在植物分类学上的地位：针叶树和阔叶树在植物分类学上的地位：木木 材材 学学131.1.2 1.1.2 植物命名和木材名称植物命名和木材名称植物命名：植物命名：采用双命名法的拉丁学名，即：采用双命名法的拉丁学名，即： 植物名称植物名称 = = 属名属名 + + 种加词（种加词（+ +命名人名或缩写）命名人名或缩写） 如华山松：如华山松：pinus armandii franch.(fr.) 红松红松 pinus koraiensis sieb. et zucc. 银杏银杏 ginkgo bilo

9、ba linn. 木材名称：木材名称：采用植物分类学中植物或树木的名称，采用植物分类学中植物或树木的名称， 如华山松木材的名称也是如华山松木材的名称也是 pinus armandii franch.(fr.) 1.1 1.1 植物分类和木材名称植物分类和木材名称木木 材材 学学141.2 1.2 木材的生成木材的生成1.2.1 1.2.1 树木的组成部分树木的组成部分 树根树根 主根将树木固定在土壤中，保持树木呈垂直状态；主根将树木固定在土壤中，保持树木呈垂直状态； 侧根和毛根从土壤中吸收水分和矿物质并将其输送到树冠，侧根和毛根从土壤中吸收水分和矿物质并将其输送到树冠， 供叶片进行光合作用。供

10、叶片进行光合作用。 树干树干 支持树冠；支持树冠； 贮存营养；贮存营养； 输导水分、矿物质和有机物。输导水分、矿物质和有机物。 树冠树冠 进行光合作用，制造营养物质；进行光合作用，制造营养物质； 产生种子，繁衍后代。产生种子，繁衍后代。木木 材材 学学15树木各部分的功能树木各部分的功能木木 材材 学学161.2.2 1.2.2 树木的生长及木材的生成树木的生长及木材的生成1.高生长（顶端生长、初生长）：即长高，是顶端分生组织高生长（顶端生长、初生长）：即长高，是顶端分生组织分生的结果；分生的结果；2.直径生长（次生长）：即长粗，是形成层原始细胞平周分直径生长（次生长）：即长粗，是形成层原始细

11、胞平周分裂的结果。裂的结果。形成层带：形成层原始细胞的重复分裂产生木质部母细胞形成层带：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，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，一般有层未分化的细胞带叫形成层带，一般有68层细胞。层细胞。木木 材材 学学17形成层原始细胞的分裂形成层原始细胞的分裂木木 材材 学学18针叶树材管胞的形成过程针叶树材管胞的形成过程木木 材材 学学19分生组织分生组织原表皮原表皮原形成层

12、原形成层皮层皮层初生韧皮部初生韧皮部初生木质部初生木质部形成层形成层束间形成层束间形成层束中形成层束中形成层髓髓表皮表皮基本分生组织基本分生组织次生韧皮部次生韧皮部次生木质部次生木质部树木高生长至直径生长的变化过树木高生长至直径生长的变化过程程木木 材材 学学20 周皮周皮 皮层皮层初生韧皮部初生韧皮部次生韧皮部次生韧皮部束间形成层束间形成层束中形成层束中形成层次生木质部次生木质部晚材晚材早材早材年轮年轮初生木质部初生木质部髓髓木木 材材 学学21树树木木高高生生长长到到直直径径生生长长的的发发展展过过程程原分生组织原分生组织原表皮（原表皮（pd）原形成层束（原形成层束（pc）基本分生组织（基

13、本分生组织（gm）由外向内依次为：由外向内依次为： 表皮、皮层、初生韧皮部、次生韧皮部、形成层、次生木质部、初生木质部、髓表皮、皮层、初生韧皮部、次生韧皮部、形成层、次生木质部、初生木质部、髓木木 材材 学学221.31.3 树干的构造树干的构造 1.3.1 1.3.1 树干的组成树干的组成（一）树皮（一）树皮（二）形成层（二）形成层（三）木质部（三）木质部（四（四）髓）髓木木 材材 学学23 （一）树皮：（一）树皮： 1 1 表皮：幼茎最外边的保护层；表皮：幼茎最外边的保护层；2 2 皮层：表皮内侧的薄壁组织，有贮存养分及通气的作用；皮层：表皮内侧的薄壁组织，有贮存养分及通气的作用；3 3

14、韧皮部：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。俗称内树皮，由形成层产生，是植物中输导养分的组织。 4 4 周皮：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；层组成，俗称外树皮；木木 材材 学学24周皮的形成过程周皮的形成过程脱落脱落活活死（隔绝水分）死（隔绝水分）皮层皮层恢复分恢复分生能力生能力恢复分恢复分生能力生能力形成层形成层木木 材材 学学25树皮生成中的变化树皮生成中的变化木木 材材 学学26（二）形成层（二）形成层位于树皮和木质部之间，是包裹着整个树干、树枝和树根位于树皮和木质部

15、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。的一个连续的鞘状组织层。（三）木质部（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：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。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；与髓紧密相连，占树木的体积很少；次生木质部：是次生分生组织次生木质部：是次生分生组织形成层活动的结果，占树形成层活动的结果，占树木体积的绝大部分，是木材利用中最主要的部分。木体积的绝大部分，是木材利用中最主要的部分。木木 材材 学学2

16、7 初生木质部和次生木质部的区别：初生木质部和次生木质部的区别：1 1 构成细胞的起源不同；构成细胞的起源不同；2 2 组织系统不同；组织系统不同；3 3 细胞的蓄积空间不同；细胞的蓄积空间不同；4 4 蓄积的量不同；蓄积的量不同；5 5 从人类材料利用角度看，能作为物理材料被利用从人类材料利用角度看，能作为物理材料被利用的部分是次生木质部。的部分是次生木质部。木木 材材 学学28（四）髓（四）髓位于树干的中心，是位于树干的中心，是被木质部包围的薄壁组织，被木质部包围的薄壁组织，其功能是贮存养分供树木其功能是贮存养分供树木生长，在木材利用上价值生长，在木材利用上价值很小，但其颜色、大小、很小，

17、但其颜色、大小、形状、质地因树种不同而形状、质地因树种不同而有差异，所以在木材识别有差异，所以在木材识别上有特征意义。上有特征意义。髓髓木木 材材 学学291.41.4 幼龄材和成熟材幼龄材和成熟材 1.4.1 1.4.1 幼龄材形成机理幼龄材形成机理1.4.2 1.4.2 幼龄材的概念幼龄材的概念 1 1 幼龄材：受顶端分生组织活动影响的形成层区域所产生的次幼龄材：受顶端分生组织活动影响的形成层区域所产生的次生木质部。生木质部。2 2 成熟材：形成层成熟后所产生的次生木质部。成熟材：形成层成熟后所产生的次生木质部。1.4.3 1.4.3 幼龄材与成熟材的区别：幼龄材与成熟材的区别： 形成层形

18、成层 前前5-255-25年形成年形成幼龄材幼龄材 5-255-25年之后形成年之后形成成熟材成熟材 次生木质部次生木质部 幼龄材和成熟材在树干中的部位幼龄材和成熟材在树干中的部位木木 材材 学学301.41.4 幼龄材和成熟材幼龄材和成熟材1.4.3 1.4.3 幼龄材与成熟材的区别：幼龄材与成熟材的区别：（一）在结构方面：（一）在结构方面：1 1 幼龄材的纤维长度短，直径小；幼龄材的纤维长度短，直径小；2 2 幼龄材晚材百分率低；幼龄材晚材百分率低；3 3 幼龄材出现螺旋纹理的倾向较大；幼龄材出现螺旋纹理的倾向较大；4 4 幼龄材细胞次生壁中层的微纤丝角较大幼龄材细胞次生壁中层的微纤丝角较大。木木 材材 学学31（二）在物理力学性质方面（二）在物理力学性质方面 1 幼龄材的密度低；幼龄材的密度低； 2 由于由于s-2微纤丝角度大，造成它的纵向收缩大，横向收缩小，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；干燥时容易翘曲，降低锯材质量； 3力学强度降低约力学强度降低约15%30%，由于由于，由于由于s-2微纤丝角度增大，顺微纤丝角度增大，顺纹抗拉强度明显降低。纹抗拉强度明显降低。 由此可以看出，与正常成熟材由此可以看出，与正