木材的热学性质
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在初始阶段（260～300℃），产生大量高能量自由基，自由基的链状反应导致了键的断裂、氧化和分子分解，产生木炭、水、CO和CO2；
当温度达到300℃左右时，纤维素形成葡萄糖、醋酸、乙醛，随着温度的升高，最终生成了CH4、CO2和CO。
在H2O、O2、H+存在条件下，纤维素热解更为剧烈。
木素（280～500℃）
影响因素
木材密度
比热容C与ρ无关，热导率λ与ρ为恒值，因此ρ无关
温度
ρ不变，λ和C与温度成正比，对λ影响大于C，因此正比
含水率
ρ、λ、C与含水率成正比，a随含水率增加而降低
热流方向
顺纹＞径向＞弦向
较长木材，虽纵向热扩散率大于横向，但热流纵向距离长，故热流传导的主方向仍为横向，因此通常仅测横向热扩散率
湿度一定，与温度成正比；温度一定，与湿度成正比
木材热导率λ
热移动分类
传导、对流、辐射
木材是一种内部空隙较小，自由电子较少的固体材料，故热移动以传导为主
木材的热传导
木材局部加热时，被加热部位的木材分子振动能量增加，分子与相邻分子的碰撞可将能量传递给临近分子。顺次传递能量使得外加热量向木材内部扩散，木材温度升高，即为木材的热传导
气干材平均顺纹热导率>横纹热导率
影响因素
木材密度
木材密度越小，空隙率越大，热导率越小，绝热性越好
含水率
木材含水率增加，部分空气被水分所取代，热导率增加
温度
热导率随温度升高而升高
热流方向
纵向＞径向≥弦向
木材热扩散率
a
非稳定状态下，温度在木材中均衡传播的能力称为木材的热扩散率，也称导温系数
P136
固体温度变化速度的指标，热扩散率越大内部温度差异越小
稳态热传导
加热面和冷却面均能保持一定温度，即热面和冷面间的木材保持一定的温度梯度，这种状态下的热传导称为稳态热传导
热导率(导热系数)λ
木材在单位厚度上，热量传导相对面的温差为1K时，单位时间内通过单位面积上所传递的热量单位为W/(m﹒k)。
木材具多孔性，空隙中充满空气，各空隙虽不完全独立，但空气也不能在空隙间进行自由对流，此外自由电子少也不能形成流畅的热传导
纤维素的剧烈分解；纤维素的热解温度为240～350℃,着火点温度以前。木素热解温度在280～500℃，主要是发火点温度区域
热对材质的影响
结晶度
一定温度下木材热处理，开始时非晶纤维素部分结晶化，使木材吸湿性降低，各种力学性质提高。继续加热，会造成纤维素的非晶化和各类化学成分分解，使材料力学性质降低
蒸煮加热
木材的热学性质
热容q与比热容C
热容q
使某物质平均温度升高1 K所需的热量, q=Q/⊿T,单位为J/℃
比热容C
定义
某物质单位质量的热容,单位为kJ/(kg·K)
比较
苯醇提取物>木素>木材>α纤维素=全纤维素
木材是有机多孔性材料，比热容远大于金属材料
湿木材比热容
湿木材由水分、空气、木材组成的三相系统。按热容叠加原理，湿材的热容等于三者热容之和，因空气质量小，省略后湿材的热容就等于水的热容与全干材的热容之和
总结
吸热
反应
木材置于空气或者氧气介质中
180~200℃，木材化学组分开始分解并产生气体
220~260℃，木材引火点温度。热分解明显，一类为可燃性气体CO、CH4、H2、C2HBaidu Nhomakorabea一类为不燃性气体，主要为CO2
放热反应
260~290℃，木材着火点温度
330~370℃，发火点温度
热分解首先开始与半纤维素的分解和部分木质素的缓慢分解，然后是
木素含碳量高、稳定苯环结构在木素大分子中占优势，具有较高热稳定性
230～300℃之间，木素α-和β-芳基-烷基醚键断裂；
300℃左右时，脂肪族侧链开始从苯环上裂开；
370～400℃时，基本结构单元苯丙烷之间的碳-碳键断裂，逐渐形成木炭；
当温度在550℃时，生成CO、CH4、CO2、C2H6
木素主要形成木炭，而纤维素和半纤维素主要形成挥发性热解产物
木材热膨胀
热胀系数比较
αT≥αR＞αL
纤维素结晶部分的长宽比约为10:1，使得垂直于纤维素分子链方向的分子振动为链长度方向的10倍
耐热性和热分解
三大素可燃温度※
半纤维素（200～260℃）
半纤维素的热稳定性较纤维素低，能在较低的温度下发生热分解，生成大量的乙酸、不燃性气体和少量焦油
纤维素（240～350℃）
长期蒸煮加热处理，木材重量损失明显，弹性模量减小，并随着时间的延长，会劣化木材强度。
半纤维素的丧失导致木材受热后韧性降低，对半纤维素和纤维素的影响比空气受热要大，故力学强度下降的程度也大
空气加热
内部结构中产生化学变化而呈现变色现象，且由于木材内部物质的挥发木材收缩，吸湿性明显降低
当温度达到300℃左右时，纤维素形成葡萄糖、醋酸、乙醛，随着温度的升高，最终生成了CH4、CO2和CO。
在H2O、O2、H+存在条件下，纤维素热解更为剧烈。
木素（280～500℃）
影响因素
木材密度
比热容C与ρ无关，热导率λ与ρ为恒值，因此ρ无关
温度
ρ不变，λ和C与温度成正比，对λ影响大于C，因此正比
含水率
ρ、λ、C与含水率成正比，a随含水率增加而降低
热流方向
顺纹＞径向＞弦向
较长木材，虽纵向热扩散率大于横向，但热流纵向距离长，故热流传导的主方向仍为横向，因此通常仅测横向热扩散率
湿度一定，与温度成正比；温度一定，与湿度成正比
木材热导率λ
热移动分类
传导、对流、辐射
木材是一种内部空隙较小，自由电子较少的固体材料，故热移动以传导为主
木材的热传导
木材局部加热时，被加热部位的木材分子振动能量增加，分子与相邻分子的碰撞可将能量传递给临近分子。顺次传递能量使得外加热量向木材内部扩散，木材温度升高，即为木材的热传导
气干材平均顺纹热导率>横纹热导率
影响因素
木材密度
木材密度越小，空隙率越大，热导率越小，绝热性越好
含水率
木材含水率增加，部分空气被水分所取代，热导率增加
温度
热导率随温度升高而升高
热流方向
纵向＞径向≥弦向
木材热扩散率
a
非稳定状态下，温度在木材中均衡传播的能力称为木材的热扩散率，也称导温系数
P136
固体温度变化速度的指标，热扩散率越大内部温度差异越小
稳态热传导
加热面和冷却面均能保持一定温度，即热面和冷面间的木材保持一定的温度梯度，这种状态下的热传导称为稳态热传导
热导率(导热系数)λ
木材在单位厚度上，热量传导相对面的温差为1K时，单位时间内通过单位面积上所传递的热量单位为W/(m﹒k)。
木材具多孔性，空隙中充满空气，各空隙虽不完全独立，但空气也不能在空隙间进行自由对流，此外自由电子少也不能形成流畅的热传导
纤维素的剧烈分解；纤维素的热解温度为240～350℃,着火点温度以前。木素热解温度在280～500℃，主要是发火点温度区域
热对材质的影响
结晶度
一定温度下木材热处理，开始时非晶纤维素部分结晶化，使木材吸湿性降低，各种力学性质提高。继续加热，会造成纤维素的非晶化和各类化学成分分解，使材料力学性质降低
蒸煮加热
木材的热学性质
热容q与比热容C
热容q
使某物质平均温度升高1 K所需的热量, q=Q/⊿T,单位为J/℃
比热容C
定义
某物质单位质量的热容,单位为kJ/(kg·K)
比较
苯醇提取物>木素>木材>α纤维素=全纤维素
木材是有机多孔性材料，比热容远大于金属材料
湿木材比热容
湿木材由水分、空气、木材组成的三相系统。按热容叠加原理，湿材的热容等于三者热容之和，因空气质量小，省略后湿材的热容就等于水的热容与全干材的热容之和
总结
吸热
反应
木材置于空气或者氧气介质中
180~200℃，木材化学组分开始分解并产生气体
220~260℃，木材引火点温度。热分解明显，一类为可燃性气体CO、CH4、H2、C2HBaidu Nhomakorabea一类为不燃性气体，主要为CO2
放热反应
260~290℃，木材着火点温度
330~370℃，发火点温度
热分解首先开始与半纤维素的分解和部分木质素的缓慢分解，然后是
木素含碳量高、稳定苯环结构在木素大分子中占优势，具有较高热稳定性
230～300℃之间，木素α-和β-芳基-烷基醚键断裂；
300℃左右时，脂肪族侧链开始从苯环上裂开；
370～400℃时，基本结构单元苯丙烷之间的碳-碳键断裂，逐渐形成木炭；
当温度在550℃时，生成CO、CH4、CO2、C2H6
木素主要形成木炭，而纤维素和半纤维素主要形成挥发性热解产物
木材热膨胀
热胀系数比较
αT≥αR＞αL
纤维素结晶部分的长宽比约为10:1，使得垂直于纤维素分子链方向的分子振动为链长度方向的10倍
耐热性和热分解
三大素可燃温度※
半纤维素（200～260℃）
半纤维素的热稳定性较纤维素低，能在较低的温度下发生热分解，生成大量的乙酸、不燃性气体和少量焦油
纤维素（240～350℃）
长期蒸煮加热处理，木材重量损失明显，弹性模量减小，并随着时间的延长，会劣化木材强度。
半纤维素的丧失导致木材受热后韧性降低，对半纤维素和纤维素的影响比空气受热要大，故力学强度下降的程度也大
空气加热
内部结构中产生化学变化而呈现变色现象，且由于木材内部物质的挥发木材收缩，吸湿性明显降低