第十章木材的识别与特性(精)

1、第十章木材的识别与特性一、木材的识别木材是由许多细胞组成 , 由于细胞大小、 形态、排列各有不同 , 使木材的构造极为复杂， 成为各向异性的材料。 按其不同方向切削可形成多种切面。 常以切面上特征识别和研究木材，在无数切面中，有价值的切面有如下3 个：1、横切面：与木材生长方向成垂直切削的切面。木材中平行于木纹方向的细胞组织在横切面上均可看到，是识别木材最重要的一个切面。这个面的板材硬度大，耐磨损，但易折断，难刨削。2、径切面：延主轴方向与年轮垂直进行切削的面。径切面收缩小, 不易翘曲纹挺直 , 硬度也较好。, 木3、弦切面：与主轴成平行 , 但不过中心轴的切面。标准弦切面与年轮平行 , 所以

2、弦切面应为曲面 , 不是平面。 木理呈 “V”字形可“U”字形 , 较美观 , 但易翘曲变形。其中径切面与弦切面以统为纵切面。二、木材的各部份（外皮）1、外皮：保护树木以免火，昆虫及疾病所侵害。外皮无生机，其厚度随树种与树龄而有不同，树皮内层称为韧皮层，为有生机物，其细胞输送树叶所造食物供树枝，树干及树根营养之需。形成层为在树皮与木材间之有生机物，自形成层向内产生新木材，向外产生新树皮2、边材：为靠近树木形成层部份的木材，能输送树液及贮藏食物以供树木生长，新近生长，颜色浅淡。边材较容易受到虫害、腐朽，有水份通道作用，对液体渗透性较佳，于涂装作色时易吸色。3、心材：由无生机细胞构成, 即由过去边

3、材有机细胞老化而成 , 无生活力, 颜色较边材深。4、木射线（髓线）：木材中与树轴方向成垂直排列的薄壁细胞，构成“木射线” ， 同一木射线在三切面上表现不同形态；在横切面上呈径向辐射状细线，显其宽度和长度；径切面上呈横向短带状，显其长度和高度；弦切面上呈短线形，显其宽度和高度。木射线由薄壁细胞组成，是木材中较脆弱、强度较低之处，且在木材干燥时常沿木射线方向发生裂纹，降低使用价值。5、年轮：在横切面上有颜色深浅交替不一、木质结构有粗有细的一圈圈呈同心圆环型状， 这些圆环称为年轮。 每一个年轮内， 靠里面部分是每年春季生长的，其颜色较浅，组织较松，材质较软，称为早材（春材） ；靠外面的部分是夏季末

4、生长的，颜色较深，组织致密，材质较硬，称晚材（秋材）6、管孔 ( 导管 ) ：在横切面上，常看到一些大小不同的小孔，在径向切面和弦切面上，它们呈长短不一沟槽，这些沟槽和小孔叫“管孔” 。在一个年轮内早材管孔大，呈环状排列， 故称环孔材 （2）；有些管孔孔径粗细均匀， 没多大差别，均匀分散在年轮中，故称散孔材（ 1）7、颜色：木材的颜色称材色。不同树种其颜色各不相同；同种木材其颜色不同；如：洁白的云彬， 乌木呈黑色。 从材色上鉴别时， 应以干材新切面的颜色为标准。8、光泽：是材面对光线的吸收和反射的结果。木材光泽与木材构造、渗透物、光线照射角度和腐朽等有关。如经打磨不显光泽，说明巳初期腐朽。9、

5、纹理：木材的年轮、木射线、节疤在纵横切面上所形成的纹理，由树种不同，锯解位置差异及自然条件形成不同纹理。软材平淡， 硬材丰富多变。 可分直纹、斜纹和乱纹理三种。直纹理的强度较大，易于加工，斜纹与乱纹难于加工。10、气味：木材的气味是因木材中含有树脂、树胶、鞣料、芳香油等物质。不同树种有不同气味，而在伐初期味较浓，随时间会减弱；木材气味不但在识别木材方面有一定作用，在利用上也有意义。（如香樟：可防虫、杀菌）11、重量与硬度： 木材的重量与木材的硬度有密切关系。一般越重， 其硬度越大。硬度是指木材抵抗外加压力不致发生压痕的能力。三、木材材制材方法制材视木材用途 , 外观及木材安定性而定. 普通制材

6、法有下列三种：1、最简单制材法为锯割线与木材年轮相切，称这弦切法。先将圆木最外面锯去一块，然后沿木材纵长方向制材。年轮与树木基部相接而形成“V”字形。髓线呈短线出现。如此制得木材，其厚度方向膨胀收缩率甚小。2、径切法：原木先锯居四块，然后再分别制成板材。此种是普通方法。年轮与锯割线成约 90 度至 65 度角，此种板材年轮与木理相平行。年轮在木材表面现出，视锯断多少不同而呈直线形或“ V”字形。髓线较在弦面材中显著，呈片状现出木材表面，此种木材沿宽度收缩膨胀较小，亦较弦面材翘曲少3、类似径切法，与径切法相近。为对原木年轮作不少于 35 度或大于 65 度，通常为 45 度之锯割法。年轮呈纵长线

7、出现，髓线亦沿纵长方向现出，且较其他制材方法制成木材上髓线长。四、木才干缩与膨胀1、木材中水分主要是从土壤中吸收的，有的在河流中水运时也吸收一部分水分。存在于木材细胞腔和细胞间隙里的水分，叫自由水（毛细管水、游离水），对木材的容积重、燃烧性、干燥性有影响。另一部分存在于细胞壁中的水分，叫吸着水（胞壁水、附着水） ，是影响木材性质的主要因素。构成细胞的化学成分的水，叫化学结合水。含量极少，在木材加工时有影响，与性质无关。2、木材含水率是表示木材中含水量的多少，用百分数来表示。（木材含水率与木材材种、部位、湿度有关，阔叶材比针叶材、边材比心材、潮湿地区比干燥地区、夏季比冬季含水量大）干燥的木材放在

8、潮湿的空气中，也会不断吸叫水分，最终达到与周围的空气湿度相平衡为止，这时木材的含水率称为平衡含水率。平衡含水率在木材使用上是值得注意的因素，家具用材的含水率一定要低于当地的平衡含水率。出口木材一般要求木材含水率低于12%。3、含水率之标准测定绝干法， 是将试材置放在换气良好的干燥炉内（ 100-105 ）至绝干为止， 其含有水分量与绝干量求出。 工厂一般使用电阻型、高周波型、诱电体力率型等几种测度，常用电阻针刺式。4、纤维饱和点是木材性质变化的转折点. 纤维饱和点 : 木材中自由水快蒸发完时 ,细胞壁上的吸着水还处在饱和状态, 这时的含水状态叫纤维饱和点,这时的含水率叫纤维饱和点含水率 .(

9、纤维饱和点含水率多少, 因树种而异 , 一般在 23%-30%之间 ) 当含水率在纤维饱和点之上时, 水分的增减对木材性质没有影响, 木材不会因水分的增加而膨胀 , 也不会因水分的减少而收缩 , 木材的强度不会因含水率的多少而增减 . 在纤维饱和点以下 , 木材干燥时 , 它的体积会缩小 , 一直到木材中水分为零时 , 才不再收缩 . 相反 , 木材吸湿时 , 它的体积会增大 , 一直到纤维饱和点, 才不再膨胀 . 这种现象叫做木材的干燥和湿胀 . 可用收缩率表示 .5、木材干缩率的大小 , 不但因树种而异 . 实验证明 : 木材干燥后径向收缩率为3%-6%,弦向收缩率为 6%-12%,纵向收

10、缩仅为 0.1%-0.3%. 弦向收缩最大 , 木材湿胀也一样 . 一般收缩率要大于湿胀 , 湿胀会降低木材强度 .6、木材的干缩湿胀会给木材产生变形、干裂、内应力等缺陷。变形：木材干燥后，由于收缩不均匀，径向、弦向干缩率的差异较大，使木材原来的形状发生改变。分两种： 一种是板面仍保持平直， 只是横切面形状发生变形。一种是板面不是在一个平面上，引起纵向形状发生变形。干裂：木材的两头端面开始，而且常常沿木射线裂开，是木射线和木纤维之间的结合比较脆弱，木材弦向收缩率大所致。还有些木材干裂是沿着年轮开裂。内应力：木材干燥时 , 由于不均匀的收缩会产生内应力。板材锯开如果立即发生翘曲变形 , 说明木材

11、存在内应力。木材内应力一般小于分子的结合力。如果内应力大于木材分子的结合力 , 木材内部就会发生裂隙 , 叫蜂窝裂。内应力往往是由于干燥方法不当所引起。 若干燥方法得当 , 可以避免产生内应力或减小内应力。7、减小木材干缩湿胀的方法使用径切板：因为径向收缩率大约是弦向收缩率的一半，所以下料时应尽可能锯解径切板，这样可以减小干缩变形的程度。采用多层胶合板：在胶合板中由于各层单板纵横交错排列，互相制约，可使胀缩减小到最低程度，成为一种材性趋向均衡的新材料。高温干燥：木材经高温干燥后，木材的干缩较小，不易变形，不易吸湿。封闭处理：木材胀缩变形是由于它的吸湿性所引起。（石蜡、硬脂酸等）化学处理：用化学

12、物浸渍木材 , 就会产生一种不溶性的胶体物质沾附在木制品上。五、木材的干燥1、木材干燥的目的：防止零部件发生变形和开裂，延长木器使用寿命，提高和改善木家具零件的力学性能和加工性能，防止木腐菌的侵蚀，能杀死木材中寄生虫卵，使木材免受虫蛀的危害。2、木材干燥的规律：木材含水率内高处低，利于水分蒸发。木材温度内高外低，利于水分蒸发。合理降低空气相对湿度，利于水分蒸发。适当提高气体循环速度，可加快木材的干燥速度。消除应力变形，提高干燥质量3、木材干燥分自然干燥和人工干燥。自然干燥：优点：不需要永久性建筑物 , 也不需要能源和复杂的机械设备 , 工艺技术简单 , 比较经济， 易于实施， 而且木材收缩率比

13、人工干燥小， 内应力较小， 干燥质量高。缺点 : 干燥程度只能达到当地的平衡含水率 , 占用场地大 , 干燥条件不易控制；干燥时间长 , 干燥期间容易发生虫蛀、腐朽、变色，降低木材质量，需要建全的安全防火设备。人工干燥：优点 : 干燥速度快 , 最终含水率不受地区、季节影响 , 便于机械化和自动化生产。缺点：工艺复杂，必须具备一定设备，成本较高。常用干燥方法：烟熏干燥法、蒸气干燥法、远红外线干燥法、真空干燥法。六、木材的缺陷木节：活节、死节、漏节；木节对加工、结构、涂装匀有影响。变色和腐朽：木材受色菌及腐配菌影响产生。虫害：木材在生长、储存过程中受昆虫害而产生的虫孔。裂纹：木材干燥过程中受收缩不均衡，而产生的裂纹。弯曲：生长过程环境影响产生的树干轴线不在一直线上。影响木材利用率和材质。其它：尖削、斜纹等。七、适于家具生产木材的要求重量适中，材质结构细致，材色悦目，纹理美观。抗弯曲性能良好。胀缩性小切削性能良好，易加工。着色性能、胶接性能、油漆性能良好。产量丰富八、木材的利用率1、家具生产中 , 木材成本占整个家具成本的 65%-70%,控制好家具成本首先要控制好木材的利用率. 进口材利用率( 美国): 一般为 65%-70%，( 参考: 橡胶木:70%-75%,OAK、白杨木、枫木： 65%-70%）国产材利用