《木材宏观构造》PPT课件
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2第二章---木材宏观构造幻灯片1：三切面到早晚材解析
心材树种 (heartwood tree) ：心材和边材 区别明显的树种，如：红松、落叶松、 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。
边材到心材的转变：
（1）心材是由边材转变而来的，是树木生长过程中的
木射线：相互平行的短线，可观察高 度与宽度。
图 2 － 5 木 材 的 弦 切 面
四、 径切板和弦切板
径切板
弦切板
2-6 木材的三切面和径切板，弦切板(自国标锯材检验)
第二节
木材的主要宏观特征
木 材 的 心 材 和 边 材
一、边材、心材和熟材
图 2 7
(Photo by Randy O’Rourke)
指顺着树干轴向，通过髓与木射线平行或 与生长轮垂直的切面。 特征：生长轮：平行带状；
木射线：呈宽带状。
图2－4木材的径切面 (Photo by Randy O’Rourke)
三、弦切面(tangential section)
没有通过髓心的纵切面， 顺着木材纹理。 特征： 生长轮：“V”字形或抛物线状；
图2－14 早材和晚材
急变和渐变？
急变 ：在一个年轮内，早材和晚材之间界限很明确，
晚材带鲜明，这样早材到晚材为急变。见针叶树材的 硬松类 (如马尾松、油松 ) ，阔叶树材的环孔材 (如水曲 柳、榆木)；
渐变：在一个年轮内，早材和晚材之间界限不很明
确，早材到晚材缓慢过渡，这样早材到晚材为渐变(缓 变)。见针叶树材的软松类(如红松、华山松)，阔叶树 材的散孔材和部分半环孔材(如白杨)。
木材的宏观构造
熟材树种： ，心、边材颜色无明显区别，但心材含 水率比边材的要低的树种叫熟材树种(即隐心材树种)，如云
杉属、冷杉属、水青冈等。
(二) 生长轮、年轮、早材和晚材
生长轮、年轮： 无论是针叶材还是阔叶材，在横切面上有许多围绕
髓心构成的同心圆，一个生长周期形成一圈，称为生长 轮。
温带和寒带生长的树木，随着一年四季气候的变化， 一年仅有一度生长，在横断面上形成一圈木质层，所以 又称为年轮（annual layer or annual ring）。
第 3 章木材的宏观构造
本章要点：
3.1 木材的三切面 3.2 木材的主要宏观特征
3.3 木材的次要宏观特
3.1 木材的三切面
木材的三切面包括： 横切面：Transverse surface 径切面：Radical surface 弦切面：Tangential surface
横切面 径切面
弦切面
胞间道：木质部细胞中的分泌物填充于细胞间隙溶解细胞壁所形成 的腔道。
树脂道：某些针叶材中有(松属、云杉属、落叶松属、银杉属、
黄杉属、油杉属)。
树胶道：某些阔叶材中有。
树胶
侵填体
树胶
树脂道： (1)轴向树脂道: (2)径向树脂道：存在于
纺锤状木射线中。
径向树脂道
轴向树脂道
正常树脂道： 具有正常树脂道的针叶树材主要有松属、云杉属、落叶
丽 江 云 杉 生 长 轮
生长轮在不同的切面 上呈不同的形状:
(1)在横切面上呈同心 圆状
(2)生长轮在径切面上 作平行条状
(3)在弦切面上则多作V 形或抛物线形的花 纹。
如右图
假年轮或伪年轮：
树木在生长季节内，由于受菌虫危害、霜、雹、火灾、 干旱，气候突变等的影响，生长中断，经过一定时期以后， 生长又重新开始，在同一生长周期内，形成两个或两个以上 的生长轮，这种生长轮称作假年轮或伪年轮。假年轮的界线 不像正常年轮那样明显，往往也不成完整的圆圈。杉木、柏 木、马尾松常出现假年轮。
杉属、冷杉属、水青冈等。
(二) 生长轮、年轮、早材和晚材
生长轮、年轮： 无论是针叶材还是阔叶材，在横切面上有许多围绕
髓心构成的同心圆，一个生长周期形成一圈，称为生长 轮。
温带和寒带生长的树木，随着一年四季气候的变化， 一年仅有一度生长，在横断面上形成一圈木质层，所以 又称为年轮（annual layer or annual ring）。
第 3 章木材的宏观构造
本章要点：
3.1 木材的三切面 3.2 木材的主要宏观特征
3.3 木材的次要宏观特
3.1 木材的三切面
木材的三切面包括： 横切面：Transverse surface 径切面：Radical surface 弦切面：Tangential surface
横切面 径切面
弦切面
胞间道：木质部细胞中的分泌物填充于细胞间隙溶解细胞壁所形成 的腔道。
树脂道：某些针叶材中有(松属、云杉属、落叶松属、银杉属、
黄杉属、油杉属)。
树胶道：某些阔叶材中有。
树胶
侵填体
树胶
树脂道： (1)轴向树脂道: (2)径向树脂道：存在于
纺锤状木射线中。
径向树脂道
轴向树脂道
正常树脂道： 具有正常树脂道的针叶树材主要有松属、云杉属、落叶
丽 江 云 杉 生 长 轮
生长轮在不同的切面 上呈不同的形状:
(1)在横切面上呈同心 圆状
(2)生长轮在径切面上 作平行条状
(3)在弦切面上则多作V 形或抛物线形的花 纹。
如右图
假年轮或伪年轮：
树木在生长季节内，由于受菌虫危害、霜、雹、火灾、 干旱，气候突变等的影响，生长中断，经过一定时期以后， 生长又重新开始，在同一生长周期内，形成两个或两个以上 的生长轮，这种生长轮称作假年轮或伪年轮。假年轮的界线 不像正常年轮那样明显，往往也不成完整的圆圈。杉木、柏 木、马尾松常出现假年轮。
3第二章----木材宏观构造幻灯片2：导管到次要特征
（ 1 ）离管型薄壁组织：星散状、星散－聚合状、 离管带状、轮界状、网状、梯状。
图 2_20
b1
b2
b3
轴 向 木 薄 壁 组 织 类 型
b4
b5
b6
图2-27 b.离管型轴向薄壁组织（刘一星,2004 ） b1：星散/聚合状；b2：离管带状；b3：轮始状；b4：轮未状；b5 ：网状；b6：切线状（梯状）
1. 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细胞构成的组织，来源于形成层中 的射线原始细胞。 不同树种木射线的宽度、高度、数量不同。 2. 木材三个切面上木射线的形态： 木射线在横切面上为辐射状，在径切面上为横行的 短线条或横向片状花纹，在弦切面上为断续的纵向的短 线条。
大小没有显著区别，分布也均匀。如槭木、杨木、椴木、桦木、柳 木。
环孔材 (ring-porous wood) ： 指木材中早材管孔明显比晚材
管孔大，沿年轮呈环状排列，有一至多列。如水曲柳、刺槐、黄波 罗、榆木、柞木。
半环孔材(semi-ring porous wood, 半散孔材)：指在一
个生长轮内，管孔的排列介于环孔材与散孔材之间，早材管孔较大， 略成环状排列，早材管孔到晚材管孔渐变，界限不很明显。如核桃、 核桃楸。
三、结构、纹理、花纹
1、纹理：指木材细胞(纤维、导管、管胞等)排
列的方向。
直纹理： 斜纹理： 螺旋纹理：指木材轴向细胞围绕树干长轴成单方向
向左或向右的螺旋状排列 。
交错纹理：螺旋纹理的方向有规律的反向，即左螺
旋纹理与右螺旋纹理分层交替缠绕 。
波浪纹理：指木材轴向细胞按一定规律向左右弯曲，
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
木材的宏观构造知识讲座(ppt 87页)
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。
24
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。
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。
(紫椴)
20
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
如楝科、香椿、豆科、蔷薇科。皂荚心材导管中 有丰富的淡红色沉积物，而肥皂荚导管中则没有， 这也有助于识别木材。
矿物质或有机沉积物，为某些树种所特有，如在 柚木、桃花心木、胭脂的导管中常具有白垩质的 沉积物，在柚木中有磷酸钙沉积物。
3
木材的三切面可充分把木材结构特征反映出来。 反之，要充分认识木材的结构特征，又必须通过三 切面进行。三切面本身不是木材特征，它是人为确 定的三个特定的木材截面对它们的观察就可以达到 全面了解木材构造的目的。
24
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。
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。
(紫椴)
20
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
如楝科、香椿、豆科、蔷薇科。皂荚心材导管中 有丰富的淡红色沉积物，而肥皂荚导管中则没有， 这也有助于识别木材。
矿物质或有机沉积物，为某些树种所特有，如在 柚木、桃花心木、胭脂的导管中常具有白垩质的 沉积物，在柚木中有磷酸钙沉积物。
3
木材的三切面可充分把木材结构特征反映出来。 反之，要充分认识木材的结构特征，又必须通过三 切面进行。三切面本身不是木材特征，它是人为确 定的三个特定的木材截面对它们的观察就可以达到 全面了解木材构造的目的。
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。
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