木材学(5.6.10)--木材显微构造(6)

第五章 第6讲 习题作业

1.木材解剖特征对木材加工有哪些影响？

2. 木纤维有几种？

3. 木材有那些孔隙系统？

4. 为什么木材声音传播速度有方向性？

习题解答

1.木材解剖特征对木材加工有哪些影响？

①影响木材表面的装饰性；

②影响木材的渗透性；

③影响木材的干燥等。

2. 木纤维有几种？

木纤维有五种，即纤维状管胞，分隔纤维管胞，韧型木纤维，分隔木纤维，胶质木纤维。它们之间的区分，可以纹孔的类型与胞腔内是否有分隔等来区别。

纤维状管胞：是常见的、繁多的一种木纤维。一个成熟的纤维管胞常比纺锤状原始细胞长4-5倍。两端尖削，胞壁很厚，胞腔很小，具有透镜形或裂隙状的具缘纹孔和狭长的细胞。这种木纤维在木材中主要起着机械作用。

分隔纤维管胞：胞腔内有横壁的纤维状管胞，称为分隔纤维管胞，分隔纤维管胞没有螺纹加厚，而且螺纹加厚的纤维状管胞概不分隔。

韧型木纤维：具单纹孔的木纤维称韧型木纤维。它比纤维状管胞狭而长，壁厚而腔小，纹孔更少而小，端部很尖削，或成锯齿状，或分叉状，内壁平滑，比纺锤状原始细胞长3-6倍(叠生构造)，或8-9倍(非叠生构造)。这种木纤维是比较进化的支持组织，起着重要的机械作用。

分隔木纤维：指韧型木纤维胞腔内具有横壁的细胞，称为分隔木纤维。

胶质木纤维：指纤维状管胞或韧型木纤维的内壁有一层未经木质化的胶质一层的细胞，称为胶质木纤维。它是应拉木普遍存在的纤维特征，故又称应力木纤维。有应力木纤维较多的木材，锯板时齿条易移位，干燥易开裂，刨削板面常起毛刺，不光洁，对木材加工有不利影响。

3. 木材有那些孔隙系统？

木材是由各类细胞组成，这些细胞是中空的，构成许多孔隙。另外，在细胞壁内，微纤丝之间、纤丝之间也有大量间隙，形成大量的孔隙系统。尽管孔隙大小不一，方向各异，但根据木材孔隙直径大小可分成两大类。

第一、大毛细管系统：大毛细管系统，即大孔隙系统，其直径通常大于10-5厘米，木材中细胞腔， 细胞间隙及纹孔等属于这个范围。

针叶树材90%以上是管胞，多数树种的管胞胞腔直径20-30微米，小的也有10微米，大的可达50微米以上。在松科木材中的松属，落叶松属，云杉属，黄杉属，银杉属，油杉属，铁油杉属具有树脂道，这些道腔也构成许多孔隙，以松属木材最大，直径为60-300微米，落叶松属木材次之，为40-80微米，云杉又次之， 为40-70微米，银杉最小为32-45微米。纹孔则是一切细胞都具有的。

阔叶树材的大孔隙主要是导管的管腔，木纤维、轴向薄壁细胞和木射线薄壁细胞的胞腔以及少数树种存在树胶管或胞间隙的空腔等。大导管直径可超过300微米，如泡桐；小的从25-50微米，如油茶。

针叶树材的管胞直径比阔叶树材大多数的导管直径小，而比木纤维的大；

管胞壁上的纹孔也比木纤维的大而多。所以，针叶树材常比阔叶树材易干燥。

第二， 微毛细管系统：微毛细管系统，即小孔隙系统。它主要指细胞壁内微团、微纤丝、纤丝之间的间隙，其孔隙直径小于10-5 厘米的称为微毛细管系统。微毛细管孔径的增大或减小，直接影响木材的膨胀或收缩，同时对水分的移动和干燥速度亦有着重要的影响。

4. 为什么木材声音传播速度有方向性？

木材声音的传播速度比空气大而比金属小。例如，空气的传播速度331米/秒，铁5000米/秒，铜3900米/秒，松木3323米/秒。但木材内声的传播速度，顺纹理方向大于径向，径向大于弦向，它们之间的比例为15：5：3。例如，木材纵向超声速度约为径向的2.35倍（针叶树材）或2.47倍（阔叶树材）及弦向的3.57倍（针叶树材）或3.36倍（阔叶树材）；其纵向超声弹性模量约为径向的6.43倍（针叶树材）或6.18倍（阔叶树材）及弦向的12.87倍（针叶树材）或11.62倍（阔叶树材）。这些数据初步反映出木材弹性的各向异性。原因是木材是多孔性的弹性体，在气干状态下，声音的横向传播必须经过众多的细胞腔内空

气的阻力，而顺纹理方向声的传播是靠胞壁物质的传导。所以木材的声音是鉴别木材的优良指标，凡材质好的木材，用斧背敲击，声音铿锵有力，当木材中空或腐朽时，则发出哑声。目前木材声的传播应用十分广泛，例如，用超声波验伤是无损检验的主要方法之一，即是利用材料本身或内部缺陷对超声波传播的影响，非破坏怀地探测材料内部和表面缺陷的一种技术。