第十章木材的識別與特性

1、第十章 木材的識別與特性一、木材的識別 木材是由許多細(xì)胞組成,由于細(xì)胞大小、形態(tài)、排列各有不同,使木材的構(gòu)造極為復(fù)雜，成為各向異性的材料。按其不同方向切削可形成多種切面。常以切面上特征識別和研究木材，在無數(shù)切面中，有價值的切面有如下3個：1、橫切面：與木材生長方向成垂直切削的切面。木材中平行于木紋方向的細(xì)胞組織在橫切面上均可看到，是識別木材最重要的一個切面。這個面的板材硬度大，耐磨損，但易折斷，難刨削。2、徑切面：延主軸方向與年輪垂直進行切削的面。徑切面收縮小,不易翹曲,木紋挺直,硬度也較好。3、弦切面：與主軸成平行,但不過中心軸的切面。標(biāo)準(zhǔn)弦切面與年輪平行,所以弦切面應(yīng)為曲面,不是平面。木理

2、呈“V”字形可“U”字形,較美觀,但易翹曲變形。其中徑切面與弦切面以統(tǒng)為縱切面。二、木材的各部份（外皮）1、外皮：保護樹木以免火，昆蟲及疾病所侵害。外皮無生機，其厚度隨樹種與樹齡而有不同，樹皮內(nèi)層稱為韌皮層，為有生機物，其細(xì)胞輸送樹葉所造食物供樹枝，樹干及樹根營養(yǎng)之需。形成層為在樹皮與木材間之有生機物，自形成層向內(nèi)產(chǎn)生新木材，向外產(chǎn)生新樹皮2、邊材：為靠近樹木形成層部份的木材，能輸送樹液及貯藏食物以供樹木生長，新近生長，顏色淺淡。邊材較容易受到蟲害、腐朽，有水份通道作用，對液體滲透性較佳，于涂裝作色時易吸色。3、心材：由無生機細(xì)胞構(gòu)成,即由過去邊材有機細(xì)胞老化而成,無生活力,顏色較邊材深。4、

3、木射線（髓線）：木材中與樹軸方向成垂直排列的薄壁細(xì)胞，構(gòu)成“木射線”，同一木射線在三切面上表現(xiàn)不同形態(tài)；在橫切面上呈徑向輻射狀細(xì)線，顯其寬度和長度；徑切面上呈橫向短帶狀，顯其長度和高度；弦切面上呈短線形，顯其寬度和高度。木射線由薄壁細(xì)胞組成，是木材中較脆弱、強度較低之處，且在木材干燥時常沿木射線方向發(fā)生裂紋，降低使用價值。5、年輪：在橫切面上有顏色深淺交替不一、木質(zhì)結(jié)構(gòu)有粗有細(xì)的一圈圈呈同心圓環(huán)型狀，這些圓環(huán)稱為年輪。每一個年輪內(nèi)，靠里面部分是每年春季生長的， 其顏色較淺，組織較松，材質(zhì)較軟，稱為早材（春材）；靠外面的部分是夏季末生長的，顏色較深，組織致密，材質(zhì)較硬，稱晚材（秋材）6、管孔(導(dǎo)

4、管)：在橫切面上，常看到一些大小不同的小孔，在徑向切面和弦切面上，它們呈長短不一溝槽，這些溝槽和小孔叫“管孔”。在一個年輪內(nèi)早材管孔大，呈環(huán)狀排列，故稱環(huán)孔材（2）；有些管孔孔徑粗細(xì)均勻，沒多大差別，均勻分散在年輪中，故稱散孔材（1）7、顏色：木材的顏色稱材色。不同樹種其顏色各不相同；同種木材其顏色不同；如：潔白的云彬，烏木呈黑色。從材色上鑒別時，應(yīng)以干材新切面的顏色為標(biāo)準(zhǔn)。8、光澤：是材面對光線的吸收和反射的結(jié)果。木材光澤與木材構(gòu)造、滲透物、光線照射角度和腐朽等有關(guān)。如經(jīng)打磨不顯光澤，說明巳初期腐朽。9、紋理：木材的年輪、木射線、節(jié)疤在縱橫切面上所形成的紋理，由樹種不同，鋸解位置差異及自然條

5、件形成不同紋理。軟材平淡，硬材豐富多變?？煞种奔y、斜紋和亂紋理三種。直紋理的強度較大，易于加工，斜紋與亂紋難于加工。10、氣味：木材的氣味是因木材中含有樹脂、樹膠、鞣料、芳香油等物質(zhì)。不同樹種有不同氣味，而在伐初期味較濃，隨時間會減弱；木材氣味不但在識別木材方面有一定作用，在利用上也有意義。（如香樟：可防蟲、殺菌）11、重量與硬度：木材的重量與木材的硬度有密切關(guān)系。一般越重，其硬度越大。硬度是指木材抵抗外加壓力不致發(fā)生壓痕的能力。三、木材材制材方法制材視木材用途,外觀及木材安定性而定.普通制材法有下列三種：1、最簡單制材法為鋸割線與木材年輪相切，稱這弦切法。先將圓木最外面鋸去一塊，然后沿木材縱

6、長方向制材。年輪與樹木基部相接而形成“V”字形。髓線呈短線出現(xiàn)。 如此制得木材，其厚度方向膨脹收縮率甚小。2、徑切法：原木先鋸居四塊，然后再分別制成板材。此種是普通方法。年輪與鋸割線成約90度至65度角，此種板材年輪與木理相平行。年輪在木材表面現(xiàn)出，視鋸斷多少不同而呈直線形或“V”字形。髓線較在弦面材中顯著，呈片狀現(xiàn)出木材表面，此種木材沿寬度收縮膨脹較小，亦較弦面材翹曲少3、類似徑切法，與徑切法相近。為對原木年輪作不少于35度或大于65度，通常為45度之鋸割法。年輪呈縱長線出現(xiàn)，髓線亦沿縱長方向現(xiàn)出，且較其他制材方法制成木材上髓線長。四、木才干縮與膨脹1、木材中水分主要是從土壤中吸收的，有的在

7、河流中水運時也吸收一部分水分。存在于木材細(xì)胞腔和細(xì)胞間隙里的水分，叫自由水（毛細(xì)管水、游離水），對木材的容積重、燃燒性、干燥性有影響。另一部分存在于細(xì)胞壁中的水分，叫吸著水（胞壁水、附著水），是影響木材性質(zhì)的主要因素。構(gòu)成細(xì)胞的化學(xué)成分的水，叫化學(xué)結(jié)合水。含量極少，在木材加工時有影響，與性質(zhì)無關(guān)。2、木材含水率是表示木材中含水量的多少，用百分?jǐn)?shù)來表示。（木材含水率與木材材種、部位、濕度有關(guān)，闊葉材比針葉材、邊材比心材、潮濕地區(qū)比干燥地區(qū)、夏季比冬季含水量大）干燥的木材放在潮濕的空氣中，也會不斷吸叫水分，最終達到與周圍的空氣濕度相平衡為止，這時木材的含水率稱為平衡含水率。平衡含水率在木材使用上是

8、值得注意的因素，家具用材的含水率一定要低于當(dāng)?shù)氐钠胶夂?。出口木材一般要求木材含水率低?2%。3、含水率之標(biāo)準(zhǔn)測定絕干法，是將試材置放在換氣良好的干燥爐內(nèi)（100-105）至絕干為止，其含有水分量與絕干量求出。工廠一般使用電阻 型、高周波型、誘電體力率型等幾種測度，常用電阻針刺式。4、纖維飽和點是木材性質(zhì)變化的轉(zhuǎn)折點.纖維飽和點:木材中自由水快蒸發(fā)完時,細(xì)胞壁上的吸著水還處在飽和狀態(tài),這時的含水狀態(tài)叫纖維飽和點,這時的含水率叫纖維飽和點含水率.(纖維飽和點含水率多少,因樹種而異,一般在23%-30%之間)當(dāng)含水率在纖維飽和點之上時,水分的增減對木材性質(zhì)沒有影響,木材不會因水分的增加而膨脹,

9、也不會因水分的減少而收縮,木材的強度不會因含水率的多少而增減.在纖維飽和點以下,木材干燥時,它的體積會縮小,一直到木材中水分為零時,才不再收縮.相反,木材吸濕時,它的體積會增大,一直到纖維飽和點,才不再膨脹.這種現(xiàn)象叫做木材的干燥和濕脹.可用收縮率表示.5、木材干縮率的大小,不但因樹種而異.實驗證明:木材干燥后徑向收縮率為3%-6%,弦向收縮率為6%-12%,縱向收縮僅為0.1%-0.3%.弦向收縮最大,木材濕脹也一樣.一般收縮率要大于濕脹,濕脹會降低木材強度.6、木材的干縮濕脹會給木材產(chǎn)生變形、干裂、內(nèi)應(yīng)力等缺陷。變形：木材干燥后，由于收縮不均勻，徑向、弦向干縮率的差異較大，使木材原來的形狀

10、發(fā)生改變。分兩種： 一種是板面仍保持平直， 只是橫切面形狀發(fā)生變形。一種是板面不是在一個平面上，引起縱向形狀發(fā)生變形。干裂：木材的兩頭端面開始，而且常常沿木射線裂開，是木射線和木纖維之間的結(jié)合比較脆弱，木材弦向收縮率大所致。還有些木材干裂是沿著年輪開裂。內(nèi)應(yīng)力：木材干燥時,由于不均勻的收縮會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。板材鋸開如果立即發(fā)生翹曲變形,說明木材存在內(nèi)應(yīng)力。木材內(nèi)應(yīng)力一般小于分子的結(jié)合力。如果內(nèi)應(yīng)力大于木材分子的結(jié)合力,木材內(nèi)部就會發(fā)生裂隙,叫蜂窩裂。內(nèi)應(yīng)力往往是由于干燥方法不當(dāng)所引起。若干燥方法得當(dāng),可以避免產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力或減小內(nèi)應(yīng)力。7、減小木材干縮濕脹的方法使用徑切板：因為徑向收縮率大約是弦向收縮

11、率的一半，所以下料時應(yīng)盡可能鋸解徑切板，這樣可以減小干縮變形的程度。采用多層膠合板：在膠合板中由于各層單板縱橫交錯排列，互相制約，可使脹縮減小到最低程度，成為一種材性趨向均衡的新材料。高溫干燥：木材經(jīng)高溫干燥后，木材的干縮較小，不易變形，不易吸濕。封閉處理：木材脹縮變形是由于它的吸濕性所引起。（石蠟、硬脂酸等）化學(xué)處理：用化學(xué)物浸漬木材,就會產(chǎn)生一種不溶性的膠體物質(zhì)沾附在木制品上。五、木材的干燥1、木材干燥的目的：防止零部件發(fā)生變形和開裂，延長木器使用壽命，提高和改善木家具零件的力學(xué)性能和加工性能，防止木腐菌的侵蝕，能殺死木材中寄生蟲卵，使木材免受蟲蛀的危害。2、木材干燥的規(guī)律：木材含水率內(nèi)高

12、處低，利于水分蒸發(fā)。木材溫度內(nèi)高外低，利于水分蒸發(fā)。合理降低空氣相對濕度，利于水分蒸發(fā)。適當(dāng)提高氣體循環(huán)速度，可加快木材的干燥速度。消除應(yīng)力變形，提高干燥質(zhì)量3、木材干燥分自然干燥和人工干燥。l 自然干燥： 優(yōu)點：不需要永久性建筑物,也不需要能源和復(fù)雜的機械設(shè)備,工藝技術(shù)簡單,比較經(jīng)濟，易于實施，而且木材收縮率比人工干燥小，內(nèi)應(yīng)力較小，干燥質(zhì)量高。 缺點:干燥程度只能達到當(dāng)?shù)氐钠胶夂?占用場地大,干燥條件不易控制；干燥時間長,干燥期間容易發(fā)生蟲蛀、腐朽、變色，降低木材質(zhì)量，需要建全的安全防火設(shè)備。l 人工干燥： 優(yōu)點:干燥速度快,最終含水率不受地區(qū)、季節(jié)影響,便于機械化和自動化生產(chǎn)。 缺點

13、：工藝復(fù)雜，必須具備一定設(shè)備，成本較高。l 常用干燥方法：煙熏干燥法、蒸氣干燥法、遠紅外線干燥法、真空干燥法。六、木材的缺陷l 木節(jié)：活節(jié)、死節(jié)、漏節(jié)；木節(jié)對加工、結(jié)構(gòu)、涂裝勻有影響。l 變色和腐朽：木材受色菌及腐配菌影響產(chǎn)生。l 蟲害：木材在生長、儲存過程中受昆蟲害而產(chǎn)生的蟲孔。l 裂紋：木材干燥過程中受收縮不均衡，而產(chǎn)生的裂紋。l 彎曲：生長過程環(huán)境影響產(chǎn)生的樹干軸線不在一直線上。影響木材利用率和材質(zhì)。l 其它：尖削、斜紋等。七、適于家具生產(chǎn)木材的要求l 重量適中，材質(zhì)結(jié)構(gòu)細(xì)致，材色悅目，紋理美觀。l 抗彎曲性能良好。l 脹縮性小l 切削性能良好，易加工。l 著色性能、膠接性能、油漆性能良好。l 產(chǎn)量豐富八、木材的利用率1、家具生產(chǎn)中,木材成本占整個家具成本的65%-70%,控制好家具成本首先要控制好木材的利用率.進口材利用率(美國):一般為65%-70%，(參考:橡膠木:70%-75%,OAK、白楊木、楓木：65%-70%）國產(chǎn)材利用率：一般40%2、怎樣提高木材的