木质材料基本知识点Word文件下载.docx
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散孔材溪流状（辐射状），如青冈、椆木属等
花彩状（切线状），如山龙眼等
树枝状（交叉状、鼠李状），如桂花树，鼠李等；
半散孔材（半环孔材），如香樟、黄杞、核桃楸、枫杨等
星散状，如水曲柳、香椿、梧桐，白蜡树、檫树等；
径列（辐射状），如蒙古栎，栓皮栎，短柄枹树等；
环孔材斜列（“人”字形），如黄连木、桉树、刺楸等；
火焰状，如板栗、麻栎、栲属等；
团状，如桑木、榆木等；
波浪状（榆木状），如榆木、榉木等
管孔大小试以弦向直径为准分为五级：
极小：
D<
100μm如木荷、卫矛、黄杨、山杨、樟木、桉树、桦木等；
小：
100μm<
200μm如楠木；
中：
200μm<
300μm如核桃楸、黄桤木等；
大：
300μm<
400μm如檫木、大叶桉等；
极大：
D>
400μm如麻栎、泡桐等
管孔的数目可分为六级：
甚小（如榕树等）、少（如黄檀等）、略少（如核桃）、略多（如穗子榆）、多（如桦木、拟赤杨、毛赤杨等）、甚多（如黄杨木等）。
管孔的内含物主要有侵填体（如檫树、刺槐、山槐、麻栎、石梓等）、树胶和其他沉积物（如楝科、香椿、豆科、蔷薇科、柚木、桃花心木、胭脂木和皂荚等）。
4轴向薄壁组织
根据轴向薄壁组织发达程度，科分为三类：
不发达：
如木荷、枫香、母生、冬青等；
发达：
如香樟、黄桐、枫杨、柿树等；
很发达：
如麻栎、泡桐、梧桐、铁刀木等。
轴向薄壁组织的排列主要有两种，即离管型轴向薄壁组织和傍管型轴向薄壁组织。
星散/聚合状：
如核桃木、木麻黄属等；
独立带状：
如日本血储，蚊母树等；
离管型轮界状：
如枫杨、柚木、黄杞、木兰科树种等；
网状：
如柿树等；
带状：
如黄檀、红花羊蹄甲、榕树等。
稀疏状：
如枫杨、七叶树、胡桃科、樟科等；
冒状：
如枣树；
傍管型环管状：
如合欢、楹树、红楠等；
翼状：
如泡桐、苦楝、合欢、臭椿等；
聚翼状：
如梧桐、铁刀木、无患子、皂荚等。
5木射线
极细：
如松属、柏属、桉树、柳树等
宽度细：
如杉木、樟木、白果、银杏等；
中等：
如冬青、毛八角枫、槭树等；
宽：
如山龙眼、密花树、水青冈、梧桐等；
极宽：
如栎木、椆木等。
矮（H<
2mm）：
如黄杨、桦木等
高度中等（2mm<
H<
10mm）：
如悬铃木、柯楠树等；
高（H>
如桤木、麻栎等
数量：
少（如刺槐、鸭脚木等），中（如樟木、桦木等），多（冬青、黄杨等），甚多（如杜英、子京、七叶树等）。
类型聚合木射线：
如桤木、木麻黄、鹅耳栎等；
宽木射线：
如山龙眼、麻栎、梧桐等
6胞间道
脂道材（有正常树脂道）：
如松属、云杉属、落叶松属、黄杉属、银杉属和油松属；
树胶道有脂材（无正常树脂道但有香气）：
如铁杉、杉木、柏木等；
无脂材（无正常树脂道也无香气）：
如银杏、鸡毛松、竹柏等。
树胶道：
如枫香、山桃仁、木棉、油楠、青皮、柳桉、坡垒等；
因木材辅助宏观特征通常变化较大，只能在宏观识别木材中作为参考，故在此就不进行详细说明。
（2）针、阔叶材的显微构造
A针叶材的显微镜构造
针叶材的显微构造机构主要是指轴向管胞、木射线、轴向薄壁组织和树脂道。
1轴向管胞
早材至晚材的管胞厚度其变化为渐变，如冷杉等；
早材至晚材的管胞厚度其变化为急变，如落叶松等；
管胞壁上的特征：
纹孔，如落叶松、金钱松、水松、雪松、铁杉等；
螺纹加厚：
黄杉属，银杉属、紫杉属、榧属、穗花杉属等。
2木射线
种类单列木射线：
如冷杉、杉木、柏木、红豆杉等；
纺锤形木射线：
如松属、云杉属、落叶松属、银杉属、黄杉属等。
窗格型：
如樟子松、马尾松、华山松等；
松木型：
如白皮松、长叶松、湿地松、火炬松等；
交叉场纹孔云杉型：
如云山属、落叶松属、黄杉属、粗榧属等；
杉木型：
如杉科、冷杉属、崖柏属、油杉属等；
柏木型：
如柏科、雪松属、铁杉属、油杉属等。
3轴向薄壁组织
星散型：
如杉木等；
分类切线型：
如柏木型等；
轮界型：
如铁杉等。
4树脂道
正常树脂道：
松属、落叶松属、黄杉属、云杉属、银杉属、油杉属
受伤树脂道：
如雪松、红杉、冷杉、铁杉和水杉等属
B落叶材的显微构造
阔叶材的组成分子有导管、木纤维、轴向薄壁组织、木射线和阔叶材管胞等，其中导管约占20%，木纤维占50%，木射线占17%，轴向薄壁组织占2-5%。
各类细胞相差悬殊。
1导管
导管分子的形状不一，随树种而异，常见有鼓形、纺锤形、圆柱形和矩形等。
导管大小可分为大、中等、小三类，导管长度则分为长、中等、短三类。
导管在横切面所体现的就是一个个孔道，成为管孔。
管孔的组合分为4类：
单管孔（如栎木等）、复管孔（如桦木、槭木等）、管孔团（如桑树、榆树等）、管孔链（如冬青等）。
导管分子的穿孔科分为两大类，即单穿孔和复穿孔。
其中复穿孔有可分为三类，即梯状穿孔（如枫香、光皮桦等）、网状穿孔（如虎皮楠、双参、杨梅等）、筛状穿孔（如麻黄等）。
梯状纹孔：
如木兰等；
导管壁上纹孔排列形式对列纹孔：
如鹅掌楸等；
互列纹孔：
如杨树，香樟等。
导管壁上有螺纹加厚的树种：
如冬青、槭树、榆属、朴属、黄波罗等；
导管内有内含物的树种：
如北美白橡、芸香科、乌木、苦楝、香椿等。
2木纤维
纤维状管胞是标准的木纤维细胞，常存在于茶科和金缕梅科、冬青等。
韧型纤维夜是存在于阔叶材种的一种木纤维。
分隔木纤维一般见于热带木材，如桃花心木、楝科、女贞、奥古曼和柚木等。
胶质木纤维是一种缺陷，为应拉木的特征之一。
极短：
长度L<
500μm
短：
500μm<
700μm
稍短：
700μm<
900μm
木纤维的长度按照标准可分为中：
900μm<
1600μm
稍长：
1600μm<
2200μm
长：
2200μm<
3000μm
极长：
长度L>
轴向薄壁组织主要包括离管型和傍管型两大类。
轮末状：
如柳属、杨属、槭属、桑属和刺槐属等；
轮始状：
如柚木及胡桃科各属等；
离管型星散状：
如黄杨、枫香、桦木和桉树等；
切线状：
如柿树、枫杨、核桃木等；
带状：
如黄檀、红豆杉、榕树等。
稀疏傍管状：
如木荷、拟赤杨等；
单侧傍管状：
如厚皮香、枣树等：
傍管型环管状：
如梧桐、香樟、梓树、大叶桉等；
翼状：
如泡桐、合欢等；
聚翼状：
如榉树、刺槐、花桐木等。
4木射线
木射线大小是指其宽度与高度，国际上，将阔叶树材木射线分为五类：
射线组织宽1个细胞（如栗属、紫檀属等）、宽1-3列（如榆树和樟木等）、宽4-10列（如朴树和槭木等）、宽11列以上（如栎木、山龙眼、青冈栎等）、射线组织多列部与单列部等宽（如油桃、铁青木、水团花等）。
木射线分类目前最广泛的应用方法是分为同形射线和异型射线。
同形射线同形单列：
如杨属、苦木、丝绵木、海南锥等；
同形单列及多列：
如桦木属、合欢属等
异型单列：
如柳属、千年桐、山乌桕等；
异型多列：
如马桑、密花树等
异型射线异Ⅰ型：
如乌桕、银柴等;
异Ⅱ型：
如杉属、黄杞属、翻白叶属等；
异Ⅲ型：
如香椿、小叶红豆、山核桃等。
同时，木射线中还含有其他特殊构造，如射线叠生组织（主要常见于紫檀属、黄檀属、柿属等）、乳汁管（主要常见于夹竹桃科的盆架树属、桑科的榕属、箭毒木属等）、单宁管（主要常见于肉豆蔻科）、油细胞（主要常见于樟科、木兰科的某些属）、径向树胶道（主要常见于槭树科和橄榄科某些属）。
5管胞
管胞的分类主要分为两种：
环管管胞（如栎木、黄波罗、桉树及龙脑香科等）和导管状管胞两种。
阔叶材的树胶道也分为轴向和径向两种，但两种同时具有的树种极少，仅限于龙脑香科、金缕梅科、豆科等少数树种。
阔叶树材中也有正常、受伤树胶道之分，正常树胶道常见于异翅香、槭树科、橄榄科等所属木材。
受伤树胶道通常见于金缕梅科的枫香和芸香科等所属树种的木材中。
2描述树木的变异情况？
树木的变异情况主要是指组织构造的变异，这种变异包括树种建的变异和树干内的变异，随着生长环境和抚育措施的变动而改变。
（1）树种间的变动
木材的细胞构成其形状、比率、排列状态和尺寸大小等随着树种而异。
针叶树材构造细胞中，管胞和射线薄壁细胞是所有树种都存在的基本细胞，其他种类的细胞根据树种不同而决定其存在与否。
阔叶材构成细胞种类较针叶树材较多，主要组成细胞为木纤维。
阔叶树材射线构成除横卧细胞外，部分树种尚有直立细胞和方形细胞共同组成。
不同树材之间，导管、木纤维、轴向薄壁组织、射线细胞等所占的比例是不同的。
木材组成细胞种类很多，不同树种间细胞大小不同。
这里主要讨论针叶树材的管胞、阔叶树材的导管和木纤维。
针叶材管胞大小可分为长度、直径和壁厚。
管胞长度根据树种而异，再1000-6700μm范围内，弦向直径为15-60μm，壁厚早材为1-3.5μm，晚材为2-8μm。
阔叶材导管和木纤维大小同样分为长度、直径和壁厚等项目。
导管长度再80-1700μm范围内；
直径以弦向计，再15-260μm范围内；
薄厚在1-8μm范围内。
木纤维长度再0.3-2.5μm范围内，壁厚再1-10μm范围内。
（2）树干内的变异
构成树木细胞大小、壁厚即S2层的纤丝角等，通常从髓水平向外（直径）呈有规则的变动。
针叶材管胞长度在近髓部位最短，从髓起向外移动呈急剧增长趋势；
管胞再径向排列整齐，径向直径从髓向外侧逐渐变大；
纤丝角在生长轮内从早材部到晚材部逐渐变小，至15生长轮左右大致一定。
木纤维长度从髓向外侧移动急剧变长。
导管分子平均直径近髓处小，分布密；
从髓向外侧移动时，其直径变大，分布变疏，其后稳定。
树干内的变动不仅包括水平变动还包括垂直变动。
如落叶松树干内管胞长度最长的部分是从树干的胸高附近起至树冠基部为止的区段内分布在树干外侧的部分。
此外，未成熟材再树干内分布大致呈圆筒形，其范围是从髓心起至第20生长轮的内侧，离髓心距离5-8cm以内的部分，而树冠大体被未成熟材所占据。
（3）随生长环境和抚育措施的变动
环境如温度、水、土壤性质、树种不同、地理变动等都影响了树木间的变动。
同时，抚育措施如间伐、打枝和施肥等也对树木的变动起了很大的作用。
3.描述木材三要素的化学组成、分子结构、化学性质及其特性？
木材的主要化学成分是构成木材细胞壁和胞间层的物质，有纤维素、半纤维素和木质素三种高分子化合物组成。
（1）纤维素
纤维素以微纤维的形态存在于细胞壁中，有较高的结晶度，使植物具有较高的强度，因此又称为骨架物质。
纤维素是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。
纤维素的元素组成为C元素（约占44.44%），H元素（约占6.17%），O元素（约占49.39%），化学实验式为（C6H10O5）n，n一般在7000-15000之间。
因纤维素C2、C3、C6源自上的羟基均为醇羟基，纤维素具有多元醇的反应性能，形成各种衍生物和其他产物，包括降解反应（纤维素的水解、碱性降解、氧化降解、热解、光解等），酯化反应，醚化反应，置换反应，接枝共聚等。
（2）半纤维素
半纤维素是无定形物质，分布在微纤维之中，称为填充物质。
半纤维素是两种火两种以上单糖组成的不均一聚糖，分子量较低，聚合度小，大多带支链。
它是一类复合聚糖的总称，原料不同，复合聚糖是组分也不同，组成半纤维素的糖基主要有D-木糖基、D-甘露糖基、D-葡萄糖基、D-半乳糖基、L-阿拉伯糖基等。
半纤维素再天然状态为无定形物，聚合物低，可反应基团多，化学活性强，所以化学反应复杂，副反应多，且反应速度快。
半纤维素的苷键在酸性介质中被裂开而使半纤维素发生降解，在碱性介质中，半纤维素夜可发生剥皮反应和碱性水解。
半纤维素的羟基可发生酯化反应和醚化反应，形成多种衍生物，也可发生接枝共聚反应，制备各类聚合高分子材料。
半纤维素对木材材性和加工利用影响很大。
半纤维素在细胞壁中起到粘结作用，其变化和损失不但降低了木材的韧性，而且也使抗弯强度、硬度和耐磨性降低。
半纤维素中亲水性基团是使木材产生吸湿膨胀，变形开裂的因素之一。
但是同时某些多糖又能发生聚合反应生成不溶于水的聚合物，因而可降低木材的吸湿性，减少木材的膨胀与收缩。
半纤维素是木材呈现弱酸性的主要原因之一。
半纤维素可导致长期使用的干燥窑的墙壁和干燥设备出现腐蚀现象。
同时，半纤维素对纤维板的生产工艺的影响甚大。
（3）木质素
木质素一般认为是无定形物质，包围在微纤维、毫纤维等之间，是纤维和纤维之间形成胞间层的主要物质，称为结壳物质。
木质素的结构是一种物质的结构模型，是按测定结果平均出来的假定分子结构。
木质素的基本结构单元是苯丙烷，苯丙烷上有甲氧基。
苯丙烷共有三种基本结构即愈疮木基结构、紫丁香基机构和对羟基结构。
木质素结构中没有不对称C，故没有光学活性，但有些木质素有中芳香族性质，木质素的燃烧值是比较高的，原本木质素不溶于任何溶剂。
原本木质素和大多分离木质素是一种热塑性高分子物质，无确定的熔点，具有较高的玻璃态转化温度（Tg）或转化点。
木质素分子结构中存在这芳香基、酚酞基、醇羟基、羰基、甲氧基、羧基和共轭双键等活性基团，可以进行氧化、还原、水解、纯解、光解、酰化、磺化、烷基化、卤化、硝化、缩合和接枝共聚等化学反应。
特别要指出的是木质素具有显色反应，即摩尔氏反应。
此反应可用于鉴别针叶树材和阔叶树材。
由于组成针叶材和阔叶材的木质素基本结构单元不同，针叶材显黄色或黄褐色，阔叶材则显红色或紫红色。
4.描述木材的导电机理？
木材的化学结构组成决定了木材几乎不含有导电性良好的自由电子，因此木材导电性能弱，但是木材在电场的作用下能够产生微弱的电离现象，通常认为这是由离子的移动所引起的，而不是电子。
在直接电场中，木材所表现的极化现象正好具有离子电离现象的典型特征，它表明，离子在木材中的定向移动对直流电场下木材的电导起到了重要的作用。
木材中存在的离子可分为两类，一类是被吸附在胶束表明离子基上的束缚离子；
另一类是处于自由状态，在受到外部电场作用时能够迁移电荷的自由离子。
木材的电导主要是靠自由离子进行的，一般是在细胞壁的非结晶区发生。
木材含水率在0-20%的范围内，影响电导机理的主要因子是木材中的自由离子浓度，即载流子的数目：
在更高的含水率范围，被吸附着的素服离子的解离度很高，离子迁移率上升为决定电导的主要因子。
总之，木材的电导依存于其内部离子的存在，当外部提供的能量Q大于木材内部离子的活化能（解离能和迁移能）时，离子被激活，木材即产生微弱的电离现象。
5.描述木材的交流电性质（介电性质）？
木材的交流电性质即介电性质，只泛指木材在各种频率的交流电场作用下所呈现的各种特性，主要包括木材的介电性质参数（介电常数，损耗角正切，介电损耗因素等）和交流电阻率或电导率的变化规律及其影响因素。
低频交流电作用下木材的电热效应在很多方面与直流电情况呈现相同特性。
高频下，木材则会出现极化现象和表现出介电性。
绝干木材属于极性介电体。
随着含水率的上升，木材中离子的迁移率增大，木材表现出越明显的导电性，但介电性并不随之发生明显的变化。
木材的介电性主要由介电系数ε和损耗角正切tanδ表示。
木材的介电常数ε=C/C0，ε越小，电绝缘性越好，影响木材介电系数的因数很多，主要包括木材含水率、密度、木材的树种、纹理方向、电流频率以及电场方向等。
介电损耗因数试与能量损失成正比的值，数值上等于介电系数与损耗角正切的乘积。
木材作为介电材料时，希望介电损耗尽量小。
但是当高频加热胶合木材时，希望介电损耗大，功率因数高，发热量大，使得木材的加热和胶合效果好。
它主要影响因素有木材含水率，密度，纹理方向和电流频率等。
木材的介电性在木材工业中应用广泛，主要有交流介电式分水仪、木材及木质品的高频热固化胶合工艺、高频干燥技术、木材的弯曲成型加工技术和纤维板的定向铺装工艺等方面。
6.描述木材的物理参数与木材之间的关系？
木材的热物理参数主要包括木材的比热C、导热系数λ和导温系数α。
（1）木材的比热C
木材的比热C就是单位量的某种物质温度变化1°
C所吸收或者放出的热量，用式子表示为：
C=Q/△θm（其中Q为吸收或放出的热量）
木材的比热C与树种、木材密度、木材在树干中的部位等因子无关，但与温度、木材含水率等因子有关。
（2）木材导热系数λ
导热系数λ是指以在物体两个平行的相对面之间的距离为单位，温度差恒定为1°
C时，单位时间内通过单位面积的热量。
即λ=Qd/At（θ2-θ1）
木材导热系数λ的影响因子有：
1
木材密度：
ρ↑，λ↑;
↓
2木材含水率：
W↑，λ↑;
3温度：
t↑，λ↑;
4热流方向：
同树种而言，顺纹方向大于横纹方向，径向大于弦向。
（3）导温系数α
导温系数与材料的导热系数成正比，与材料的热容量成反比，即α=λ/Cρ
木材的导温系数在一定程度上也受到木材密度、含水量、温度和热流方向等因子的影响。
ρ↑，α↓；
W↑，α↓；
3温度的影响：
t↑，α↓；
顺纹方向大于横纹方向，径向大于弦向。
7.概述灌木资源材料？
灌木是无明显直立主干的木本植物，通常于基部分枝，成丛生，有时虽有主干，也较矮，树高均在3米以下，按照不同的依据去区别灌木类资源材料，它可分为多种灌木。
由于生态环境不同，灌木具有不同的生物生态学特性，灌木会因此周围环境的不同，而生长出不同的枝叶，从而适应周围变化的环境，促进灌木自身生长。
灌木虽没有其他木本植物一样的直立主干，但是其的经济价值也不小，好多灌木兼有多种用途，一般地，灌木可用于薪炭、工艺、观赏、饲料、香料、药用，造纸以及染料等多个方面。
与此同时，灌木在整个大自然当中所起的生态作用也是不可泯灭的。
灌木丛可改变光和热的再分配，一直喜光植物的扩展。
灌木深广的根系同时抑制了杂草的侵入。
在灌木遮阴的影响下创造出更适合于苔藓类、微生物和土壤动物的繁殖环境，再加上枯枝落叶较多，从而改变了其他植物的定居条件。
因此灌木丛具有多种作用，如固沙和保持水土作用，对降水分配的影响作用，对乔木辅助作用，改善土壤的性质，总之，灌木丛具有改善和美化环境。
8.综述木材声学性能品质评价？
木材声学性能品质评价，可归结为三个大方面：
对振动频率的评价、有关音色的振动性能的品质评价和对发音效果的稳定性的评价。
（1）对振动频率的评价
振动效率即木材能把从弦振动所获得的能量，大部分转变为声辐射到空气中去，而损耗于木材内的摩擦等因素的能量应尽量小，使发出的声音具有较大的音量和足够的持久性。
从声辐射阻尼角度来看，动弹性模量E↑,ρ↓,振动效率↑。
从振动效率角度来看，（E/ρ3）0.5↑,E/ρ↑且tanδ↓,tanδ/E0.5↓,（Eρ）0.5↓,Q效率转换↑。
从木材本身考虑：
纤丝角↓，效率↑，纤维素结晶度↑等。
（2）有关音色的振动性能的品质评价
从音乐声学的观点，针对音色问题应该分析振动的频率特性，即分析在频率轴上基频与各高次谐频的幅值分布，以及在工作频率范围内的连续频谱。
从人体生理学的观点来看，人耳的等响度曲线特性对低、中频段听觉比较迟钝，对高频段听觉非常敏锐。
综合研究表明，可用动弹性模量E和动态刚性某两G之比E/G这个参数来表达频谱特性的曲线的“包络线”特性，E/G值越高，其音色也越好。
参数E、ρ与余音的长短，发音的敏锐程度等听觉心理度量有关，而E/G则与乐音的自然程度、旋律的突出性、音色的深厚程度等听觉心理量有关。
同时相关研究表明：
木材结晶度↑，纤丝角↓→E/G↑，即音色效果好。
（3）对发音效果的稳定性的评价
以木材为音板的乐器，其发音效果的稳定性主要取决于木材的抗吸湿能力和尺寸稳定性。
空气湿度的变化会引起木材含水量的变化，引起木材声学性质参数的改变而导致乐器发音效果不稳定：
特别是如果含水率W↑↑，则E↓，tanδ↑及尺寸变化产生的内应力等原因导致乐器音量降低，音色也受到严重的影响。
可对木材进行处理，如采用甲醛化处理和水杨醇化处理，水杨醇—甲醛化等方法处理木材，不但可以提高发音稳定性，而且提高了声学性能品质。
9.概述藤木类资源材料的生活习性及其结构性能？
藤（又称棕榈藤）类植物是世界植物资源和森林资源的重要组成部分。
藤（棕榈藤）是一种多年生攀缘经济植物，具有很强的萌檗力，栽植后每隔5-8年彩割一次，经营周期长达40-50年，棕榈藤具有庞大的藤冠系统，有良好的水土保持作用。
棕榈藤属于世界热带分布植物种群，主要分布在热带和南亚热带地区，其现代分布中心为东南亚地区，扩展分布至中南半岛的东部和大洋洲的东北部，延伸分布至西非热带地区。
棕榈藤茎是棕榈藤主要的木质部利用部位。
棕榈藤茎外围表皮及皮层，其内为中柱，主要是由基本组织及维管束构成。
棕榈藤的去鞘藤茎（藤条）表皮乳白色，柔韧，抗拉强度大，是制作家具的优良材料，也可制作手杖，登山杖、马球棒、棒球及其曲棍球棒，伞柄等。
棕榈藤才的抗拉强度约比抗压强度大10倍，同时藤材柔韧，具有较大的塑性变形，曾有研究人员试图将其用于建筑构件，但实验表明，藤材和混凝土之间的黏着力低，藤筋混凝土常因斜向破坏。
10.描述竹子结构、材性及利用？
竹子的植物新盖主要包括地下茎、枝、叶和箨、花和果实几大部分。
其中地下茎即竹秆的地下茎和根状茎。
根据竹子地下茎的形态特征，可分为单轴型、复轴型和合轴型三种类型。
竹秆是竹子的主体，分为秆柄、秆基、秆茎三部分。
秆柄是竹秆是最下的部分，通常是实心，秆基位于竹秆下部，
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