木材的微观结构
木材的微观结构
耐腐蚀性
木材对某些化学物质敏感，容易受到腐蚀和变色。
生物分解性
01
02
03
微生物分解
木材可以被微生物分解， 如霉菌、细菌等。
昆虫破坏
木材易受昆虫如白蚁、木 蠹等的破坏。
自然分解
在自然环境中，木材经过 长时间会逐渐分解成土壤 的有机成分。
05 木材的加工和应用
锯割
锯割是木材加工中的基本技术，通过 锯割可以将大块的木材切割成所需的 尺寸和形状。
化学成分
纤维素
木材的主要成分，提供强度和韧性。
木质素
增强纤维之间的连接，赋予木材硬度。
半纤维素
填充在纤维素和木质素之间的物质，增加木 材的物理性能。
抽提物
少量存在于木材中的有机物质，如树脂、树 胶等。
04
03
02
01
化学性质
可燃性
木材易燃，燃烧时释放大量热量。
吸湿性
木材能吸收和释放水分，影响其尺寸和形状稳 定性。
木射线在木材中的分布密度和排列方式也因树种而异，对木材的声学性能和加工性 能等方面有一定影响。
木材的纹理和颜色
02
纹理
01
纹理类型
木材的纹理可分为直纹、斜纹和乱纹三种类型。直纹纹 理清晰、质地均匀，斜纹纹理则呈现出一定的角度，乱 纹纹理则较为复杂，无规律可循。
02
纹理密度
纹理密度越高，木材的质地越细密，反之则较为疏松。 纹理密度对木材的硬度和耐磨性有一定影响。
染色处理
为了满足不同的装饰需求，人们常常会对木材进行染色处理。染色处理 的木材颜色鲜艳、均匀，但长时间使用或暴露在阳光下容易褪色。
03
颜色与木材质量的关系
一般来说，颜色越鲜艳、均匀的木材，其质量越好。这是因为木材的颜
连续压缩载荷下木材微观结构变化自动检测
中图分 类号 ： ＴＵ５ １ １ ３ ． 文献 标 志码 ： Ａ ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊｉ ｎ １ ０ —６ ９ ２ １ ． ３ ０ ８ ｏ：０ ３ ６ ／．ｓ ． ０ ７９ ２ ． Ｏ １ ０ ． ２ ｓ
木材的导电性和电磁特性
木材的导电性和电磁特性木材作为一种天然材料，在我们的生活中有着广泛的应用然而，木材的导电性和电磁特性却一直是一个比较被忽视的领域本文将详细探讨木材的导电性和电磁特性，以期引起更多人对这个领域的关注首先，我们来看木材的导电性木材的导电性主要与其内部的微观结构有关木材主要由细胞壁和细胞质组成，其中细胞壁主要由纤维素、半纤维素和木质素等物质构成这些物质都是非金属材料，因此木材本身是绝缘体然而，当木材受到外界刺激，如压力、湿度变化等，其内部的微观结构会发生改变，从而影响其导电性例如，当木材被压碎时，其内部的纤维素纤维会断裂，从而形成更多的导电路径，使木材的导电性增加此外，木材的导电性还与其含水量有关木材含水量越高，其导电性越好这是因为水分子的极性使得木材内部的电荷更容易移动，从而提高了其导电性另外，木材中的某些杂质，如矿物质等，也会影响其导电性一般来说，含有较多矿物质的木材导电性更好然后，我们来看木材的电磁特性木材的电磁特性主要表现在其对电磁波的吸收和反射上由于木材是非金属材料，其对电磁波的吸收主要依靠其内部的微观结构当电磁波穿过木材时，会被木材内部的纤维素纤维、木质素等物质所吸收，从而减弱电磁波的强度此外，木材的电磁特性还与其密度、含水量等因素有关一般来说，密度越大、含水量越高的木材，其对电磁波的吸收能力越强这是因为密度大、含水量高的木材内部有更多的物质可以吸收电磁波需要注意的是，虽然木材具有一定的导电性和电磁特性，但其并不能用作良好的导电材料或电磁屏蔽材料这是因为木材的导电性和电磁特性相比于金属等传统导电材料来说，仍然非常有限木材的导电性和电磁特性是一个相对较新的研究领域，还有许多问题有待进一步研究通过对木材导电性和电磁特性的研究，我们不仅可以更深入地了解木材的内部微观结构，还可以为木材的应用提供更多新的可能性上文我们已经讨论了木材的导电性和电磁特性的一些基本概念，现在我们进一步探讨木材的磁性木材的磁性主要与其内部的微观结构有关由于木材主要由非磁性物质如纤维素、半纤维素和木质素等组成，木材本身是非磁性的然而，当木材被磁化时，其内部的微观结构会使木材表现出一定的磁性木材的磁性主要表现为顺磁性顺磁性是指材料在外磁场的作用下，其内部的磁矩会与外磁场方向一致，从而使材料表现出磁性木材的顺磁性主要与其内部的微观结构有关木材内部的纤维素纤维和木质素等物质都是非磁性物质，但其内部的微观结构会使木材表现出顺磁性需要注意的是，木材的磁性非常弱，不能用作良好的磁性材料然而，通过对木材的磁性研究，我们可以更深入地了解木材的内部微观结构，为木材的应用提供更多新的可能性接下来，我们探讨木材的电磁波吸收特性木材的电磁波吸收特性主要与其内部的微观结构和化学组成有关当电磁波穿过木材时，会被木材内部的纤维素纤维、木质素等物质所吸收，从而减弱电磁波的强度木材的电磁波吸收特性主要受以下因素影响：1.木材的密度：密度越大的木材，其对电磁波的吸收能力越强2.木材的含水量：含水量越高的木材，其对电磁波的吸收能力越强3.木材的化学组成：木材中的某些化学物质如矿物质等，会增强木材对电磁波的吸收能力4.木材的微观结构：木材内部的微观结构会影响电磁波在木材内部的传播路径，从而影响其吸收能力木材的电磁波吸收特性使其在某些领域具有一定的应用价值，如电磁屏蔽、吸波材料等然而，由于木材的电磁波吸收能力相对较弱，其应用范围有限最后，我们探讨木材的电磁波反射特性木材的电磁波反射特性主要与其表面的微观结构和化学组成有关当电磁波照射到木材表面时，会被木材表面的一些微观结构如纤维素纤维等所反射，从而改变电磁波的传播方向木材的电磁波反射特性主要受以下因素影响：1.木材的表面粗糙度：表面粗糙度越大的木材，其对电磁波的反射能力越强2.木材的化学组成：木材中的某些化学物质如矿物质等，会增强木材对电磁波的反射能力3.木材的微观结构：木材内部的微观结构会影响电磁波在木材表面的反射效果由于木材的电磁波反射特性相对较弱，其应用范围有限然而，通过对木材的电磁波反射特性的研究，我们可以更深入地了解木材的表面微观结构和化学组成，为木材的应用提供更多新的可能性总结来说，木材的导电性、电磁特性和磁性虽然相对较弱，但其仍然具有一定的应用价值通过对木材的导电性、电磁特性和磁性的研究，我们可以更深入地了解木材的内部微观结构、表面微观结构和化学组成，为木材的应用提供更多新的可能性木材的导电性和电磁特性（续）在探讨木材的电磁波反射特性和磁性之后，我们进一步分析木材在实际应用中的潜在用途在电子和通信领域，电磁波的干扰是一个普遍存在的问题为了减少电磁波的干扰，常常需要使用导电材料或电磁屏蔽材料虽然木材本身不是良好的导电材料或电磁屏蔽材料，但通过对木材的改性和处理，可以使其具有一定的电磁屏蔽能力例如，将木材表面涂覆一层导电涂层，可以增强木材的电磁屏蔽效果在建筑领域，木材作为一种天然材料，具有优良的吸声性能通过对木材的导电性和电磁特性的研究，可以进一步提高木材的吸声性能例如，将木材与导电材料相结合，可以增强木材的吸声效果，并提供更好的室内声学环境在生物医学领域，木材的导电性和电磁特性也具有一定的应用潜力例如，利用木材的导电性，可以开发出具有生物相容性的电极材料，用于生物医学信号的采集和处理此外，木材的电磁特性也可以用于生物组织的成像和诊断在能源领域，木材的导电性和电磁特性也对新能源的开发和利用具有重要意义例如，在太阳能电池板的生产中，可以利用木材的导电性来制造电路板，从而提高太阳能电池板的性能另外，木材的电磁特性也可以用于磁悬浮列车等新能源交通工具的研制需要注意的是，虽然木材的导电性和电磁特性在实际应用中具有一定的潜力，但由于其性能相对较弱，因此在实际应用中常常需要与其他材料相结合，以提高整体性能木材的导电性和电磁特性虽然相对较弱，但其仍然具有一定的应用价值通过对木材的导电性、电磁特性和磁性的研究，我们可以更深入地了解木材的内部微观结构、表面微观结构和化学组成，为木材的应用提供更多新的可能性在未来，随着科学技术的不断发展，我们有望通过改性和处理木材，进一步提高其导电性、电磁特性和磁性，从而拓宽木材在各个领域的应用范围在结束了对木材导电性和电磁特性的探讨之后，我们可以看到，木材作为一种天然材料，其导电性和电磁特性虽然有限，但仍具有广泛的应用潜力通过对木材的深入研究和改性处理，我们可以进一步提高其导电性、电磁特性和磁性，为木材在电子、通信、建筑、生物医学和能源等领域的应用提供更多新的可能性木材的导电性和电磁特性的研究不仅有助于我们更好地理解和利用木材这一天然资源，也有助于推动相关领域的科技进步和产业发展。
第10 次课-微观构造-轴向薄壁组织、木射线、胞间道、管胞、针叶材和阔叶材在解剖构造上的差异
第10 次课授课时间：2006年3月30日（星期四）1、2节第四章木材的微观构造三、轴向薄壁组织轴向薄壁组织是由具有单纹孔的轴向薄壁细胞纵向串联而成的轴向组织。
在这一串细胞中只有两端的细胞为尖削，中间的细胞呈圆柱形或多面体形，在纵切面观察呈长方形或近似长方形。
其功能主要是储藏和分配养分。
根据树种的不同，轴向薄壁细胞中有时含有油、黏液或结晶，它们分别被称为油细胞、黏液细胞和含晶细胞，同时，因为含有各种各样的内含物造成了细胞的膨大，又统称为巨细胞或异细胞。
3.1 轴向薄壁组织的类型根据轴向薄壁组织与导管的连生情况，可分为离管型和傍管型两大类。
四、木射线木射线是木材中呈带状并沿径向延伸的射线薄壁细胞的集合体。
阔叶树材中的木射线比较发达，含量也比较多。
4.1 木射线的大小木射线的大小是指木射线的宽度与高度，其测定在木材的弦切面上进行。
宽度：测木射线中部的最宽处。
宽度和高度均可用测微尺进行测定。
也可以用高度：测木射线上下两端间的距离。
细胞个数来表示，但是，由于在射线最宽和最高处，细胞的排列很少成直线，因此测出来的是一个大致的尺寸4.2 木射线的种类阔叶树材的木射线比针叶树材复杂，针叶树材以单列射线为主，而阔叶树材以多列射线为主，一共有以下3种类型：（1）单列射线：在弦切面上，宽度仅有一个细胞者，称为单列射线。
几乎所有木材中均能见到单列射线，但是完全为单列木射线的木材在阔叶树材中甚少，仅在杨柳科、七叶树科和紫檀属等木材上能见到。
（2）多列射线（复合射线）：在弦切面上，射线宽度为2列细胞以上者，为多列射线。
这是绝大多数阔叶树材所具有的射线类型，如：核桃木、柚木、桃花心木等。
（3）聚合射线：许多单独的射线组织相互聚集在一起，在肉眼下似单一的宽射线，在显微镜下各小射线由不含导管在内的其他轴向分子所分隔。
如：鹅耳粝、桤木、石栎等。
单列射线和多列射线可同时存在于同一树种，如：丝栗、栎木。
多列射线与聚合射线也可同时存在于同一树种，如：桤木。
建筑材料—木材
[ 1 ( W 12 )] 12 w
式中
σ:含水率为 12％时的木材强度 (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。
1. 木材的微观构造 在显微镜下观察，可以看到木材是由 无数管状细胞紧密结合而成，它们大部分 为纵向排列，少数横向排列（如髓线）。 每个细胞又由细胞壁和细胞腔两部分组成， 细胞壁又是由细纤维组成，所以木材的细 胞壁越厚，细胞腔越小，木材越密实，其 表观密度和强度也越大，但胀缩变形也大。
第2节 木材的物理力学性质 木材的物理力学性质主要有含水率、湿 胀干缩、强度等性能，其中含水率对木材的 湿胀干缩性和强度影响很大。 1. 木材的含水率 木材的含水率是指木材中所含水的质量占干 燥木材质量的百分数。木材中主要有三种水， 即自由水、吸附水和结合水。自由水是存在 于木材细胞腔和细胞间隙中的水分，吸附水 是被吸附在细胞壁内细纤维之间的水分。
第四节 木材的防腐与防火 1. 木材的腐朽与防腐 （1）木材的腐朽 木材的腐朽为真菌侵害所致。真菌分霉 菌、变色菌和腐朽菌三种，前两种真菌对木 材影响较小，但腐朽菌影响很大。腐朽菌寄 生在木材的细胞壁中，它能分泌出一种酵素， 把细胞壁物质分解成简单的养分，供自身摄 取生存，从而致使木材产生腐朽，并遭彻底 破坏。真菌在木材中生存和繁殖必须具备三 个条件，即：适量的水分、空气（氧气）和 适宜的温度：温度低于５℃时，真菌停止繁 殖，而高于６０℃时，真菌则死亡。
木材常识
1m3 424 board feet (bf)
1Mbf 2.36 cubic metres (m3)
Bf Board feet
Bm Board measure
术语表
A-Z
【裂纹】(Checks)：沿着板材长度方向的表面开裂，往往横跨年轮延伸，通常是由于干燥过程中产生的表面应力所造成的。
纹理
木纹(Figure)
1.【蜂翅木纹】 (Bee’s-wing figure)
2.【雀眼木纹】 (Bird’s-eye figure)
3.【树瘤木纹】 (Burl figure)
4.【卷曲木纹】 (Curly figure)
5.【酒窝木纹】 (Dimple figure)
6.【琴背木纹】 (Fiddleback figure)
6.【胶痕】(Gum)：又称树脂漏，指树干局部受伤（采脂或虫蛀等）后，树脂大量聚集并渗透到周围木质部中，呈条状，其颜色较周围的木材深的部位。
7.【漏节】(Loose)：节子本身已经腐朽，而且深入树干内部，引起木材内部腐朽。因此漏节常成为树干内部腐朽的外部特征。
8.【灼焦】(Machine burn)：由于刨机高温灼烧板材表面的痕迹。
木材常识
了解木材
了解木材的构造可以从宏观和微观两个方面入手
木材的构造
树木是由树皮、形成层、木质部和髓心四大部分组成：
1.【树皮】 (Bark)树皮是由外皮、软木组织和内皮组成，起保护树木的作用。
2.【形成层】 (Cambium)形成层位于树皮与木质部之间的薄层，形成层向外分生韧皮细胞形成树干，向内分生木质细胞构成木质部。
3.【干裂】(Checks)：原木由于干燥或季节性的原因所形成的小裂缝，一般顺着木材的纹理方向。
第四章 木材的微观结构
（二）创伤树脂道 在针叶树材中，凡任何破坏树木正常生活的现 象，都可能产生受伤树脂道。 针叶树材的受伤树脂道可分为轴向和横向二种， 但除雪松外很少有两种同时存在于一块木材中。 轴向受伤树脂道在横切面上 呈弦列分布于早材部位， 通常在生长轮开始处较常 见（臭冷杉） 。而正常轴 向树脂道为单独存在，多 分布早材后期和晚材部位。
（三）轴向薄壁细胞和轴向管胞的区别 （四）轴向薄壁组织的分布形态 针叶树材轴向薄壁组织在横切面上的分布类 型有三种：星散型、切线型、轮界型 （五）轴向薄壁组织在木材利用上的特征 1 削弱木材的物理力学性质； 2 具有挥发性的油类，可蒸提出来作为它用或使 木材具有较高的耐久性。
三 木射线 （一）木射线的组成 针叶树材木射线中包含三种类型的细胞： 1 分泌细胞：分布于木射线中横向树脂道的周围。 2 射线薄壁细胞：针叶树材的射线薄壁细胞与纵行管 胞的径面壁相接的区域称交叉场。交叉场上纹孔的特 征对于针叶树材的显微识别有重要作用。交叉场上纹 孔的类型有五种： 3 射线管胞：是针叶树材中松科树种的特征，硬松射 线管胞的内壁具有不规则的锯齿状加厚，有助于识别 硬松，而软松射线管胞的内壁平滑。
五 针叶树材显微结构概览图示 (一)针叶树材显微结构分子
(二)针叶树材显微结构三切面
(三)针叶树材显微结构立体结构
松 构
阔叶树材除水青树、昆栏树等极少数树种外，都具有 导管，故此称有孔材。阔叶树材的组成分子有导管、 木纤维、轴向薄壁组织、木射线和阔叶树材管胞等。
木材微观鉴定系列——木材横切面
木材微观鉴定系列——木材横切面[概念] 木材微观鉴定系列——木材横切面我们平常鉴定木材主要依靠木材颜色、气味及花纹的感官判断，一般需要多年的积累才能够有充分的把握鉴定木材种类。
因此在市场上稍有不慎就容易被商贩拿次材冒充好材。
那么，木种鉴定的科学判定主要依据：木材的微观特征外加木材密度及宏观特性综合来判定木材种类。
木材可分为阔叶材（如红木类）和针叶材（松、杉类），其中针叶材的结构比较简单。
以下的特征图片主要来源于阔叶材：木材微观鉴定主要通过使用刀片切取木材横切面与弦切面（大约20μm 厚），染色，制成玻片，在显微镜或放大镜下观察。
那么木材的横切面、径切面和弦切面1. 管孔：指导管在横切面上呈现的孔穴状，其管孔大小以弦向直径为准。
（见附图2）1.1 横切面上根据管孔排列可以分为：散孔材、半环孔材、环孔材（见附图3）。
1.1.1 散孔材：整个生长轮中的管孔直径大致相同的木材。
如桦木1.1.2 环孔材：木材的早材孔明显大于前一生长轮和同一生长轮的晚材管孔，并形成明显的带状或环状。
如白蜡木、水曲柳。
1.1.3 半环孔材：介于散孔材与环孔材之间的类型。
及早材孔明显大于前一生长轮晚材管孔，但在同一生长轮内从中部至晚材管孔逐渐变小。
如山毛榉。
1.2 横切面上管孔与管孔间的关系可分为：单管孔、径列复管孔、管孔链和管孔团（见附图4）。
1.2.1 单管孔：在横切面上，有90%或以上的管孔完全被其他分子所围绕，不与其他管孔相接。
如水青冈等1.2.2 径列复管孔：大多数或全部管孔为2-4个或4个以上沿径向相连排列。
如椴木等1.2.3 管孔链：管孔相互排列成径向链，但每个管孔仍保持其原来的形状。
如冬青木等1.2.4 管孔团：三个以上的管孔组合在一起呈鸟巢状。
如榆木的晚材等。
1.3 轴向薄壁组织：概念繁琐，可分星散状、星散-聚合、带状、环管束状、翼状、聚翼状、轮界状。
见图。
木材识别与鉴定的方法
木材识别与鉴定的方法
木材是一种常见的材料，广泛应用于建筑、家具以及艺术品制作等领域。
为了
能够正确识别和鉴定木材的种类和质量，我们可以采取以下几种方法：
1. 观察外观特征：首先，我们可以通过观察木材的外观特征来初步判断其种类。
不同种类的木材在颜色、纹理、光泽等方面都具有独特的特征。
例如，柚木的颜色较为黄褐，纹理明显，而橡木的颜色较为浅黄，纹理较细腻。
2. 气味辨别：木材的气味也是区分不同种类的方法之一。
通常，各种木材都有
自己的特有气味。
例如，松木具有清香的气味，樟木散发着浓郁的香气。
但需要注意的是，这种方法在一些已经被处理过或上过漆的木材上可能不适用。
3. 密度测试：每种木材的密度都不同，因此可以通过密度测试来帮助鉴定木材
的种类。
常用的密度测试方法包括水浸法和称重法。
水浸法是将木材按照一定规格固定在水中，测量其浸液前后的重量变化。
称重法则是将木材的体积和重量测量后计算密度。
通过与已知种类的木材相对比，可以初步判断木材的种类。
4. 微观结构观察：利用显微镜观察木材的微观结构也是判断木材种类的一种方法。
不同种类的木材纤维结构和孔隙结构存在差异，通过观察这些差异可以鉴别木材的种类。
5. 化学试剂检测：某些化学试剂对不同种类的木材具有特殊反应。
例如，酚酞
试剂、碘酒试剂等可以帮助鉴定不同种类木材中特定成分的含量，从而推断木材的种类。
以上是一些常用的木材识别与鉴定的方法。
在实际应用中，鉴定木材种类和质
量时，可以结合多种方法综合判断，以提高鉴定的准确性和可靠性。
木材基础知识
木 材 的 微 观 构 造 (左为针叶材,右为阔叶材)
针叶材（树）: 无管孔,又称无孔材
阔叶材（树）: 有管孔,又称有孔材
木材中的水分
木材中水分按其存在的状态可分为以下三类：
自由水: 存在于木材细胞腔中的水分; 吸附水: 以吸附状态存在于细胞腔中的水称吸着水； 化合水：木材纤维分子结构中的氢氧元素。 对产品的影响： 自由水：仅影响木材的密度、渗透性、导热性、耐久性和重 量。 吸附水：除对木材的重量有影响外，几乎对木材物理力学性 质都有影响。 化合水：对产品的使用中无影响。需要加热到足以使木材破 环才逸散。
木材基础知识
针叶材和阔叶材
针叶树（软木）：树叶多呈针状，其树干一般通直而高大，纹理平顺， 材质均匀而松软，故易于加工成材。因此，由针叶树加工而成的木材 又称软木材。 阔叶树（硬木）：特点是树干通直部分一般较短，材质较硬且多疵病 和缺陷，故较难加工。因此，由阔叶树加工而成的木材又称为硬木。
从木材有无管孔分类： 有无管孔，是区别阔叶材和针叶材的重要依据。
原木造段 蒸煮 刨切 干燥 裁切 养生
坯料的干燥
谢谢大家！
木材的特性与产品性能的关联
对产品的影响： 木材的干缩湿胀和各向异性，造成木材在不同的地区和 季节，因为平衡含水率的不同，会产生尺寸的变化及变形。 由于采用指接，拼接的方式，是保证稳定性较好的原因。 木材的粘弹性和儒变性使木材具有良好的脚感，不同于 石材、水泥地面和瓷砖等。
木材的天然性
天然性： 木材是自然生长的植物，不同树种、环境和气候的差异形成 木材天然的纹理和色差，环保、健康、有吸音降噪作用，对 人体非常有益。
木材的特性
①颜色、纹理 ②表面光泽感
③对紫外线的吸收性和对 ④木材的声吸收、反射和室内 红外线的反射性 混响特性
木材的结构和解剖特征
径向排列的木纤维与树干的 轴线平行，呈纵向排列。
木纤维的排列方式主要有径 向、弦向和横向三种。
弦向排列的木与树干的 轴线成一定角度，呈斜向排
列。
不同的木材，其木纤维的排 列方式也不同，这直接影响 到木材的物理和力学性能。
纤维素：主要成分，占木纤维干重 的40%-50%
木材纹理的影响因素：树种、 生长环境、树龄等
木材纹理的类型：直纹、斜纹、 波纹、乱纹等
木材纹理的应用：在木材 加工和家具制作中，根据 纹理方向进行合理切割和 拼接，以提高木材的强度
和美观度。
木材的颜色主要由木质素和树 脂等物质决定
木材的颜色可以分为浅色和深 色两种类型
浅色木材主要包括松木、杉木 等，颜色较浅，易于加工
汇报人：
01
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02
木材的宏观 结构
03
木材的微观 结构
04
木材的解剖 特征
1
2
年轮的形成：树木在一年 内形成的生长层
年轮特点：同心圆状，由 外向内逐渐变细
年轮数量：与树木年龄、 生长环境有关
年轮作用：判断树木年龄、 研究树木生长环境
木材纹理的定义：木材细胞排 列的方向和形态
厚度不同
木材的纵切面是指沿着树干主 轴方向切割的剖面
纵切面是木材识别和分类的重 要依据
纵切面可以清晰地显示木材的 纹理、年轮、心材和边材等特 征
纵切面还可以用于评估木材的 物理和力学性能
切片工具：切片机、刀片、磨刀石等 切片方法：横切、径切、弦切等 切片厚度：根据需要选择合适的厚度 切片处理：切片后需要进行干燥、磨光等处理，以便于观察和分析。
木质素：占木纤维干重的20%30%
添加标题
木材薄板横纹压缩强化的微观结构变化与拉伸弯曲性能
Ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ／ Ｚ ｈ ａ ｏ Ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ （ Ｎｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｆ ｏ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｙ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ。Ｈａ ｒ ｂ ｉ ｎ １ ５ ０ ０ ４ ０．Ｐ ．Ｒ．Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） ／ ／ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｎｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｆ ｏ ｒ － ｅ ｓ ｔ ｙ ｒ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ． 一 ２ ０ １ ３， ４ １ （ １ ２） ． 一 ７ ７—７ ９。 ｌ １ １
赵 钟 声
（ 东 北林 业 大学 ， 哈尔 滨 ， １ ５ ０ ０ ４ ０ ）
摘 要 以黑龙 江产大青杨 （ Ｐ ｏ ｐ ｕ ｌ ｕ ｓ ｕ ｓ ｓ ｕ ｒ ｉ ｅ ｎ ｓ ｉ ｓ ） 刨切 薄板 为研 究对 象， 用常温水浸泡至饱 水状 态 ， 不经热软化 预处理进行横纹压 缩强化 ， 经１ ６ ０ 、 １ ８ ０ ｏ Ｃ高温定型处理 １ ～２ ４ ｈ 。通过 扫描 电镜 观察横 纹压缩 强化 前 、 后（ 未压缩 材和压缩材 ） 木 材横 、 纵切 面上 的微 观结 构变化 ； 分析横 纹压 缩强化 前 、 后， 木材拉 伸 、 弯 曲性 能 变化 。结果表 明： 压缩材横切 面上整体 变形较 均匀 ； 横、 纵切 面上均未发现压 缩裂纹或破坏 ； 纵切 面上 ， 导管壁均有 因压缩产 生顺纤 维方 向的横 向挤压折 皱条纹 ； 横切 面上 ， 大青杨压缩材管孔沿压缩 方向变形 最大。弯曲强度和 断裂应 力有所 降低 ， 最 大应 力 时的 应 变 平均 值 、 断 裂 应 力 时 的应 变平 均值 ， 都 随 热 处理 时 间 的增 加 而 下 降 。 关键词 大青杨 ； 木材薄板 ； 横 纹压缩 ； 微观 结构 ； 拉伸强度 ； 弯曲强度 分类号 ｓ ７ ８ １
木材材料微观结构与物理机理研究
木材材料微观结构与物理机理研究从古至今，木材作为最为普遍和基础的建筑材料，一直扮演着举足轻重的角色。
然而，对于木材材料微观结构及其物理机理的深入认识，已经成为当前的研究热点与挑战。
本文将从微观结构和物理机理两个方面，对木材材料的研究进行探讨。
一、微观结构木材是由细胞壁构成的，不同的细胞壁间，存在着复杂的结构关系。
而纤维素和木质素则是木材的主要成分。
其中，纤维素是木材的基本构造单位，由镰刀状的基本结构单元——微纤维组成。
而木质素则由苯环体重复结构组成，两者综合构成了木质细胞壁。
如上所述，微观结构的研究十分复杂，不过在数十年的探索和研究中，人们对于微观结构有了日益深刻的理解。
例如，在细胞壁中，复杂的多糖体系，是交织在共价和非共价键上的，这些细节性的特点在过去往往被忽视，而现今研究界对其有了更为详细的解释。
因此，在今后的研究中，人们应更多关注细节，从微观结构中找到木材本质性能和特征。
二、物理机理在整个木材的生长发育过程中，木材可分为几个部位，包括较为活跃的初生木质部和抵抗压缩和牵伸的成熟木部。
初生木质部含有大量活的环流细胞，并含有较多的纤维素，同时增生速度非常快。
而成熟的木部，则主要由木质素组成，同时它的力学强度也相当高。
在木材力学性能方面，弹性模量及抗折强度是表现最为突出的两大特征指标。
具体来人，微观结构对其有着明显的影响。
例如，针叶树和阔叶树在它们的输导组织形态和细胞壁层数等方面，有着不同的特征。
同时，在构造材和装饰板材的力学应用中，木材的微观结构和物理机理也有着显著影响。
结论因此，对于木材材料微观结构的深入探索，能够更好地挖掘木质材料的独特性能，并有着广泛的研究前景。
本文展示了在微观结构和物理机理两个方面的研究成果，并指出了人们应该关注和研究的方向。
在今后的研究中，微观结构和物理机理两个方面的研究和整合将是必不可少的。
木材微观结构的有限元建模
其 中 ： 是 整 个 基 细胞 体 积 ， ｉ 一 组 材 料 点 的位 Ｑ ｕ是 置矢 量 变化 率 函数 ， ｉ 叮ｉ 称 的应 力 张量分 量 ，ｉ 是对 虿ｊ 是 平均 应 变 ， ； 均应 力 。 是平
２ ２ 有 限元 方 法 ．
三维 建模 软件 直接 画 出经 简化 方法 和原 理简 化 的材 料结 构 ， 接 画 出有 困难 的结 构 可 以编 写 程序 。这 直
ｌ 制作试样， 需要具有代表 Ｉ Ｉ 利用 Ｘ射线同步加速器辐射或计 ｌ ｌ 性密度的剖面及含水率 ｌ－１ 算机等进行微断层圈像的摄影 ｌ —
Ｉ 利用滤波。 逆投影算法、图像处理库或 ＭＡ Ｌ Ｂ软件 中的图象处 Ｉ ＴＡ Ｉ ｒ 具箱【 Ｈ－ 】 Ｊ 等方法进行二维图像处理和三维图像重构 ｌ
样建 立 的模 型 结构 简单 ， 只要简 化 原理合 理 ， 利用 则
该模 型模 拟 的材料 性 能 具 有 实 用 性 ， 同时 减 小 了模 型 的文件 大小 。
在 工程 或 物 理 问题 的数 学 模 型确定 后 ， 用 有 运 限元 法 进行 数值 计算 分析 的要 点为 ：
甘
肃
科
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第２ 连续 体 的求解 域 离散 为
若 干子域 ， 通过 它们 边 界 上 的结 点 相 互 联结 成 组 并
一 ｓ 掘
ｌ 簧层 ■
合体 。
（） ２ 用每个单元 内假 设 的近似 函数 来分 片 地表 示全求解 域 内待定 的未 知场变 量 。
（ ｕ ０ ｊ盯ｊＯ ： ｉ ｉ ０ ｉ ｘ） Ｉ ／ ｄ ｊｊ ＿
图 １ 利 用 二 维 图 像 进 行 三 维 重 构
这样 重构 出来 的 图像 能很 真实 的模 拟木 材微 结 构 ， 过 不足 之处 就是 生成 的图像 文件 过大 ， 不 占用 硬
木材多尺度孔隙结构
木材多尺度孔隙结构
木材多尺度孔隙结构是木材结构的一种重要特征，也是影响木材力学性能的重要因素。
木材在微观尺度上的孔隙结构也成为影响木材力学性能的一个很大因素。
近些年来，随着
科学技术的进步，通过采用电子显微镜、计算机分析和其他技术手段，研究者们已经可以
研究不同尺度的木材孔隙结构，进而研究它们的动态变化及其影响机制。
微观尺度上的木材孔隙结构是木材力学性能的一个重要决定因素。
木材孔隙吸收及散
射撞击力，并能使木材有更好的断裂抗衡能力，是木材受力的主要机制。
此外，由于木材
孔隙结构的大小、形状和形成方式的不同，将产生不同的木材力学性质，不同的孔隙结构
可能会影响木材各力学性能指标，如强度、刚度、抗冲击性能等。
因此，研究木材孔隙结
构也是对木材力学性能预测和改进的重要内容。
另外，微观尺度上的木材孔隙结构特征也可以通过元素化分析技术来实现，如粒子形
变增量分析、小波分析、小孔隙度分析等。
元素化分析技术提供研究者以探讨木材孔隙结
构的量化参数，进而研究其变化机制，从而进一步探寻影响木材力学性能的木材孔隙结构。
综上所述，木材多尺度孔隙结构是木材力学性能的一个重要决定因素，可以采用多种
技术手段来研究木材孔隙结构的演化及其影响木材力学性能的机制，因而有助于更好地研
究木材力学性能并改善木材材料的质量。
木材微观结构实验报告
实验报告表
二、枫香
三、红豆杉
相关定义：
1、切面：
横切面：是与树干主轴或木材纹理相垂直的切面。
弦切面：是与树干主轴或木材纹理方向平行并与木射线垂直的切面。
径切面：是与树干主轴或木材纹理方向（通过髓心）相平行的切面。
2、早晚材：
早材：温带和寒带树木在一年的早期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，材质松软，材色浅，称为早材。
晚材：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，细胞分裂速度减慢并逐渐停止，形成的细胞腔小而壁厚，材色深，组织较致密，称为晚材。
3、生长轮、年轮：。
木材的电导率与导电性分析
木材的电导率与导电性分析木材作为一种天然的生物质材料，其电导率与导电性研究在材料科学领域具有重要的理论和实际意义。
本文将从木材的微观结构、电导率的影响因素以及导电性的机制三个方面进行深入分析。
木材的微观结构木材主要由细胞组成，包括纤维素、半纤维素和木质素等有机物质。
纤维素微纤维在木材中呈随机排列，形成了木材的基本导电网络。
木质素填充在纤维素微纤维之间，起到粘合剂的作用。
半纤维素则负责调节木材的物理和化学性质。
电导率的影响因素木材的电导率受多种因素的影响，包括木材的含水率、温度、密度和微观结构等。
其中，含水率对木材的电导率影响最为显著。
当木材的含水率增加时，木材的电导率也会增加。
这是因为水分子的加入增加了木材内部的离子浓度，从而提高了电导率。
温度也是影响木材电导率的重要因素。
随着温度的升高，木材的电导率通常会降低。
这是因为温度升高会导致木材内部离子运动加快，从而减少了电子与离子的碰撞机会，降低了电导率。
木材的密度对电导率也有一定的影响。
一般来说，密度越高的木材，其电导率也越高。
这是因为密度高的木材纤维素微纤维更加紧密，形成了更好的导电网络。
导电性的机制木材的导电性主要来源于木材内部的离子导电和电子导电。
离子导电是指木材内部的离子在电场作用下移动，从而导电。
电子导电是指木材内部的自由电子在电场作用下移动，从而导电。
在木材中，离子导电是主要的导电机制。
这是因为木材内部的纤维素微纤维和木质素等物质含有大量的离子，可以在电场的作用下移动，从而导电。
而电子导电在木材中相对较弱，因为木材内部的自由电子较少。
木材作为一种天然的生物质材料，其电导率与导电性受多种因素的影响。
本文从木材的微观结构、电导率的影响因素以及导电性的机制三个方面进行了深入分析。
在后续的研究中，可以进一步探讨木材的电导率与导电性与其他因素的关系，以期为木材的改良和应用提供理论依据。
这是的内容，后续部分将详细分析木材的电导率与导电性的测量方法、应用领域以及木材导电性的改良策略等方面。
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5 管胞壁上的螺纹加厚
（三）索状管胞
指轴向排列的成串的短 管胞。它比轴向管胞短，细胞 呈长矩形，径壁和端壁均具有 具缘纹孔。
（四）树脂管胞
针叶树材管胞在 由边材转变为心材 的过程中，与木射 线或其它薄壁细胞 相邻的管胞中，常 有树脂沉积于胞腔 中，形成微红褐色 至褐色的内含物， 这种管胞成为树脂 管胞。
2 树脂道的组成：
包括泌脂细胞、死细 胞、伴生薄壁细胞。
1 泌脂细胞：侧壁相连， 胞壁没有木质化，所以弹 性很大。
2 死细胞：没有原生质， 充满空气和水分的木质化 的细胞，没有弹性，是树 脂道的骨架。
3 伴生薄壁细胞：内含细 胞核、原生质和贮藏物。
4 管胞 5 细胞间隙
6 射线管胞
3 树脂道的直径、长度和分布
二 轴向薄壁组织
（一）轴向薄壁组织的来源
（二）轴向薄壁组织的特征
轴向薄壁组织是一种纵行的、 成串的薄壁细胞。
横切面上是一个细胞，壁很薄， 细胞腔内常含有深色的内含物；
纵切面上是许多长方形细胞连成 一串，两端细胞较尖，具单纹孔。
细胞两端的壁是水平的，且壁上 的单纹孔对常形成念珠状或节状突 起。
（三）轴向薄壁细胞和轴向管胞的区别 （四）轴向薄壁组织的分布形态
3 射线管胞：是针叶树材中松科树种的特征，硬松射 线管胞的内壁具有不规则的锯齿状加厚，有助于识别 硬松，而软松射线管胞的内壁平滑。
交叉场纹孔可分五种类型：
窗格型：为单纹孔，形状大，为松属 树种的特征。
松木型：比窗格型小的单纹孔，无一 定形状，见于松属木材。
云杉型：具窄而稍外延或内含的纹孔 口，形状小，纹孔缘窄，为云杉、 落叶松、黄杉属的特征 。
四 树脂道
树脂道——由薄壁的分泌细胞环绕而成的孔道，是具有 分泌树脂功能的一种组织，为针叶树材构造特征之一。
根据树脂道发生和发展可分为正常树脂道和创伤树脂道.. （一）正常树脂道
1 树脂道的形成
树脂道是生活的薄壁组织的幼小细胞相互分离而成的。 围绕树脂道成一完整的1～数层壁薄，泌脂细胞层，称泌脂细 胞层。松属的泌脂细胞壁上无纹孔，未木质化，因而分泌树 脂能力极强，是松属树种作为采脂树种的主要原因。
第四章 木材的微观结构
第一节 木材显微结构导言
一 木材细胞的排列 木材有两种不同系统的
细胞组成，即： 轴向（纵向）系统：起源
于形成层纺锤形原始细胞 径向（横向）系统：起源
于射线原始细胞
二 木材细胞的形态类别
1 纤维状细胞：针叶树材管 胞和阔叶树材木纤维
2 非纤维状细胞：薄壁细胞 3 阔叶树材中的导管分子
的管胞起源于同一形成层纺锤形原始细胞。 2 形状：
早材管胞，两端呈钝阔形，细胞腔大壁薄， 横断面呈四边形或多边形；
晚材管胞，两端呈尖削形，细胞腔壁厚， 横断面呈扁平状(图4-2)。
3 管胞大小：指其弦向直径和长度，弦向直径一 般为30~45微米；早材管胞平均长度为3.247 毫米，晚材平均长3.654毫米。
（三） 木射线的高度和体积
1 高度：用弦切面上的细胞个数或整个高度用微米来计。
针 叶 树 材 平 均 10-15 细 胞 高 （ 每 个 细 胞 1530μm），柏科的木射线高度比松、杉科低。
2 体积: 针叶树材木射线的体积很小，百分比7.08% （3.7-11.7%）.
一般射线率高，树种进化程度高。从这点上说， 阔叶材射线发达,阔叶树材比针叶树进化。
五 针叶树材显微结构概览图示 (一)针叶树材显微结构分子
(二)针叶树材显微结构三切面
(三)针叶树材显微结构立体结构
材中的一种纵行
的纤维状厚壁细
胞，两端尖锐，
占木材总体积的
90%以上，是组 成针叶树材的主 要细胞。
图4-2 针叶树材管胞 A.马尾松早材管胞； B.早材管胞的一部分； C.晚材管胞的一部分；
1.径切面上的纹孔；
二）管胞的排列、形状、大小及作用 1 排列：横切面上管胞均沿径向排列，同一径列
柏木型：纹孔口较宽，但纹孔缘内含、 较窄。
杉木型：纹孔口内含，缘较窄，纹孔 口长轴与纹孔缘一致，见于杉科大 部分树种。
云杉型
（二） 木射线的分类
1 单列木射线：木射线细胞仅有一列，或偶尔有两列所构成的木射线， 其中不含树脂道，常见于冷杉、杉木、柏木等树种。
2 纺锤形木射线：木射线中央有横向树脂道存在使木射线呈现纺锤形， 常见于有横向树脂道的树种，如松类、云杉、落叶松、银杉等树种。
在具正常轴向树脂道的六属中，松属树脂道 最多也最大，其直径为60～300μm，落叶松 次之为40～80μm，云杉为40～70μm，银杉 和黄杉为40～45μm，油杉为最小。
树脂道长度平均为50cm，最长可达1m，它 随树干的高度而减小。
（二）创伤树脂道
在针叶树材中，凡任何破坏树木正常生活的现象， 都可能产生受伤树脂道。 针叶树材的受伤树脂道可分为轴向和横向二种， 但除雪松外很少有两种同时存在于一块木材中。 轴向受伤树脂道在横切面上 呈弦列分布于早材部位， 通常在生长轮开始处较常 见（臭冷杉） 。而正常轴 向树脂道为单独存在，多 分布早材后期和晚材部位。
第二节 针叶树材的显微结构
构成针叶树材的细胞类型较单一，排列也较规则， 由两类细胞构成：
1 厚壁细胞：轴向的管胞是组成针叶树材的主要细胞， 占总体积的90%，有的树种木射线中也 含厚壁细胞。
2 薄壁细胞：轴向的只在部分树种中存在，包括分泌 薄壁细胞；径向的是木射线薄壁细胞。
一 管胞
（一）定义
管胞是针叶树
针叶树材轴向薄壁组织在横切面上的分布类 型有三种：星散型、切线型、轮界型 （五）轴向薄壁组织在木材利用上的特征 1 削弱木材的物理力学性质； 2 具有挥发性的油类，可蒸提出来作为它用或使 木材具有较高的耐久性。
三 木射线
（一）木射线的组成
针叶树材木射线中包含三种类型的细胞：
1 分泌细胞：分布于木射线中横向树脂道的周围。 2 射线薄壁细胞：针叶树材的射线薄壁细胞与纵行管 胞的径面壁相接的区域称交叉场。交叉场上纹孔的特 征对于针叶树材的显微识别有重要作用。交叉场上纹 孔的类型有五种：