宏观木材学木
木材宏观构造与微观构
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图2- 树皮的构造
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3.树皮的特征
⑴外皮特征(从树皮纵表面观察) ①开裂方式 纵裂—外皮呈纵向开裂,深度2~20mm。
27
不规则裂—外皮呈不规则的纵、横列。 图2-26 平滑—外皮不开裂并且较平整光滑。 图2-27
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②特殊外皮
皮孔—外皮上各种形状凸起的气孔。 图2-28
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皮刺—长在树皮上的尖刺。 栓皮—呈木栓质的外皮。
正常树脂道有轴向和径向之分,除油杉属仅有轴向树脂道外, 其余5属均有轴向树脂道与径向树脂道。 图2-29、 图2-30
14
(2)受伤树脂道: 立木受虫菌危害或机械损伤形成的树脂道。 它与正常树脂道的区别是成串分布,多出现在
无正常的针叶材中。图2-7A (3)树脂道的作用:
可根据树脂道及树脂香气的有无,将针叶材分 为三大类。
不整齐槽棱—槽与 棱的长短、大小、疏密 明显不一致。
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• 网纹槽棱—槽与 棱均呈纺缍形, 粗而密,成网眼 状。
• 细长槽棱—凸 起的棱细而长. 底部宽平。
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• 2.灯纱纹(细纱纹)— 木射线在材表上作 规则而均匀排列,形 如汽灯纱罩的花纹。 图2-23
木材的宏观构造4-23
木材的宏观构造木材的宏观构造是认识商品材重要依据之一,在日常商业活动中具有重要的实践意义。
在肉眼或十倍放大镜下所能见到的木材三切面上的构造特征称为木材的宏观构造,其主要组成如下:一、边材和心材一般说来,由于色素等化学物质存在的原因,木材都具有或深或浅的天然颜色。
就边材和心材来讲,既有取材部位的相对不同,也有其颜色之差别的含义。
若以取材部位论,则称居于树心周围的木材为心材,称靠近树皮附近的木材为边材。
若以颜色论,则称髓心周围色深、含水分少的部分为心材,称心材之外靠近树皮一侧色浅而水分多的部分为边材。
虽然确定心材的准确标志是心材中没有活细胞,但以商业的角度看问题,颜色,是区别边、心材的决定性因素。
木材检验上称心边材区别明显的树种为显心材树种如柏木、水曲柳,而称心边材颜色无区别的树种为隐心材树种如云杉、色木。
一些隐心材树种木材如果遭受真菌危害,会出现状似心材的色泽变异,被称假心材或伪心材,这在桦木、云杉和山杨等树种中较为常见;由于同样的原因,一些显心材树种木材如各种栎类等的心材区出现的浅淡环带,被称为内含边材。
若以形成的先后看,心材则是随着树木的生长由边材演化而来:伴随着立木细胞的逐渐死亡,边材细胞的细胞腔内即逐渐沉积起代谢产物树脂、单宁、碳酸钙和色素等物质,于是其密度逐渐提高,材色逐渐加深,天然硬度和耐腐性也有所增强,边材这就变成了心材。
而新生的边材由于富含活细胞,即接替起继续输导水分和贮藏营养物质的任务。
因此边材通常材质较软,也易于遭致菌、虫害而变质降等。
在细木工生产中,常在选材时利用显心材树种边材心材材色的不同,搭配镶接成种种好看的图案。
2、年轮由于种种原因,树木每年向外圆周生长的木质层总有周期性的密度变化。
温带、寒温带的树木的生长层的密度和颜色每年只变化一次。
这在木材的横切面上即可看到反映其生长情况的轮状层次,称为年轮(图1)。
年轮在木材的径切面上表现为接近等宽的平行线条组;弦切面很长时,可以看到由年轮构成的“V”形花纹;而在横切面,年轮则为若干以髓为心的同心圆环。
木材宏观特征识别
(四)木射线(ray)
在木材横切面上有颜色较浅的,从髓心向树皮呈辐射状排 列的组织。 木射线对材性及利用的影响 (1)具宽木射线的木材,板面花纹美丽,是制作微薄木、木 家具、木地板、装饰线条的好材料。 (2)木射线发达的木材,输 导和贮藏养分。 木射线的形状:在木材三个不同切面上, 表现出不同的形状。 横切面上木射线呈辐射条状,显示出其宽 度和长度; 径切面上木射线呈短的线状或带状,显示 其长度和高度; 弦切面上木射线呈竖的短线或纺锤形,显 示其宽度和高度。
柏木属、紫杉属等针叶树材;楝木、水曲柳、桑树、苦木、 檫木、漆树、栎木、刺槐、香椿、榉木等阔叶树材。
边材树种(sapwood tree):心、边材颜色和含水率无 明显区别的树种。如桦木、椴木、桤木、杨木、鹅耳栎
及槭属等阔叶树材。
熟材树种(隐心材树种)(ripewood tree):心、边材 颜色无明显区别,但立木中心木材的含水率较低的 树种。如云杉属、冷杉属、山杨、水青冈等。
(五)导管(vessel)
导管是阔叶树材的轴向输导组织,在纵切面上呈沟槽状 (称导管线或导管槽),在横切面上为中空状(称管孔 pore)。 针叶材为无孔材,阔叶材为有孔材。 管孔的有无是区别阔叶树材和针叶树材的首要特征。
管孔的分布
识别应用
根据管孔在横切面上一个生长轮内的分布和大小情况,可 将木材分为3种类型: 环孔材:环孔材是指在一个年轮内早晚材管孔的大小区别明 显,早晚材过渡是急变的,管孔的大小界限区别明显,分布均 匀或不均匀,大多数的管孔沿年轮呈环状排列,有一至多列。 如水曲柳、柞木、刺槐、黄波罗和榆属等。 散孔材:在一个年轮内早晚材管孔的大小区别不明显,分布 均匀或比较均匀。如杨木、槭木、椴木、柳木、桦木和杜鹃等。 半环孔材(半散孔材):指在一个年轮内,早材管孔较晚材 管孔为大,但其过渡是缓变的,管孔大小的界限不明显,分布 不很均匀,介于环孔材与散孔材之间。如核桃木、枫杨、柿树、 和香樟等。
木材学(3.4.2)--木材宏观构造(4)
第三章 第4讲 习题作业1. 论述阔叶树材射线薄壁细胞类别及组合。
2. 简述木射线的概念及其在三切面上的表现形式。
3. 树脂道与树胶道有什么区别?4. 具有正常树脂道的针叶树材有哪几种?5. 什么叫胞间道?6. 树脂道的种类及存在位置?7. 树胶道的种类及存在位置?习题解答1. 论述阔叶树材射线薄壁细胞类别及组合。
种类:单列木射线、多列木射线、聚合木射线、栎式木射线根据射线胞壁细胞的类别及组合,可分为同型射线和异型射线两类(1)同型木射线:射线组织全部由横卧细胞组成的射线。
分为:同型单列:射线组织全部由单列和多列或偶见两列射线,且由横卧细胞组成。
同型单列及多列:射线组织由单列或多列射线,全由横卧细胞组成。
(2)异型射线:射线组织全部或部分由方形或直立细胞组成。
异型单列:射线组织全为单列或偶有成对者,由横卧与直立或方形细胞所组成。
异型多列:射线组织全为两列以上,偶见单列,由横卧与直立或方形细胞组成。
异型Ⅰ型:由单列或多列射线组成。
单列射线由直立和方形细胞构成,多例射线弦面观察期单列尾部较多列部分要长,单列尾部直立细胞构成,多列部分有横卧细胞构成。
异型Ⅱ型:由单列或多列射线组成。
与一型的差别为多列射线的单列尾部较多列部分要短异型Ⅲ型:由单列或多列射线组成。
单列射线全为横卧细胞或直立或横卧细胞混合组成。
2. 简述木射线的概念及其在三切面上的表现形式。
木射线:木材横切面上可以看到一些颜色较浅或略带有光泽的线条,它们沿着半径方向呈辐射状穿过年轮,这些线条称为木射线。
横切面:辐射线状,能看到宽度和长度。
径切面:横向平行线状,能看到长度和高度。
弦切面:纺锤形,能看到高度和宽度。
3. 树脂道与树胶道有什么区别?树脂道:针叶材中长度不定的细胞间隙,其边缘为分泌树脂的薄壁细胞,藏树脂。
常见于松科松属、落叶松属、云杉属、黄杉属、银杉属、油杉属。
树胶道:阔叶树材的胞间道内含有树胶、油类等胶状物质,称为树胶道。
4. 具有正常树脂道的针叶树材有哪几种?松属、云杉属、落叶松属、黄杉属、银杉属、油杉属。
木材宏观构造5
➢ 星散型 单一永续的形成层进行分裂活动,但部分木质部的形 成产生异常,在木质部中包含有筛部的束条,如白木 香、小叶谷木和密花马钱子等。
小结
木材的次要宏观特征是识别木材的重 要参考依据。本讲主要从木材的纹理、 结构和花纹、颜色和光泽、气味和滋味 等方面介绍了木材的次要宏观特征。
思考题
1、什么叫木材的花纹?常见的木材的花纹有哪些? 2、什么是木材的纹理? 3、木材的髓斑是怎么形成的? 4、为什么木材呈现出各种颜色?
5000 ~ 10000
> 10000
木材硬度
识别的 粗 放测
定
力学试验机测定
用指甲或用小 刀在标本上试 看有无痕迹
6、髓斑和色斑
➢髓斑(pith fleck):是树 木生长过程中形成层受到昆 虫损害后形成的愈合组织。
➢色斑(stain):有些树种 的立木受伤后,在木质部出 现各指木材细胞的大小和差异的程度。
针叶树材的标志:管胞弦向平均直径;早晚材间的变化缓急、 晚材带大小、空隙率。
阔叶树材的标志:导管的弦向平均直径和数目;木射线的粗细; 早晚材间的变化。 粗结构(coarse texture):指细胞较大,孔隙较多,早、晚材急变 细结构(fine texture ): 指细胞较小,孔隙较少,早、晚材渐变
银光花纹
带状花纹
鸟眼花纹
树瘤花纹
4、材表
材表(surface of wood):原木剥去树皮后的木材 表面。为木材的第一个弦切面。
5、质量和硬度
木材的质量和硬度可以作为 识别木材树种的参考依据
质量
木材
硬度
密度(g/cm3)
轻 < 0.5 中 0.5 ~ 0.8
重
> 0.8
森林利用学-木材宏观构造
早材和晚材
第二章 木材的宏观构造
• 针叶材:在生长轮内,靠髓心材色较浅者为早材;而靠树皮 材色较深者为晚材。
第二章 木材的宏观构造
• 阔叶材:在生长轮内,靠髓心管孔较大者为早材;而靠树皮
管孔较小者为晚材。
晚材率(Latewood percentage)
• 晚材率:晚材在一个生长轮中所占的比率称为晚材 率。是衡量木材强度大小的一个重要标志。 P=(b/a)×100% • P——晚材率 • b——一个年轮中晚材的宽度(cm) • a——年轮总宽度(cm) • 晚材率的大小可以作为衡量针叶树材和阔叶树环孔 材强度大小的标志。
1.定义:在木材横切面上看到呈辐射状排列的浅色线条。所有树种的木材 都有木射线,只是不同树种木射线的宽度、高度、数量不同而已。 2.射线宽度 细射线:宽度0.05~0.1mm,肉眼下不见至略可见。 中射线:宽度0.1~0.2mm,肉眼下易见至略明显。 宽射线:宽度0.2mm以上,肉眼下显著。
木射线形态
• 导管分子(vessel element):是组成导管的每一个细 胞;
• 管孔(pore):导管分子在木材横切面上呈孔穴状; • 导管线(vessel line):导管在木材纵切面上呈现的细 沟状。
第二章 木材的宏观构造 •
晚材管孔
早材管孔 生长轮 (年轮)
早材管孔与晚材管孔
宏观下唯一可 见的细胞 导管分子 横切面上其胞 腔呈孔穴状 管孔
第二章 木材的宏观构造 年轮的作用 (1)识别木材:绝大多数年轮呈圆形或近圆形;部 分为波形,如:榛木科、槭属。 (2)鉴定树木年龄:寒温带及亚热带的树木一年只 长一轮。 (3)判定树木的生长速度及生长规律。 (4)某地区历史气候与各种灾害的档案库。
木材学(3.3.2)--木材宏观构造(3)
第三章第3讲习题作业1.什么叫开孔材和闭孔材?2.什么叫木薄壁组织?3.轴向薄壁组织的类型有哪些?4.什么叫侵填体和拟侵填体?5.如何区分栓皮栎和麻栎?6. 如何区别侵填体和树胶?7. 轴向薄壁组织有几种排列方式?习题解答1.什么叫开孔材和闭孔材?导管腔内没有侵填体的木材称为开孔材,如红栋;导管腔内充满侵填体的木材称为闭孔材,如白栋。
开孔材有利于液体的贯透,而闭孔材则难,但木材不易腐朽。
2.什么叫木薄壁组织?木薄壁组织是在木质部由一串的细胞组成。
细胞特征是腔大、壁薄、砖形、单纹孔和具丰富的内含物。
在木材的横切面上,颜色通常阔叶树材较纤维组织为浅但针叶树材因含有树脂,也可较深。
依木薄壁组织排列的方向,又可分轴向的(沿着树木主轴的方向)和径向的(沿着木材半径的方向)两类。
轴向排列的称为木薄壁组织,径向排列的称为木射线组织。
针叶树材的轴向薄壁组织的细胞含有树脂,一般又称树脂细胞,但量很少,对木材鉴定上的意义不大。
在已知的针叶树材中,有些属没有轴向薄壁组织,如红豆杉属、框属、南洋杉属、贝壳杉属、冷杉属等;轴向薄壁组织存在的有杉科、柏科及穗花杉科的木材。
阔叶树材的轴向薄壁组织较针叶树材发达且在不少树种的木材横切面上构成一定的图案,在木材鉴定上有一定的帮助。
依照世界木材解剖学会所制订的名词,根据木薄壁组织和管孔的关系可分为离管的、傍管的和轮界的三大类。
离管薄壁组织是指木薄壁组织与管孔没有依附关系,它的分布有星散的、星散聚合的和离管带状的。
傍管薄壁组织是指木薄壁组织与管孔有依附关系,它的分布有稀疏傍管、单侧傍管、环管、翼状、聚翼状和傍管带状。
轮界薄壁组织是指木薄壁组织位于年轮界上,它的分布有轮始的和轮末的。
在大多数的科中,木薄壁组织属于一种类型,且为全科或其它部分木材的特征,但也有少数部分木材,它的木薄壁组织在同一种木材中具有上述二或三种类型。
3.轴向薄壁细胞的类型有哪些?离管型轴向薄壁组织:星散状、切线状、离管带状、轮界状。
第一章 木材学
第一章木材宏观构造第一节树干的组成1<研>种子植物门(裸子植物亚门和被子植物亚门)种子植物分为裸子植物(针叶树)和被子植物。
被子植物又分为单子叶植物和多子叶植物。
而两者中的木本称为阔叶树。
<考>裸子植物就是针叶树,被子植物就是阔叶树。
(╳)(但这话反过来是可以的:针叶树是裸子植物,阔叶树是被子植物。
)2树木可分为树根,树干和树冠三部分。
各自作用:树根支持立木于土地上,保持树木垂直,并从土壤中吸收水分,矿物质,储藏备用养料。
树干一方面把水分和矿物质通过边材从到树木,一方面把养料沿韧皮部送至树木,并与树根共同支撑树木。
树冠把根部吸收的水分和矿物质养分以及叶子吸收的二氧化碳,通过光合作用,制成碳水化合物,同时呼吸,蒸腾。
树冠的范围是由树干上部第一个大活枝算起,至树冠顶梢为止。
<考> 边材:水分矿物质运输韧皮部:养料运输3树木的生长是高生长和直径生长共同作用的结果。
<理解>高生长是顶端分生组织活动的结果,将新长出的细胞留臵在下方,生长点向上抬高。
直径生长是形成层分生活动的结果,向内形成次生木质部,向外形成次生韧皮部。
<研>10米高的树,钉子钉在2米处,当树长到20米高时,钉子在哪儿?(主要就是考高生长是顶端分生,和已分生细胞无关。
)<名词解释>初生长(高生长)vs次生长(直径生长)<考> 树木开始直接生长的标志是形成层向外生成次生韧皮部,向内生产次生木质部。
直径生长主要是侧向加粗分生组织,所形成的组织为次生组织。
次生组织主要加强树干对外界的应力。
(注意,次生组织的作用。
)<考大题>树木生长的详细过程4树干的四个部分:树皮,形成层,木质部和髓。
<了解>树皮贮藏养分,防止树木生活组织受外界湿度剧烈变化或机械损伤的影响分为内皮(活皮),外皮(死皮)占树干总体的6%-25%作为原木识别的主要依据形成层[zty1][zty2]位于树皮和木质部之间肉眼不见由具有细胞分裂机能的细胞构成向内分裂次生木质部向外分裂次生韧皮部木质部初生木质部起源于顶端分生组织次生木质部起源于形成层分生<考>木质部明显多于韧皮部的原因。
木材宏观构造1
韧皮部
外树皮
形成层
心材 边材
心材树种(heartwood tree):心材和边材区别明显的树 种,如:红松、落叶松、柏木、黄波罗、核桃(楸)、 水曲柳、紫檀等等。
边材树种(sapwood tree):树干的中心和外围既无材 色差别,含水量又相等,这样的树种称为边材树种, 如桦木、白杨、椴木等。
tangential section
3 心材与边材
边材 sapwood
心材 heartwood
熟材 ripewood
树干中靠近树皮,材色较浅, 水分较多的外围木质部。
树干中靠近髓心,材色较深, 水分较少的中心木质部。
树干的中心部分与外围部分 的材色无区别,但含水率不 同,中心水分较少的部分称 为熟材。
X射线/电子显微镜 1600倍以上 胞壁局部形态
2. 木材的三切面
切面名称 定义
生长轮形状 木射线形状
横切面 与树干垂直的切面 径切面 与射线平行或与生
长轮垂直的切面
同心圆状 平行线状
辐射线状 片状
弦切面 与射线垂直或与生 抛物线状 纺缍状
长轮平行的切面
cross section
radial section
早晚材识别与应用
早材至晚材的变化缓急:
急变(rapid change)—硬松类
缓变(slow change)—软松类
晚材率
定义:晚材宽度占生长轮宽度的 百分比
公式
p
b a
100%
P-晚材率(%) a—一个年轮的宽度; b—一个年轮中晚材的宽度
意义:晚材率的大小不仅在识别 中有用,而且是衡量木材强度及 材质材性的一个重要标志。
4 生长轮和年轮
生长轮和年轮
木材学(3.6.2)--木材宏观构造
第三章 木材宏观构造宏观构造概念:宏观构造指在肉眼或放大镜下就可以观察到的木材组织和形态。
木材的三切面:横切面指与树干垂直的切面,生长轮形状为同心圆状,木射线为辐射线状;径切面指与射线平行或与生长轮垂直的切面,生长轮形状为平行线状,木射线为片状弦切面指与射线垂直或与生长轮平行的切面 ,生长轮形状为抛物线状;木射线为纺缍状。
心材与边材:心材指树干中靠近髓心,材色较深,水分较少的中心木质部。
边材指树干中靠近树皮,材色较浅,水分较多的外围木质部。
早材:靠髓心材色较浅者(针叶材);靠髓心管孔较大者(阔叶材)。
晚材:靠树皮材色较深者(针叶材); 靠树皮管孔较小者为(阔叶材)。
熟材:树干的中心部分与外围部分的材色无区别,但含水率不同,中心水分较少的部分称为熟材。
生长轮:形成层在每一个生长季节里向内分生的一层次生木质部,称为生长轮。
不连续年轮:在同一生长周期内由于突变的外界原因,生长中断然后又开始,形成一个周期内两个年轮(假年轮)。
杉木、松木、柏木常见。
管孔:在横截面上可以看到许多大小不等的孔眼。
导管线:在纵切面上导管呈沟槽状。
有孔材:所有具有导管的阔叶树材。
无孔材:指针叶树材,因为针叶树材不具有导管,在横切面上用肉眼看不出有管孔存在。
管孔的组合:有单管孔,复管孔,管孔团,管孔链。
管孔的排列:有星散状,弦列状,径列状,斜列状,不规则状。
管孔的大小与数目:管孔的大小,是以管孔的弦向直径决定,分三级,极小:弦径小于0.1mm, 小:弦径0.1~0.2mm,肉眼可见,放大镜下明晰,中:弦径0.2~0.3mm,肉眼下易见至略明晰,结构中等,大:弦径0.3~0.4mm,肉眼下明晰,木材结构粗,极大:弦径大于0.4mm,肉眼下很明显,木材结构甚粗;对于散孔材,在横切面上单位面积内管孔的数目,对木材识别也有一定帮助。
可分为以下等级,甚少:每1mm2内少于5个,少: 每1mm2内有5 ~ 10个,略少:每1mm2内有10 ~ 30个,如核桃。
木材学(3.6.8)--木材宏观构造(6)
第三章 第6讲 习题作业1. 什么叫树皮?树皮由那几部分组成?2. 怎样区分冷杉和其他针叶树材?3. 木材识别应掌握那些原则?4. 木材识别采用哪些方法?5. 什么叫外树皮?6. 什么叫内树皮和外树皮?7. 木材宏观识别的依据是什么?习题解答1. 什么叫树皮?树皮由那几部分组成?树皮是指树木维管束形成层外侧的全部组织,它以形成层为界限,内侧为木质部,外侧为树皮。
树皮的初生构造由表皮、皮层、初生韧皮部组成。
2. 怎样区分冷杉和其他针叶树材?针叶树材皮孔一般不明显,只有冷杉较多,以此就可以从针叶树材中区分出冷杉。
3. 木材识别应掌握那些原则?木材识别是运用木材各类细胞特征和名词术语,用必须的仪器和资料,采取有效的识别方法,将未知名称的木材区分出来。
目的在于做到材尽其用,合理利用,扩大利用,保证产品质量和经济效益,避免在木材加工中,任意选材,随便搭配,形成木制品质量下降和经济损失。
因此,木材识别必须掌握下列原则(1)木材特征记心中在企图识别一块木材之前,必须自己熟悉常见木材横切面、径切面、弦切面的宏观特征和微观特征,对一些重要科、属、种的木材特征要点应铭记心中,以便木材识别时很快确定范围,追踪查明。
(2)手持木材髓朝胸观察木材横切面特征时,要注意方向,必须将木材髓心一边靠观察者,令木射线垂直于自己的胸前,从早材至晚材观察,而决不能倒过来,从晚材至早材看,更不容许将木射线平行于胸前来观察。
(3)成熟主干常为代除特殊的、专门的研究外,木材识别应尽量采用成熟的主干材。
树木主干材各类细胞均已成熟,最能反应和代表该种木材的特征。
而幼龄材各类木材细胞比例和大小差异很大,不能用作区别性质的目的。
枝桠材或根材,细胞异常,亦不是成熟主干材的代表(4)主辅特征配合用确定一块木材的名称,必须综合考虑木材的许多特征,反复核对较为妥善,切忌骤看一种特征,黄色的叫黄檀,红色的又叫红木,这样草率定名,必酿成大错。
因此,以木材细胞构造为识别基础,辅之以物理性质和化学性质。
第二章木材的宏观构造
切 线 状
带 状
轮 界 状
环 管 束 状
翼 状
聚 翼 状
宽 带 状
2.2.5 木射线(wood ray)
木射线
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木射线 的定义
髓射线(pith ray) 木射线 (wood ray)
在木材横切面上有颜色 较浅的,从髓心向树皮 呈辐射状排列的组织
在木材横切面上,看到 呈辐射状排列的浅色线 条,木质部的髓射线
5000 ~ 10000
重
> 0.8
> 10000
木材硬度
识别的粗 放测定
力学试验机测定
用指甲或用小刀 在标本上试看有 无痕迹
2.2.6 材表
材表(surface of wood):原木剥去树皮后的木材表面。
思考题
1.木材都有哪些主要的宏观特征? 2.木材宏观特征的意义是什么? 3.木材的宏观识别依据是什么?
早晚材识别与应用
早材至晚材的变化缓急:
急变(rapid change)—硬松类
缓变(slow change)—软松类
晚材率
定义:晚材宽度占生长轮宽度的 百分比
公式
p
b a
100%
P-晚材率(%) a—一个年轮的宽度; b—一个年轮中晚材的宽度
意义:晚材率的大小不仅在识别 中有用,而且是衡量木材强度及 材质材性的一个重要标志。
环孔材
单管孔(solitary pore): 复管孔(multiple pore):
管孔(porecluster): 管孔链(porechain):
2.2.4 轴向薄壁组织
离管类
轴 向 薄 壁 组 织
傍管类
星散状 切线状 带状 轮界状
第二章木材的宏观构造
形成原因:木质部受虫害后产生的一种 愈合组织,在横切面上呈褐色弯月状斑点
特征 :髓斑都是薄壁组织,质地松软, 分布无规律,常发生在某些特定的树种中
天然 纹理
纹理
人工 纹理
直纹理、斜纹理、螺旋纹 理、交错纹理、波状纹理 、皱状纹理
圆锥纹理
旋切单板时旋刀与原木成 一定角度所形成的纹理
弦切纹理
弦切板上由于早、晚材带 细胞大小、深浅不同,构 造不同,呈抛物线形
向
树干的主轴方向。 年轮的直径方向(法线方向) 年轮的切线方向(切线方向)
定义
生长轮形状
木射线形状
木 材
横切面
与树干垂直的切面
crosssection
的
径切面
与射线平行或与生
三
radial -section 长轮垂直的切面
切 面
弦切面
与射线垂直或与生
tangentialsection 长轮平行的切面
区别:“心材树种”和“边材树种”
韧皮部
外树皮
形成层
心材 边材
心材的形成机理
➢边材中靠髓心的生活细
胞的,增由加于而随缺着氧与形成层距离Sub title 导致呼吸作用停止直至死亡
➢ 淀粉水解消失, 酚类物 质形成并扩散
➢有机物质沉积在细胞壁 或细胞腔中
➢导管中形成侵填体以及 从根部吸收来的无机物沉 积在导管腔中而
木材科学与技术国家重点学科 湖南省精品课程
木材学
课程负责人 吴义强 教授
第二章 木材的宏观构造
1 木材的方向及三切面 2 木材的主要宏观特征 3 木材的次要宏观特征
2.1 木材方向及三切面
横切面
径切面
弦切面
木
木材宏观特征识别
(五)导管(vessel)
导管是阔叶树材的轴向输导组织,在纵切面上呈沟槽状 (称导管线或导管槽),在横切面上为中空状(称管孔 pore)。 针叶材为无孔材,阔叶材为有孔材。 管孔的有无是区别阔叶树材和针叶树材的首要特征。
管孔的分布
识别应用
根据管孔在横切面上一个生长轮内的分布和大小情况,可 将木材分为3种类型: 环孔材:环孔材是指在一个年轮内早晚材管孔的大小区别明 显,早晚材过渡是急变的,管孔的大小界限区别明显,分布均 匀或不均匀,大多数的管孔沿年轮呈环状排列,有一至多列。 如水曲柳、柞木、刺槐、黄波罗和榆属等。 散孔材:在一个年轮内早晚材管孔的大小区别不明显,分布 均匀或比较均匀。如杨木、槭木、椴木、柳木、桦木和杜鹃等。 半环孔材(半散孔材):指在一个年轮内,早材管孔较晚材 管孔为大,但其过渡是缓变的,管孔大小的界限不明显,分布 不很均匀,介于环孔材与散孔材之间。如核桃木、枫杨、柿树、 和香樟等。
柏木属、紫杉属等针叶树材;楝木、水曲柳、桑树、苦木、 檫木、漆树、栎木、刺槐、香椿、榉木等阔叶树材。
边材树种(sapwood tree):心、边材颜色和含水率无 明显区别的树种。如桦木、椴木、桤木、杨木、鹅耳栎
及槭属等阔叶树材。
熟材树种(隐心材树种)(ripewood tree):心、边材 颜色无明显区别,但立木中心木材的含水率较低的 树种。如云杉属、冷杉属、山杨、水青冈等。
• 年轮的作用: • (1)识别木材:圆形(绝大多数年轮)、 波形(壳qiao斗科、榛木科、槭科); • (2)鉴定木材年龄:寒温带及亚热带的 树木一年只长一轮; • (3)判定树木的生长速度及生长规律; • (4)某地区历史气候与各种灾害的档案 库。
识别应用
(1)年轮的明显与否 例如:明显——落叶松、柞木等 不明显——红松、冷杉等 (2)年轮的形状 一般为同心圆,个别树种呈不规则的波浪状。 如榆木。
材料的宏观与微观特征
木材的微观和宏观特征对材料的设计和造型的影响木材的微观特征观察:(一)横切面:与树木生长方向成垂直锯截所得到的切面称横切面。
横切面上导管、管胞、木薄壁细胞和木纤维等都是横切面,可看到细胞直径和横切面形状,木射线细胞为纵剖面,呈辐射状条形,显示它们的长度和宽度。
(二)径切面:与年轮相垂直的纵切面称为径切面。
径切面上导管、管胞、木薄壁细胞和木纤维等都是纵切面,可以看出细胞长度、宽度和细胞两端的形状,木射线细胞为纵剖面。
(三)弦切面:顺着树干方向纵向锯解的切面称弦切面。
弦切面板材面上年轮呈“V”字型花纹,较美观,但易翘曲变形。
弦切面上导管、管胞、木薄壁细胞和木纤维等都是纵切面,可以看出细胞长度、宽度和细胞两端的形状。
木射线细胞是横切面,显示它们的高度、宽度、细胞的列数和两端细胞的形状。
木材的宏观特征观察:木材的宏观构造是指在肉眼或借助10倍放大镜所能见到的木材构造特征又称为粗视特征。
木材的宏观特征,分为主要宏观特征和辅助宏观特征两部分。
木材的主要宏观特征是木材的结构特征,它们比较稳定,包括心材和边材、生长轮和年轮、早材和晚材、管孔、轴向薄壁组织、木射线、胞间道等。
木材的辅助宏观特征又称次要特征,它们通常变化较大,只能在宏观识别木材中作为参考,如髓斑、色斑、乳汁迹、内含韧皮部、油细胞和粘液细胞等。
木材的颜色、光泽、纹理、花纹、结构、材表、气味、滋味、轻重和软硬等一些物理特征,作为木材识别的辅助依据,也列入木材宏观构造的范畴。
(一)横切面与木材纹理(树轴)垂直的切面,即树干的端面。
轴向分子两端的特征和射线的宽度可在此面观察。
生长轮在此面呈同心圆状;木射线呈辐射状。
(二)径切面(顺纹方向)通过髓心与木射线平行的切面,或与年轮垂直的切面。
此面可观察轴向分子的长度和宽度及木射线的高度和长度。
生长轮在此面呈相互平行的带状。
木射线也呈宽带状,可观察木射线的宽度与高度。
(三)弦切面(顺纹方向)不通过髓与年轮相切的切面。
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横 切 面
弦 切 面
径 切 面
弦切面是顺着 树干长轴方向,与 木射线垂直或与生 长轮相平行的纵切 面。弦切面和径切 面同为纵切面,但 弦切面 它们相互垂直。在 弦切面上生长轮呈 抛物线状,可以测 量木射线的高度和 宽度。
横 切 面
弦 切 面
径 切 面
径切面是顺着 树干长轴方向,通 过髓心与木射线平 行或与生长轮相垂 直的纵切面。在这 个切面上可以看到 相互平行的生长轮 或生长轮线、边 材和心材的颜色、 导管或管胞线沿纹 理方向的排列、木 射线等。
c“人”字 形
③ 弦列 在一个生长轮内全部管孔沿弦向排列,略与生长轮 平行或与木射线垂直。
a 花彩状(切线状) 在一个生长轮内,全部管孔成 数列链状,沿生长轮方向排列,并且在两条宽木 射线间向髓心凸起,管孔的一侧常围以轴向薄壁 组织层。
b 波浪状(榆木状) 管孔几个一团, 连续成波浪形或倾斜 状,略与生长轮平行,呈切线状的弦向排列。但也有少数 树种(如槐树)在生长轮中部呈分散状,靠近生长轮边缘, 有少数管孔呈切线状。
(2) 管孔的大小及分布 根据管孔在横切面上一个生长轮内的分布和大小情况, 可将其分为三种类型: ① 散孔材 指在一个生长轮内早晚材管孔的大小没有明显区 别,分布也比较均匀,如杨木、椴木、冬青、荷木、蚬木、 木兰、槭木等。根据管孔的排列方式,又可分为以下几种 类型: a 星散状 见图a,如桦木、楠木、枫香等。 b 溪流状(辐射状) 见图b,如青冈、椆木属等。 c 花彩状 (切线状) 见图c,如山龙眼等。 d 树枝状 (交叉状、鼠李状) 见图2d,如桂花树、鼠李等。
(3) 中 弦向直径0.20~0.30mm,肉眼下易见至略明晰,结 构中等,如核桃、黄杞木。 (4) 大 弦向直径0.30~0.40mm,肉眼下明晰,木材结构粗, 如檫木、大叶桉。 (5) 极大 弦向直径大于0.40mm,肉眼下很明显,木材结构 甚粗,如泡桐、麻栎等。
2.2.3.4 管孔的数目 对于散孔材,在横切面上单位面积内管孔的数目,对木 材识别也有一定帮助。可分为以下等级: (1) 甚少 每10mm2内少于12个,如榕树。 (2) 少 每10mm2内有12~30个,如黄檀。 (3) 略少 每10mm2内30~65个,如核桃。 (4) 略多 每10mm2内65~125个,如穗子榆 (5) 多 每10mm2内125~250个,如桦木、拟赤杨、毛赤楞。 (6) 甚多 每10mm2内多于250个,如黄杨木。
(紫椴)
2.2.3.1 管孔的组合 管孔的组合是指相邻管孔的连接形式,常见的管孔组合有 以下四种形式: (1) 单管孔 (2) 径列复管孔 (3) 管孔链 (4) 管孔团
管孔链—一串 相邻的单管孔, 呈径向排列,管 孔仍保持原来的 形状,如冬青、 油桐等。
(柿木)
2.2.3.1 管孔的组合 管孔的组合是指相邻管孔的连接形式,常见的管孔组合有 以下四种形式: (1) 单管孔 (2) 径列复管孔 (3) 管孔链 (4) 管孔团
2.2.3管孔(pore)
导管:绝大多数阔叶材所具有的输导组织。 管孔(vessels):在横切面上导管呈孔穴状。 有孔材(porous wood)—具有导管的阔叶材; 无孔材(nonporous wood)—不具有导管的针叶材。 管孔的有无才、是区别阔叶材和针叶材的重要依 据。 针叶材除麻黄属、百岁兰属和买麻藤属的树种外, 均不具导管; 阔叶材除水青树属和昆栏树属外均具有导管。 (白华、红松)
晚材在一个生长轮中所占的比率称为晚材率。其 计算公式为: P=a/b*100% 式中:P—晚材率(%);a —相临两个轮界线之间晚 材的宽度(cm) ; b—相临两个轮界线之间的宽度(cm) 。 晚材率的大小可以作为衡量针叶树材和阔叶树环孔材 强度大小的标志。
识别应用
(1)早材至晚材的变化缓急 急变—硬松类:落叶松、马尾松、油松等 缓变—软松类:红松、冷杉等 (2)晚材率 晚材率用于衡量针叶材。晚材率的大小不仅在识 别中有用,而且是衡量木材强度及材质材性的一个重 要标志。
② 径列或斜列 管孔组合成径向或斜向的长行列或短行列, 与木射线的方向一致或成一定角度。又分为: a 溪流状 b Z字形 d 火焰状 e 树枝状 a 溪流状 b Z字形 c“人”字形 d 火焰状 e 树枝状 d Z字形(之字形) 生长轮中管孔的斜列有时中途改变方 c 火焰状 在径列管孔中,早材管孔大、似火焰的基部, a 溪流状(辐射状) 管孔径列,似小溪的流水一样穿过 e “人”字形或“《”形 生长轮中管孔成“人”字形排 b 树枝状 (交叉状、鼠李状) 在一个生长轮内管孔大小相 几个生长轮。 晚材管孔小、形状好似火舌,管孔排列似火焰一样。 列或成串作 “《”形排列。 等,一至数列管孔组合成交叉状排列,排列不规则。 向,每个与2—3个互为“之”字形排列,呈“Z”字形。
2.2.2 生长轮、年轮、早材和晚材
2.2.2.1 生长轮、年轮 通过形成层的活动,在一个生长周期中所 产生的次生木质部,在横切面上呈现一个围绕 髓心的完整轮状结构,称为生长轮或生长层。 温带和寒带树木在一年里,形成层分生的次生 木质部,形成后向内只生长一层,将其生长轮 称为年轮。
生长轮在不同的切面 上呈不同的形状。多数树 种的生长轮在横切面上呈 同心圆状,如杉木、红松 等;少数树种的生长轮则 为不规则波浪状,如壳斗 科、鹅耳枥、红豆杉、榆 木等;石山树则多作偏圆 形;蚬木似鲑壳的环纹。 生长轮在横切面上的形状 是识别木材的特征之一。 生长轮在径切面上作 平行条状,在弦切面上则 多作V形或抛物线形的花 纹。
2.2.1.2 心材的形成
边材的薄壁细胞在枯死之前有一个非常旺盛的活 动期,淀粉被消耗,在管孔内生成侵填体,单宁增加, 其结果是薄壁细胞在枯死的同时单宁成分扩散,木材 着色变为心材。形成心材的过程是一个非常复杂的生 物化学过程。在这个过程中,生活细胞死亡,细胞腔 出现单宁、色素、树胶、树脂以及碳酸钙等沉积物, 水分输导系统阻塞,材质变硬,密度增大,渗透性降 低,耐久性提高。
2.2.3.1 管孔的组合 管孔的组合是指相邻管孔的连接形式,常见的管孔组合有 以下四种形式: (1) 单管孔 (2) 径列复管孔 (3) 管孔链 (4) 管孔团 单管孔— 指一个管孔周围 完全被其它细胞(轴向薄壁细 胞或木纤维)所包围,各个管 孔单独存在,和其它管孔互 不连接,如黄檀、槭木等。
(黄玻萝)
2.2.3.3 管孔的大小
导管的大小是阔叶树材的重要特征,是阔叶树 材宏观识别的特征之一。管孔大小是以弦向直径 为准,分为以下五级: (1) 极小 弦向直径小于0.1mm,肉眼下不见至略可见, 放大镜下不明显至略明显,木材结构甚细,如木 荷、卫矛、黄杨、山杨、樟木、桦木、桉树等。 (2) 小 弦向直径0.10~0.20mm,肉眼下可见,放大 镜下明晰,木材结构细,如楠木。(黄波罗)
2.2.2.2 早材与晚材 早材—形成层的活动受季节影响很大,温带和寒带 树木在一年的早期形成的木材,或热带树木在雨季 形成的木材,由于环境温度高,水分足,细胞分裂 速度快,细胞壁薄,形体较大,材质较松软,材色 浅,称为早材。 晚材—到了温带和寒带的秋季或热带的旱季,树木 的营养物质流动缓慢,形成层细胞的活动逐渐减弱, 细胞分裂速度变慢并逐渐停止,形成的细胞腔小而 壁厚,材色深,组织较致密,称为晚材。
2.2.1.3 边材树种、心材树种和熟材树种 在实际工作中,通常根据心· 边材的颜色、 立木中心· 边材的含水率,将木材分为以下 三类: 心材树种(显心材树种——心· 边材颜色 区别明显的树种叫心材树种(显心材树种), 如松属、落叶松属、红豆杉属、柏木属、 紫杉属等针叶树材;楝木、水曲柳、桑树、 苦木、檫木、漆树、栎木、蚬木、刺槐、 香椿、榉木等阔叶树材 边材树种——心· 边材颜色和含水率无 明显区别的树种叫边材树种,如桦木、椴 木、桤木、杨木、鹅耳栎及槭属等阔叶树 材。 熟材树种(隐心材树种)——心· 边材颜色 无明显区别,但在立木中心材含水率较低, 如云杉属、冷杉属、山杨、水青冈等。
a 星散状 见图a,如水曲柳、 香椿木、梧桐、白蜡树、檫 树等。
b 径列(辐射状) 见图b,如蒙古栎、 栓皮栎、短柄枹 树等。
c 斜列(“人”字形 或“《”形) 见图c, 如黄连木、桉树、刺 楸等。
d 火焰状 见图d,如板栗、 麻栎、栲属等。
e 团状 见图e,如桑木、榆木 等。 f 波浪状 (榆木状) 见图e,如 榆木、榉树等。
2.2.3.1 管孔的组合 管孔的组合是指相邻管孔的连接形式,常见的管孔组合有 以下四种形式: (1) 单管孔 (2) 复管孔 (3) 管孔链 (4) 管孔团 复管孔—指二个或两个 以上管孔相连成径向排 列,除了在两端的管孔 仍为圆形外,在中间部 分的管孔则为扁平状, 如枫杨、毛白杨、红楠、 椴树、黑桦等。
第பைடு நூலகம்2 章木材的宏观构造
本章主要介绍木材的主要 宏观构造、次要宏观构造及木 材宏观构造的识别,并简要的 介绍了树皮的宏观特征。同时, 介绍了木材的检索方法及对分 检索表的使用方法。
目 录
2.1 木材的三切面 2.2 木材的主要宏观特征
2.3 木材的次要宏观特
2.4 树皮的宏观特征 2.5 木材宏观识别
径切面
在木材加工中通常所说的径切板和弦切 板,与上述的径切面和弦切面是有区别的。 在木材生产和流通中,借助横切面,将板宽 面与生长轮之间的夹角在45°~90°的板材, 称为径切板;将板宽面与生长轮之间的夹角 在0°~45°的板材,称为弦切板。
2.2 木材的主要宏观特征
2.2.1 边材和心材
2.2.1.1 边材和心材的定义 边材:在木质部中,靠近树皮(通常颜色较 浅)的外环部分。 心材:髓心与边材之间(通常颜色较深)的 木质部。
管孔团—多数管孔聚集在一起,组合不规则,在 晚材内呈团状,如榆木属、臭椿等。
(春榆)
2.2.3.2 管孔的排列及分布 管孔排列指管孔在木材横切面上呈现出的排列方式。管孔排 列用于对散孔材的整个生长轮、环孔材晚材部分的特征进行 描述。