第六章木材
10第六章 木材的声学性质
5.7 木材对声的透射与隔声
建筑中的隔墙，需要有较好的隔声性。指标：声透射损失。 透射墙壁的能量大小，取决于初始的声强、隔墙的质 量(惯性)、隔墙的刚性和隔墙的支撑方式。对于单一的隔 墙，声波的透射损失数TL(dB)与隔墙单位面积的重量W和 声波的频率f (Hz)的关系： TL = 20logW + 20logf-48 所以，声隔离要求比重大的材料。木质材料，可用二 层或多层复合材料，如胶合板加蜂窝状松散材料等。
最 大 可 听 限
标 准 大 气 压
大 炮 炮 口
木材声学性质
木材的 振动特性
木材声学性 能品质的评价
木材的 空间声学性质 无损检测
5.2 木材的振动特性
振动(周期性振动)：物体或物体的一部分沿 直线或曲线，以一定的时间周期经过其平衡 位置所作的往复运动。 自由振动：物体受到瞬间的冲击力后产生的 振动。 受迫振动：物体受到一定强度的周期性机械 力或声波等。
3
R常常是人们评价木材声辐射品质的好坏。木材用作乐器的 共鸣板(音板)时，应该选择 R 高一些的木材。木材的密度高， R往往较小。
B. 内摩擦衰减
木材因为摩擦损耗所引起的能量损耗用对数衰减率δ来 表示，又称对数缩减量。 自由振动时：δ= ln (A1/A2)=α×T0 A1，A2是两个连续振动周期的振幅； α:内部阻尼系数； T0:自由振动的周期。
设木棒长度为L，密度为ρ，弹性模量为E，则长度方向的声 速ν和基本共振频率fr的公式为：V= E
基本共振频率：fr＝
V 振幅最大； 2L
B.横向振动
横向振动：振动元素位移方向和引起的应力方向互相垂直的运 动。（木结构和乐器上使用）横向振动包括弯曲运动。
第六章乌木类
一、乌木，也叫黑檀、乌角、乌文、等。
是柿树科柿树属中某些硬重而心材黑色且具有金属光泽的树种的心材。
柿树属树种分布于全球热带、亚热带及部分温带地区，显黑色心材者主要产于亚洲热带和非洲，如印度、斯里兰卡、泰国、缅甸、越南、束埔寨、老挝、马达加斯加、刚果和加蓬等国。
我国台湾、海南和云南等地也有出产。
在传统用材行业（如名族乐器制造业）中，乌木类木材习惯上又分为乌木（角木）、绿木（茶乌）、乌纹木（乌文）三种，据古籍记载，角乌纯黑、甚脆，茶乌自番舶来，质坚实，置水则沉；乌文，舶上将来，乌文烂然。
在日本，乌木类木材统称黑檀据须藤章司著（南洋材）介绍，黑檀类木材其区别分类如下：1、本黑檀，心材颜色为纯黑色。
2、条纹黑檀，心材黑色，有灰色或红褐色的条纹。
3、青黑檀，心材黑色，具有黄褐色大理石样斑纹，又称大理石木，斑纹木。
我国民间有时也将黑黄檀，东非黑黄檀等与乌木类相似的木材统称黑檀。
四川也有乌木之说，但四川的所谓乌木实为阴沉木，阴沉木是因地层变动而久埋土中被炭化的一类木材。
这二者在概念及本质上均有天壤之别。
二、产地。
1、乌木，主产斯里兰卡和印度。
2、毛药乌木，主产菲律宾3、蓬塞乌木，主产菲律宾三、识别1 、专业识别根据GB/T18107-2000 （红木）标准识别。
（1）乌木散孔材。
生长轮不明显。
心材全部乌黑，浅色条纹稀见。
管孔在肉眼下略见；含褐黑或黑色树胶；弦向直径最大i4ium平均98um数少至略少，4-12个/mn2。
轴向壁薄组织丰富，主为同心层式离管细线状（宽1-2 细胞，多数1 细胞），颇密，在放大镜下几不得见；疏环管状数少，木纤维壁厚，木射线在放大镜下可见，波痕未见；射线组织主为异形单列，2 列数少。
香气无，结构甚细，纹理通常直至略交错；气干密度0.85-1.17g/cm 3。
（2）毛药乌木，散孔材，生长轮不明显，心材全部乌黑，管孔在肉眼下略见，多数含深色树胶，弦向直径多数132-200um,平均137um数少，平均3-4个/mn2,轴向壁薄组织丰富，主为同心层式离管细线状（多数宽1 细胞），颇密，在放大镜下进而见，疏环管状数少。
木材生产技术与管理授课教案
木材生产技术与管理授课教案第六章木材生产管理第一节木材生产作业计划一、木材生产作业计划的编制作业计划是企业年度、季度生产计划及生产任务，按照一定时间阶段（季、月、旬、日、班），逐级分配到车间、工段、班组和工地。
作业计划的编制是组织生产、指挥生产的重要依据。
1个好的作业计划，能保证劳动力和机械设备的合理运用；保证生产作业地点、作业方式、作业量的合理准确；保证各个生产工序的合理衔接，形成流水作业线，使生产连续地、有节奏的顺利进行；便于生产指挥，使生产的各个工序之间紧密相联，互相配合，互相协调，调动全体职工的积极性，保证生产过程的安全、高效。
（一）编制计划的基本要求1、编制作业计划时，首先要掌握木材生产进度和各项生产任务的时间2、编制的计划必须保证林业企业年度生产任务的完成。
3、编制的作业计划，要求实事求是，按照具体情况进行编制。
（二）作业计划的内容执行作业计划的过程，也是对企业的各项计划的实施过程，因作业计划是在劳动工资计划、物资供应计划、成本财务计划、机械设备运用计划、机械设备检修计划、基本建设计划、技术组织实施计划和各种定额等基础上制定的。
1. 准备作业计划（1）伐区准备作业计划：包括集材道的选设与施工；山楞、中楞和装车场的选设和施工；机库、工舍的选设与施工。
这些工程项目的修建数量、费用预算，需要的人力、物力和财力的多少，以及完成的数量和质量等。
（2）运材准备作业计划：包括运材岔线的设计和施工；机械设备的检修和完好率；人力的配备；材料及零部件的供应情况等。
（3）储木场准备作业计划：包括内道路的修建；各种安全及放火措施的设计和施工；场内的场地的布局，场内供电等。
2. 伐区生产组织计划包括采伐计划、集材计划、归山楞计划、归中楞计划、装车计划、清林计划、枝丫采集计划，以及各种计划的数量和质量要求，作业地点、作业方式，伐区开发顺序，与生产相适应的人力、物力和机械设备情况。
3. 木材运输计划包括各种型号运材车的数量，所运的原木、原条、伐倒木、枝丫等数量，各装车场的运材量，各储木场的到材量，以及各装车场所需配备的车辆。
28.6木箱运输包装
N型
2K型
2N型
2N+1型
2K+1型
4N+1型
三、滑木箱的箱档布置
返回
端面箱档布置要求 按木箱的宽、高尺寸布置端面箱档。 当箱内宽、内高均小于100cm时，只设端立档和上端横档； 箱内宽超过100cm时增设中间端立档； 箱内高超过100cm时可设端斜档。
四、滑木箱的设计
1底座： 根据产品重量及尺寸，按教 材187页表8-6选择滑木、辅助 滑木、端木、底板的截面尺寸； 枕木按强度进行计算，然后确 定其根数和截面尺寸，或选择 后进行强度校核。
弯曲、压缩试验。测得的强度极限称为试验强度，用σb表示。其强
度随承载的时间增加而减少；温度越高，含水率越大，强度越低； 试验结果表示： 顺纹抗拉强度＞抗弯强度＞抗压强度 木材的许用应力是以试验强度为依据，考虑多种因素的影响而确 定的。下表是日本包装箱规定的松木许用应力强度。
6.1 木材概述—木材的许用应力
max
M M Z Z [ ]
表8-9 滑木箱顶板厚度
载货重/kg 1000以下 箱内宽/cm 120以下 100以下 100及以上 顶板厚/cm 1.8 1.8 2.1
对顶板按表8-9选用
1400以下
五、滑木箱的起吊强度
起吊时绳索两端托起滑木，内装物重
量直接作用在枕木上；
已知内装物外廓尺寸为L0、B0、H0，辅助立柱厚度为δ1，枕
木厚度为δ2，横梁厚度为δ3，内装物与木箱内面的间隙为Δ， 求得
滑木箱内长
内Байду номын сангаас 内高
L1 = L0 + 2Δ
B1 = B0 + 2δ1+ 2Δ H1 = H0 +δ2+δ3+Δ
产品设计材料与工艺木材 ppt课件
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阔叶树（硬木）
枫木
特点：枫木质地坚硬，呈 奶白色，年轮不明显，官 孔多而小，分布均匀；纹 里交错，结构肾细而均匀， 质轻而较硬，花纹图案优 良。
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阔叶树（硬木）
枫木
特点：容易加工，切面欠 光滑，干燥时易翘曲。油 漆涂装性能好，胶合性强。 主要用于板材类贴薄面。
（1）木材的特性、分类与结构
• 木材的分类
– 按树木成长状况分类
• 外长树，内长树(如热带树)
– 按材质分类
• 软木材和硬木材；软硬程度可分六级。
– 按树叶外观形状分类
• 针叶、阔叶；
（1）木材的特性、分类与结构
• 针叶树（软材）：
– 树干高大，且直。纹理平顺,材质均匀,易加工。
• 阔叶树（硬材）：
• 根据产品造型的需要，合理利用木材的切面 • 1 横切面
– 硬度大，耐磨损，但易折断，难刨削
• 2 径切面
– 通过髓心，与年轮垂直。径切面板材收缩小，不 易翘曲，木材挺直，牢度较好
• 3 弦切面
– 形成山峰状或V字形美丽纹理，但易翘曲变形
（2）木材的缺陷
• 木材的缺陷有哪些？
– 1.节子 – 2.变色 – 3.腐朽 – 4.虫害 – 5.裂纹 – 6.夹皮 – 7.弯曲 – 8.斜纹和纯棱
主要应用：针叶材横向强度高，弹性好、不易变形，主要做结构材料； 阔叶材致密，硬度高，花纹好看，但易变形，主要做需要耐磨或要求有美观
花纹的小物件或做装饰面板。
（1）木材的特性、分类与结构
• 木材的构造
– 树干：树皮、木质部、髓心三部分。
• 木材的切面
– 横切面 – 径切面 – 弦切面
木材学(6.4.2)--木材化学
第六章 木材化学木材的主要化学成分：木材主要化学成分是构成木材细胞壁和胞间层的物质，由纤维素、半纤维素和木质素三种高分子化合物组成，一般占木材总量的90%以上。
纤维素：纤维素是由环式吡喃型D—葡萄糖基在1,4位置通过β—苷键联结而成的一种链状高分子化合物。
木材的抽提物：木材的少量化学成分是一组不构成细胞壁、胞间层的游离的低分子化合物，可被极性和非极性有机溶剂、水蒸汽或水提取，所以称抽提物或浸出物。
纤维素：不溶于水的均一聚糖。
它是由D-葡萄糖基构成的直链状高分子化合物。
以微纤维的形态存在于木材细胞壁中，有较高的结晶度，使其具有较高的强度，因此被称为细胞壁的骨架结构半纤维素：除纤维素和果 胶以外的植物细胞壁聚糖，半纤维素是两种或两种以上单糖组成的不均一聚糖，分子量较低，聚合度小，大多数有支链。
半纤维素是无定形物质，分布在微纤维之中，称为填充物质。
木质素：一种天然的高分子聚合物，由苯基丙烷结构单元通过醚键和碳碳—键连接而成、具有三维结构的芳香族高分子化合物。
木质素是无定形物质，包围在微纤维之间，是纤维与纤维之间形成胞间层的主要物质，称为结壳物质。
抽提物：木材的少量化学成分是一组不构成细胞壁、胞间层的游离的低分子化合物，可被极性和非极性有机溶剂、水蒸汽或水提取，所以称抽提物或浸出物木质素的分离方法：将植物中木质素以外的成分溶解除去，而木质素作为不溶性成分被过滤分离出来；将木质素作为可溶性成分溶解，纤维素等其他成分不溶解进行分离。
木质素的结构单元：苯丙烷作为木质素的主体结构单元，共有三种基本结构，即愈疮木基结构、紫丁香基结构和对羟苯基结构。
木质素的官能团：甲氧基；羟基；羰基；羧基。
纤维素的化学结构：纤维素是由环式吡喃型D-葡萄糖基在1,4位置通过β-苷键联结而成的链状高分子化合物。
纤维素的物理结构：纤维素大分子链之间的结合：包括分子间力（范德瓦耳斯力）和氢键力两种结合形式。
吸湿机理：纤维素在无定形区(非结晶区)分子链的游离态羟基为极性基团，易于吸附极性水分子，与其形成氢键结合，这是纤维素具有吸湿性的内在原因。
《木材学》课程教学大纲
《木材学》教学大纲一、教学目的和任务木材及木质资源材料广泛存在于自然界中，蓄积量大，具有可再生、可循环利用、对环境无污染、经济成本低、符合生态环境材料要求等特点，符合国家可持续发展战略的要求。
学生通过学习木材学这门课程，能够了解木材科学的基本理论和发展趋势，理解木材学的广义含义——指木质化天然材料及其制品的生物学、化学和物理性质，以及生产、加工的科学依据；理解木材学的狭义含义——是研究木质原材料的学科，它的范围包括木材结构、性质、缺陷和性能改良理论等。
木材学是探索木材及木质资源材料的本质问题，是学习与掌握木材科学与工程专业知识的重要基础，同时是实现木材科学与工程专业培养目标的必备前提。
木材学课程的教学目的和任务是：使学生掌握木材宏微观解剖构造特征和检索表应用基础上，初步掌握木材识别的基本方法以及木材的基本特性；熟练掌握木材的化学、物理和力学性质，掌握科学、合理的利用木材资源的手段与方法；初步掌握木材材料的各种测试方法和相关的国家（国际）标准，为木材的合理利用提供依据。
同时，培养学生综合运用所学的知识分析问题和解决问题的能力，培养学生理论和实践相结合的能力，培养学生的创新精神和创新能力。
二、教学方法及要求本课程重点采用课堂多媒体讲授的教学方法，讲授时间为40学时，包括木材的宏观、微观和超微观构造，木材的各种性质及加工应用机理。
要求学生课前能预习、课后能复习，同时课堂讲授中，教师与学生之间有良好的互动。
在课堂理论讲授的基础上，结合16学时的实验教学环节，培养学生掌握木材构造和性能测定方面的基本技能和方法，要求撰写实验报告，培养学生分析问题、解决问题的能力。
通过本课程的教学，要求学生掌握木材的结构特征及识别木材的技能，掌握木材的化学，物理和力学性质和木材的各种性质和加工利用的关系，并树立可持续发展的观点，明确木材作为可再生资源在保护环境、改善生态、提高人类生活质量方面的巨大功能和作用，深刻领会加大木材的研究和开发利用力度的重要意义，为学好后续专业课程奠定必要的理论基础。
第六章 木材的密度和水分
（二）木材干缩和湿胀的各向异性 4 造成横切面径、弦向收缩差异的原因 造成横切面径、 （1） 木射线对径向收缩的抑制。 ） 木射线对径向收缩的抑制。 （2） 晚材收缩量对弦向收缩的促进。 ） 晚材收缩量对弦向收缩的促进。 3） 细胞壁径面纹孔数量对径向收缩的影响。 （3） 细胞壁径面纹孔数量对径向收缩的影响。 （4）构成木材各种细胞的干缩比较悬殊。。 ）构成木材各种细胞的干缩比较悬殊。
（四）干缩应力及干燥缺陷 1 干燥过程中的两种梯度 含水率梯度：由于木材各处含水率不同而引起的水 含水率梯度： 层梯度。 层梯度。 温度梯度：木材各处温度不同造成的梯度差异。 温度梯度：木材各处温度不同造成的梯度差异。 2 干缩应力：指单位体积的木材在受到外力作用时木 干缩应力： 材自身产生的抵抗外力而保持平衡的力。 材自身产生的抵抗外力而保持平衡的力。木材在干 燥过程中， 燥过程中，由于干缩应力的存在可能会造成木材某 一部位开裂。 一部位开裂。 3 翘曲变形
二 木材密度的测定方法 直接测定法： （一）直接测定法：这种方法主要测基本密度 和绝干材密度。 和绝干材密度。 排水法： 用水的浮力求得试样的体积。 （二）排水法： 用水的浮力求得试样的体积。 （三）水银测容器法 （四）快速测定法
三 木材的实质密度与空隙度 （一）木材的实质密度 是指构成木材细胞壁物质的密度。 是指构成木材细胞壁物质的密度。各树种木材的实 质密度近于相同， 质密度近于相同，为1.50~1.56g/cm3。 （二）木材的空隙度 1 体积空隙度：指木材在绝干状态时其空隙体积占总 体积空隙度： 体积的百分率。 体积的百分率。 2 表面空隙度：指横切面上空隙面积占总面积的百分 表面空隙度： 率。
一 木材的含水量 4 窑干材：在干燥窑内，以控制的温度与相对湿 窑干材：在干燥窑内， 度进行适当干燥后的木材，其含水率低于气干 度进行适当干燥后的木材， 一般在4%~12%之间。 之间。 材，一般在 之间 5 绝干材：又称全干材或炉干材，是指把木材放 绝干材：又称全干材或炉干材， 在温度为100℃~105℃的烘箱内干燥到质量 在温度为 ℃ ℃ 不变为止时的木材。此时含水率理论上为0%， 不变为止时的木材。此时含水率理论上为 ， 所以呈绝干材。 所以呈绝干材。
第六章 木结构课堂
A TC17
B
柏木 东北落叶松
16
10 1.7
17
2.3
3.5
15
9.5 1.6
4.6 10000
A
铁衫、油杉
13
TC15
15
B 鱼鳞云杉、西南云杉
12
9
1.6
2.1
3.1
9
1.5
4.2 10000
A
油松、新疆落叶松、 云南松、马尾松
12
8.5 1.5
TC13
13
1.9
2.9
B
红皮云松、丽江云杉 、红松、樟子松
强度等级 组别
适用树种
TC17 TC15 TC13 TC11
A 柏木 长叶松 湿地松 粗皮落叶松
B 东北落叶松 欧洲赤松 欧洲落叶松
A
铁杉 油杉 太平洋海岸黄柏 花旗松—落叶松 西部铁杉 南方松
B 鱼鳞云杉 西南云杉 南亚松
A
油松 新疆落叶松 云南松 马尾松 扭叶松 北美落叶松 海岸松
B
红皮云杉 丽江云杉 樟子松 红松 西加云杉 俄罗斯红 松 欧洲云杉 北美山地云杉 北美短叶松
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轴心受压构件的稳定系数 φ，应根据不同树种 的强度等级按下列公式计算：
1）树种强度等级为 TC17、TC15及TB20时：
当λ≤75时
?
?
1?
1
?
(
)2
80
λ＞75时
? ? 3000 ?2
式中：
φ--轴心受压构件稳定系数；
λ--构件的长细比。
22
2）树种强度等级为 TC13、TC11 、TB17及TB15
西北云杉 新疆云杉 北美黄松 云杉—松—冷杉
第六章 木材及其加工技术
3.调整空气湿度：木材由长管状细胞组成，能吸水 和蒸发。
4.具有可塑性：蒸煮的切片在热压下弯曲成型。可 用胶,钉等方法牢固结合。 5.易加工和涂饰：易锯,刨,打孔,切,组合成型。涂
料附着力强(因其管状细胞)。
6.良好的绝缘性：随含水量增大其绝缘性降低。 7.易变形,易燃：如开裂、扭曲、翘曲。 8.各向异性：纤维分布方向不同。
可以代替木材用作版画板、室内外装饰和建筑物装饰材料，
也可用于雕刻等。
10) 脱色木材
木材种类繁多，木质颜色相差甚大，即使用同一种木材 也常有墨水线及斑纹，不利于制作高技术的全浅色或原色
木制品。将过氧化氢、氨水和水配成木材脱色剂，用毛刷 涂在斑纹或墨水线的木质上，可消除斑纹或墨水线，制成 脱色木材。
（4）板材拼接常用的结合形式
木制品上较宽幅度的板材，一般都是采用实木板拼接成人
造板。采用实木板拼接时，为减小拼接后的翘曲变形，应尽 可能选用材质相近的板料。用胶粘剂或既用胶粘剂又用榫、 槽、钉等结构，拼接成具有一定强度的较宽幅面板材。
三、木材制品的表面装饰工艺
木制品制成后，进行表面涂饰、着色，以提高制品的表 面质量和防腐能力，增强制品外观的美感效果。 通常包括几道工序： 1）表面处理 包括去除木材表面的脏污、胶迹、磨屑、松脂，及腻 平局部节子、裂纹、孔洞、凹坑等缺陷和砂磨等。 2）木材着色 指的是为保持木纹肌理效果，对制品表面作透明装饰 时进行的表面处理。 3）涂饰涂料 木制品的表面处理工作完成之后，可用手工涂刷或喷 涂的方法涂饰底漆和面漆。
7)模压木材
我国采用模压木制品技术制作木器,其最大特点是不需要
第六章原木检验
公差的要求。
加工用原木、小径级原木、次加工原木、直接用
原木的长级按0.2m进位，允许公差是
级原木的长级允许公差为0+6cm 。
-2
+6cm；特
例如1：量得一根加工用原木的材长3.58m，检尺
长 ？
1.1.2 材长进位
例如2：量得一根直接用原木的材长分别为
1.3 材积计算
2、适用于检尺长为0.1～1.9m、10.2 ～20.0m的所有树 种原木材积计算公式：
V＝0.80L（D＋0.5L）2÷10,000
式中：V-材积，m3；L-检尺长，m；D-检尺径，cm。 短圆木检尺径4-8cm的材积保留4位小数；9cm以上保 留3位小数。
长圆木检尺径为4-6cm的材积保留4位小数；8cm以上
2.3 边材腐朽（边腐）的检量与评定
1．边腐程度的检量是以通过腐朽部位径向量得
的边腐厚度（位于断面上）或边腐深度（位于 材身上）与检尺径相比，以百分率表示。即： 边腐程度（SR）=腐厚或腐深（t）/检尺径（D） ×100% 如腐朽弧长不超过该端面圆周长的一半者， 则以边腐厚度或深度的1/2与检尺径相比。
进口主要国家的标准
俄罗斯原木检验执行标准
美国原木检验执行标准 加拿大原木检验执行标准
东南亚地区一些国家原木检验执行标准
日本、新西兰原木检验执行标准
非洲、南美热带地区原木检验执行标准
俄罗斯原木检验执行的标准
TOCT22298-1976《出口针叶树种加工用原
木的技术要求》 《TOCT2292-1974《原木打印、分类、运输、 检尺、统计、验收规则》 《TOCT2140-1981《木材缺陷分类、术语、 定义和检量》 《TOCT2708-1975《原木材积表》
第6章--木材解剖学
我国先民对葡萄属植物的认识
六月食郁及薁, 七月烹葵与菽。
----《诗经· 豳风》
我国古代对葡萄的认识
长江中下游部份遗址中（5000-4000年） 出土野葡萄（V. bryoniaefolia）种子
（郑云飞，游修龄，2006）
野葡萄种子曾出土于湖南城头山遗址 （6500-6000 BP）和八十垱遗址（8000 BP） 原生于我国的野葡萄（Vitis sp.）也曾 引起先民的注意并可能被利用
“（宛）去汉可千里，…… 有蒲陶酒” “汉使取其实来，于是天 子始种蒲陶苜蓿肥地……” ----《史记·大宛列传》
李时珍 （1518-1593）
----《本草纲目· 果部》
新疆山普拉墓地出土葡萄纹图案 （100 BC）
洋海墓地
葡萄藤出土情况
古葡萄藤
横切面
弦切面
径切面
弦切面
径切面
北京市标准一级古树红牌 树 龄在300年（含300年）以上 的树木。 二级古树绿牌 树龄在100年 （含100年）以上300年以下 的树木。
早材（early wood）与晚材（late wood）
早材质地疏松，颜色较浅，细胞壁薄 晚材质地致密，颜色较深，细胞壁厚
年轮（annual ring）：在有显著季节性气候的地 区，不少植物的次生木质部在正常情况下，每年形成 一轮，因此被称为年轮。
松木型
云杉型
柏木型
杉木型
三 木材鉴定方法
山葡萄
Vitis amurensis
横切面
弦切面
径切面
白皮松
油松 Pinus tabulaeformis Carr.
毛白杨
Birch 白桦
三
木材解剖在植物考古中的应用
木材学 教学大纲
教学大纲授课专业：木材科学与工程学时数：45学分： 2.5一、课程性质与目的“木材学”是木材科学与工程专业的一门核心课程，属于专业基础课。
通过本课程的学习，让学生认识木材对人们生活和国民经济建设的重要性，了解木材的构造、性质和加工利用三者之间的相互关系和内在联系，熟悉木材宏观构造与微观构造的基本特征，掌握常用木材的识别方法，掌握木材解剖构造分析技术、木材物理力学性能测试技术和木材保护与材性改良处理技术，为后续专业课程学习打下基础，同时培养学生的专业兴趣，使他们树立热爱木材和崇尚自然的科学精神。
二、课程教学内容第一章绪论（课内1学时）知识要点：人类对木材的倚重；木材生态之美；木材主要工业用途；木材的特性。
素质培养：认识木材对人们生活和国民经济发展的重要性，了解木材的主要用途，初步掌握木材的主要特性（优点和缺点），初步培养学生对木材科学知识兴趣。
教学方法：通过实例广泛介绍木材对人类文明发展的作用与贡献，全面分析木材的生态美学特性，让学生自发地感受和认识到木材对人们生活与国民经济发展的重要性，从而激发学生对木材的兴趣、渴求学习和钻研木材科学知识的愿望。
第二章树木生长与木材形成（课内2学时，课外2学时）知识要点：树木三大部位及其作用；树木分生组织；树木高生长与径生长；木材形成层。
素质培养：了解树冠、树干和树根对树木生长的作用；认识树木的各种分生组织及树木生长的机制；认知木材和树皮的形成过程。
教学方法：课内采用照片、图示和动画等方式讲授树木的分生组织以及木材形成的过程；课外观察树木抽芽和树皮（柠檬桉）脱落，增强感性认识。
第三章木材宏观构造（课内6学时，课外8学时）知识要点:木材三切面的概念；木材的心材与边材；树木年轮与生长轮；早材与晚材；管孔；胞间道；木射线；轴向薄壁组织；木材的颜色、气味和纹理；树皮的作用与形貌特征。
素质培养：认识木材的主要宏观特征在三个切面上表现；熟悉木材的各种组织在木材横切面上的基本分布情况，掌握木材纹理和木材结构等概念，为木材宏观识别打下基础。
木材学复习资料(全)讲解
第一章木材的生成1.1.木材的优点：木材的视觉，触觉，听觉，吸湿性能等。
1.2.木材的缺点：１.干缩和湿胀；２.木材易发生腐朽和受到虫蛀；３.木材作为沿海水工建筑材料或木船时，容易被海生钻孔动物所侵害；４.木材易于燃烧；５.木材的变异性差别很大；６.木材有很多天然的缺陷。
1.3.树干的组成(由外向内)（一）树皮:1 表皮：幼茎最外边的保护层；2 皮层：表皮内侧的薄壁组织，有贮存养分及通气的作用；3 韧皮部：俗称内树皮，由形成层产生，是植物中输导养分的组织。
4 周皮：成熟树干最外边的保护层，由木栓层、木栓形成层和栓内层组成，俗称外树皮；（二）形成层: 位于树皮和木质部之间，是包裹着整个树干、树枝和树根的一个连续的鞘状组织层。
（三）木质部: 位于形成层和髓之间，是形成木材的主要部分，根据细胞的来源分为：初生木质部：起源于顶端分生组织，由原形成层分生形成。
与髓紧密相连，占树木的体积很少；次生木质部：是次生分生组织—形成层活动的结果，占树木体积的绝大部分，是木材利用中最主要的部分。
（四）髓：位于树干的中心，是被木质部包围的薄壁组织，其功能是贮存养分供树木生长，在木材利用上价值很小，但其颜色、大小、形状、质地因树种不同而有差异，所以在木材识别上有特征意义。
1.4.形成层带：形成层原始细胞的重复分裂产生木质部母细胞和韧皮部母细胞，这些母细胞和形成层原始细胞形态相似，也可以进行几次分裂，然后才进入到成熟阶段，所以把这层未分化的细胞带叫形成层带，一般有6~8层细胞。
1.5.高生长（顶端生长、初生长）：即长高，是顶端分生组织分生的结果；1.6.直径生长（次生长）：即长粗，是形成层原始细胞平周分裂的结果。
1.7.幼龄材与成熟材的区别：（一）在结构方面：1 幼龄材的纤维长度短，直径小；2 幼龄材晚材百分率低；3 幼龄材出现螺旋纹理的倾向较大；4 幼龄材细胞次生壁中层的微纤丝角较大。
（二）在物理力学性质方面1 幼龄材的密度低；2 由于S-2微纤丝角度大，造成它的纵向收缩大，横向收缩小，干燥时容易翘曲，降低锯材质量；3力学强度降低约15%~30%，由于由于S-2微纤丝角度增大，顺纹抗拉强度明显降低。
木材基本知识——木材构造(精)
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木材基本知识
树干的组成
从树干的横切面观察，树 干是由树皮、形成层、木 质部、髓组成的。
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木材基本知识
1．树皮 树皮是树干的最外层，即形成层以外的一切 组织均称为树皮。树皮通常分为外皮、周皮和 内皮。外皮和内皮中间有一层薄皮，称为周皮 （肉眼看不见）。周皮以外称为外皮，又称死 皮，通常颜色较深，起着保护树木不受外界因 子影响及削弱机械损伤的作用；周皮以内称为 内皮，即韧皮部，是生活的组织，在树木生长 过程中具有向下输送营养物质的作用。 （1）树皮组成 外皮、周皮和内皮。
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木材基本知识
2．形成层 形成层是位于韧皮部和木质部之间的一层狭窄 且具有分生能力的细胞层。形成层中具有分 生能力的母细胞，不断地分生子细胞。母细 胞向外分生韧皮部，形成树皮；向内分生木 质部，构成木材，因而它是产生木材的源泉。 （1）形成层的组成 形成层细胞是由原始细胞组成的，原始细胞又 可分为纺锤形原始细胞和射线形原始细胞。 （2）形成层的作用 形成层具有分裂细胞的作用，即具有分生作用。
树木在一个生长周期内所 形成的一层木质环轮，称 为生长轮。对于温带、寒 带地区的树木，每年生长 轮只出现一次，因而生长 轮又称年轮；对于热带地 区的树木，每年生长轮可 出现几次，因此一般不叫 年轮，只称生长轮。
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木材基本知识
生长季节早期形成的木材称为早材，其特点： 细胞分裂速度快，体积大，胞壁薄，材质较松 软，材色浅；生长季节晚期形成的木材称为晚 材，其特点：细胞分裂速度慢，分裂能力减弱， 胞壁厚，材质致密、坚硬，材色深。
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（3）木射线
木射 线是 木 材 中唯 一 成 辐 射状 、横 向排列的 组织 ， 在树木的 生长过程 中 ，起 横向输送 和贮藏养 分的作 用。 同 时 ， 宽木射 线的木 材是制作 家具的好 材料 。 另外 ，木 射线是由 薄壁细 胞组 成 的 ， 是木材 中较脆 弱而强度 较低的部 分 ，尤 其在进行 木材干燥 时易沿 木射线发 生开裂 ， 降低了 其使用价值。
七上劳动教案之第六章第二节木制工艺创作之实用性木制书架
遇到问题时，小组内共同讨论解决，或向教师请教。
各小组代表上台展示书架，分享制作经验。
认真倾听教师和其他小组的评价，虚心接受建议。
积极思考，回答教师的问题。 回顾本节课所学知识，总结自己的收获。
- 通过图片展示和讲解，让学生对书架有直观的认识，为后续的设计和制作打下基础。
- 认真观看图片，倾听教师讲解，了解书架的类型和特点。
思考不同木材的特点，以及如何根据实际情况选择合适的木材。
- 与同桌讨论自己对书架设计的想法。
根据自己的想法，开始绘制书架的设计草图，标注尺寸和结构。
小组内交流，互相提出修改意见，完善设计方案。
认真观看教师的示范，记录制作步骤和要点。
- 提出疑问，与教师互动交流。
（四）小组制作
分组并为每个小组分配材料和工具。
巡视各小组的制作过程，及时发现问题并给予指导和帮助。
鼓励学生发挥创意，大胆尝试。
（五）展示与评价：组织各小组展示自己制作的书架，并介绍设计思路和制作过程中的心得体会。对每个小组的作品进行点评，肯定优点，指出不足之处，并提出改进建议。
（六）拓展与总结
- 引导学生思考除了书架，还能用木材制作哪些小物件，并展示一些示例。总结本节课的重点内容，强调劳动的重要性和意义。
2. 正确使用木工工具，进行精准的加工和组装。
教学方法
讲授法、演示法、实践操作法、小组合作法。
教学准备
材料和工具多媒体设备
教
学
流
程
教师活动
学生活动
设计意图
一、导语：同学们，书籍是我们成长的良师益友，它们能让我们开阔视野、增长知识。而一个好的书架不仅能整齐地存放书籍，还能为我们的房间增添一份温馨和文化气息。今天，让我们一起动手，用木材制作一个属于自己的实用性书架，让我们的书籍有一个舒适的“家”。
第六章材质鉴定与林分材种出材量测定
四、削度对原木材积的影响
1、削度(taper)的概念
——树干自下而上直径逐渐减少，其单位长度（通常为1m）直径减少的程度。
几种削度概念之比较
2、绝对削度分级
弱削度：0 ～1cm； 中削度：1 ～2cm； 强削度：2cm以上。 3、削度对原木材积的影响 （1）同一长度的树干造材时，削度大的树干用材部分 长度较削度小的短； （2）同一小头直径和长度的原木，削度大的实际材积 比削度小的为大。
2、细菌性变色：木材因真菌的侵入而引起的变色，即真 菌变色。真菌变色主要可分为霉菌变色、 菌变色和腐朽菌 变色 （1）霉菌变色：边材表面由霉菌的菌丝体和孢子体侵染 所形成。其颜色随孢子和菌丝颜色以及所 的色素而异；有 蓝、绿、黑、紫、红等不同颜色。通常呈分散的斑点状或 密集的薄层。 对材质的影响：霉菌只限于木材表面，干燥后易于清除， 有时在木材表面会残留污斑，因而损害木材外观，但不改 变木材的强度性质。
2、按树干内、外部位，腐朽可分为边材腐朽和心材腐朽 （1）边材腐朽(或称外部腐朽)：系树木伐倒后，木腐菌
自边材外表侵入所形成。因边腐产生在树干周围的边材部分， 故又称为外部腐朽。通常枯立木、倒木也容易引起边腐。但 木材保管不善是导致边材腐朽的主要原因。如遇合适条件， 边腐会继续发展。
（2） 心材腐朽(或称内部腐朽)：系立木受木腐菌的侵害 所形成的心材(真心材、伪心材或熟材)部分的腐朽。因在 树干内部，故又称为内部腐朽。(包括弧状、环状、空心 等：空心周围材质坚硬者，称铁眼)。多数心腐在树木伐 倒后，不会继续发展。
（三）腐朽
木材由于木腐菌的侵入，逐渐改变其颜色和结构，使细胞壁受 到破坏，物理、力学性质随之发生变化，最后变得松软易碎，呈筛 孔状、粉末状或海绵状等形态，此种状态，即称为腐朽。 1、 按类型和性质，腐朽可分为白腐和褐腐两大类 （1）白腐：即白色腐朽。主要由白腐菌破坏木素同时也能破坏纤维 素所形成。受害木材多呈白色或浅淡黄白色，有的材质松软，状似 海绵，称为海绵状腐朽；有的材色呈浅红褐色或暗褐色等，而具有 大量浅色或白色斑点，并显露出纤维状结构，其外观多似蜂窝，状 如筛孔，故称为筛孔状腐朽，或叫腐蚀性腐朽。白腐后期，材质松 软，容易剥落。 （2）褐腐：即褐色腐朽。主要由褐腐菌破坏纤维素所形成。外观呈 红褐色或棕褐色，质脆，中间有纵横交错的细裂隙。褐腐后期，受 害木材很容易捻成粉末，故又称为粉末状腐朽，或叫破坏性腐朽。
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6.3木材的防腐与防火
一、木材腐朽与防止
木材腐朽——木材受到真菌侵害后，其细胞改变颜色， 结构逐渐变松、变脆，强度和耐久性降低。 木材中的腐朽菌生长的条件是水分、空气、与温度三个 条件。 当木材含水率在15%-50%、温度在25-30℃，又有足够空 气时，腐朽菌最适宜繁殖。
木材的防腐 木材的腐朽是真菌在木材中寄生引起的。真菌 在木材中生存和繁殖，必须同时具备四个条件： ①温度适宜；②木材含水率适当；③有足够的空气； ④适当的养料。 木材的干燥 干燥处理可防止木材受细菌等腐蚀，减 少木材在使用中发生收缩裂缝，提高木材的 强度和耐久性。有自然干燥和人工干燥两种 方法。
木材木射线
6.2木材的性质和应用
一1.密度与表观密度 木材的密度是指构成木材细胞壁物质的密度。约为
1.48～1.56 g／cm3，各材种之间相差不大，实际计算
和使用中常取1.53 g/cm3。 木材的表观密度则随木材空隙率、含水率及其他一 些因素的变化而不同。木材的表观密度越大，其湿胀干 缩率也越大。处于气干状态下的木材表观密度平均为 500kg/m3。
是建筑工程中 松树 主要使用的树 杉树 种。多用于承 柏树 重构件，如门 窗。
常用做胶合板 杨树 或内部装饰较 槐树 次要的承重构 榆树 件。 桦树
阔 叶 树
树叶成片状； 多为落叶树； 通直部分短，难加工； 表观密度大，易于胀缩， 翘曲和裂缝等
阔叶黄檀
松木
橡木
两种木材的结构与用途
请观察以下如图A和图B所示的A、B两种木 材的纹理，何为针叶树？何为阔叶树？，并讨 论它们的用途。
图A
图B
一木材的构造
1、木材的宏观构造
提问：美丽的木纹出 至于 哪个切面？
木材的年轮
工程中所用的木材主要取自树干，树干由树皮、 木质部和髓心组成。 横切面： 垂直于树干主轴的切面。 径切面： 通过髓心径向纵切面。 弦切面：不通过髓心与树轴平行的切面。
髓心
木质部
1.木材的宏观构造 木材：树皮、木质 部和髓心构成。 2.木材的微观构造 木材由无数管状细 胞构成，每个细胞包 括细胞壁（纵向连接 大于横向）和细胞腔
表6.1 木材无缺陷时各强度大小关系
抗压
顺纹
100
抗拉
抗弯 横纹
10～30
抗剪
横纹
5～30 150～200
顶纹
200～300
顺纹
15～30
横纹切断
50～100
顺纹抗压 1
横纹抗压 1/10～1/3
顺纹抗拉 2～3
横纹抗拉 1/20～1/3
抗弯 3/2～2
顺纹抗剪 1/7～1/3
横纹切断 1/2～1
(２) 负荷时间的影响 木材对长期荷载的抵抗能力与对暂时荷载不同。木材在外力 长期作用下，只有当其应力远低于强度极限的某一定范围以 下时，才可避免木材因长期负荷而破坏。这是由于木材在外 力作用下产生等速蠕滑，经过长时间以后，最后达到急剧产 生大量连续变形而致。 木材在长期荷载作用下不致引起破坏的最大强度，称为持 久强度。木材的持久强度比其极限强度小得多，一般为极限 强度的 50 ％～ 60 ％。一切木结构都处于某一种负荷的长期 作用下，因此在设计木结构时，应考虑负荷时间对木材强度 的影响。
图 木材持久强度
（3）温度的影响
木材强度随环境温度升高而降低。当温度由２ ５℃升到５０℃时，针叶树抗拉强度降低 10% ～ 15% ，抗压强度降低 20 ％～ 24 ％。当木材长期处 于60～100℃温度下时，会引起水分和所含挥发物 的蒸发，而呈暗褐色，强度明显下降，变形增大。 温度超过140℃时，木材中的纤维素发生热裂解， 色渐变黑，强度显著下降。因此，长期处于高温的 建筑物，不宜采用木结构。
抗拉强度 抗剪强度
顺纹抗剪强度低于横纹抗剪强度； 弦切面的顺纹抗剪强度高于径切面的抗剪强度； 横纹切断强度是顺纹抗剪强度的4～5倍。 木材抗弯强度介于顺纹抗拉强度和抗压强度之间。
抗弯强度
由于木材的构造各向不同，致使各方向强度有很大差异， 因此，木材的强度有顺纹强度和横纹强度之分。 当设顺纹抗压强度为100时，木材无缺陷时各强度大小 的关系见表6.1。
二、木材的防火
木材的防火是将木材经过具有阻燃性的化学物 质处理后，变成难燃的材料，使其遇小火能自 熄，遇大火能延缓或阻滞蔓延，从而赢得扑救 的时间。
木材是可燃性建筑材料。在木材被加热过程中，析出可
燃气体，随着温度不，析出的可燃气浓度也不同，此时 若遇火源，析出的可燃气也会出现闪燃、引燃。若无火 源，只要加热温度足够高，也会发生自燃现象。 对木材及其制品的防火保护有浸渍、添加阻燃剂 和覆盖三种方法。
二木材的含水率和吸湿性
木材中的水分
木材中的水分 自由水 吸附水 化合水
存在部位 存在于细胞腔和细胞间隙中 存在于细胞壁中 以化学结合水的形式存在
蒸发顺序 首先蒸发 在自由水蒸 发后，蒸发
细胞壁
细胞腔
纤维饱和点：当木材中细胞壁内被 吸附水充满，而细胞腔间隙中没有水 时，此时的含水率称为纤维饱和点。 平衡含水率：当木材的含水率与周 围空气相对湿度达到平衡时的含水率。
心材：靠近髓心的内圈颜色较深，其中的细胞已 失去生机，通称心材； 边材：靠近树皮部分，颜色较浅，称为边材。 一般来说，心材中储存的树脂较多，抗腐朽能力 较强，含水量较少，翘曲变形较小；边材的含水 量较多，容易变形，抗腐朽能力较差，故心材比 边材的利用价值较大，但在力学性质上两者无显 著差别。
2.木材的微观构造 木材由无数管状细胞紧密结合而成。绝大部
（马来西亚印尼）柳桉木
东北松
花梨原木
色木（东北）
非洲产（花梨，沙比利，黑胡桃等，各种单板）
沙比利方木东北鱼松东北白松刚刚运过中俄边 境的整车樟子松
整装待发的桦树
一等水曲柳
货场堆放的柞木
千年巨树红杉木----加利福尼亚州有一片一望无际的大森林，从旧 金山北部一直延伸到俄勒冈州，绵亘达640公里。这一片浩瀚的林海 是由红杉木组成的，它名扬四海，号称“红杉帝国”。
15 w [1 (W 15)]
式中 σ15:含水率为15％时的木材强(MPa）； σW : 含水率为Ｗ(%)时的木材强度(MPa)； Ｗ－一试验时的木材含水率
α——木材含水率校正系数。
α随作用力和树种不同而异，如顺纹抗压所有树种均为 0.05；顺纹 抗拉时阔叶树为0.015，针叶树为０；抗弯所有树种为0.04；顺纹 抗剪所有树种为0.03。
6-4木材的综合利用
木材各项强度值的比较(以顺纹抗压强度为1)
(a) 顺纹剪切 木材的剪切
(b) 横纹剪切
(c) 横纹切断
五影响木材强度的主要因素
(１) 含水量的影响 木材的强度受含水率的影响很大，其规律是：当木 材的含水率在纤维饱和点以下时，随含水率降低，即吸 附水减少，细胞壁趋于紧密，木材强度增大，反之，则 强度减小。当木材含水率在纤维饱和点以上变化时，木 材强度不改变。 我国木材试验标准规定，测定木材强度时，应以其 标准含水率（即含水率为15％）时的强度测值为准，对 于其他含水率时的强度测值，应换算成标准含水率时的 强度值。其换算经验公式如下：
树皮
细胞壁
细胞腔
树干的三个切面
木材不同切面的构造特征
木质部中有年轮、髓线及髓心等
髓心：居于树干中心，是最早形成的木质部分，其材质松 软，强度较低，容易腐朽。 髓线：以髓心为中心穿越年轮而呈放射状分布的横向细胞 组织，横向输送和贮藏养料。 年轮：在木材横切面上的同心圆圈。 树木每年生长一圈，同一年轮内有深浅两部分。 春季木质生长快，质软，色浅，称为春材或早材； 夏秋季木质生长慢，质硬，色深，称为夏材或晚材。 树种相同时，如果年轮分布细密且均匀，则材质好。晚 材所占比例愈高，木材的表观密度愈大，则其强度也就愈 高。
一类材 红松、柏木、红豆杉、香樟、楠木、硬黄檀、香红木、红 青刚、山核 桃、核桃木、香桩、水曲柳、梓木、铁力木、玫瑰木。 二类材 黄杉、杉木、福建柏、榧木、鹅掌揪、梨木、槠木、水青 冈、麻栎、高山栎桑木、枣木、黄波罗、白蜡木。 三类材 落叶松、云杉、松木、铁杉、铁刀木、紫荆、软黄檀、槐 树、桦木、栗木、木荷、槭木。 四类材 枫香、桤木、朴树、檀、银桦、红桉、白桉、泡桐。 五类材 拟赤杨、杨木、枫杨、轻木、黄桐、冬青、乌柏柿大。
当含水率大于纤维饱和点含水率时，含水量的变
化对强度和胀缩无影响； 当含水率小于纤维饱和点含水率时，含水率的变 化则会引起强度和胀缩的变化。
木材的含水率
新伐木材含水率≥35％； 风干木材的含水率为15％～25％； 室内干燥的木材含水率为8％～15％。
三、木材的湿胀与干缩变形
广东始兴县都亨乡 黄竹坑村山边，屹立着 一株300年的古杉，树 高44米，胸围3.73米， 冠幅东西15米，南北14 米，有南粤杉王之称。
中国 福建 省龙 岩市 梅花 山杉 木王
杉木原材料
白桦
黄花松
红松
欧洲白橡木（柞木）
山槐
水曲柳
胡桃楸
马尾松天然林
• 苦槠，又叫槠树、苦槠栲，壳斗科常绿乔木
分纵向排列，少数横向排列（髓线）。每一个细
胞由细胞壁和细胞腔两部分构成。细胞壁由细纤 维组成，其纵向联结较横向牢固。细纤维间具有 极小的空隙，能吸附和渗透水分。木材的细胞壁 愈厚，腔愈小，木材愈密实，表观密度和强度也
越大 。但其胀缩变形也越大。与春材相比，夏材
的细胞壁较厚，腔较小。
木材的管胞和木纤维
等物理、力学性能变化；
长期处于干湿交替环境中， 其耐久性变差；易燃、易 腐、天然疵病较多等。
§6-1木材的分类和构造