森工概論(木材科學與工程部分)上

1、大家好森工概論森工概論木材科學與工程部分大家好森工概論（木材科學與工程）課程簡介森工概論（木材科學與工程）課程簡介1.森工概論（木材加工部分）的教學目的 2.森工概論木材加工部分的教學基本要求 本課程的教學環(huán)節(jié)包括課堂講授、參觀和綜合實習。通過本課程各個環(huán)節(jié)的教學，重點培養(yǎng)學生自學、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。 2.1森工概論木材加工部分的課堂講授：10學時 2.2 參觀實驗室 2學時 2.3 綜合實習（4學時）（地點：宜家、好美家、萬家燈火、居然之家等） 通過綜合實習，要求學生利用所學的知識，寫出一篇實習報告，內(nèi)容包括家具結(jié)構(gòu)圖（示意圖也可）、家具部件的名稱和所用材料、家具所用各種材

2、料的市場價格、家具的成本核算和家具的實際售價，從而掌握和了解家具行業(yè)的經(jīng)營管理的基本狀況，為后續(xù)管理方面專業(yè)課程的學習課奠定基礎。 3. 成績理論考試（70）實習報告（30）1.對木材加工行業(yè)有一個相對全面的了解2.掌握基本概念和原理3.提高分析和解決問題的能力大家好緒緒 論論.概念概念 森工概論：森工概論：把木材機械加工和林產(chǎn)化學利用的內(nèi)容概括在一起，從宏觀的角度闡明林產(chǎn)工業(yè)和林產(chǎn)品生產(chǎn)的基本知識和基本概念；在較短的時間內(nèi)從整體上把握林產(chǎn)品生產(chǎn)過程、發(fā)展和變化規(guī)律，以及各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的內(nèi)在聯(lián)系，以便有效地實施技術和管理。. 木材科學與工程講授的內(nèi)容：木材科學與工程講授的內(nèi)容： 包括： 木材

3、學、制材學、木材干燥學、人造板生產(chǎn)工藝學、人造板表面裝飾、膠粘劑和木制品生產(chǎn)工藝學。.木材來源：（來源于森林）木材來源：（來源于森林） 森林的變遷：據(jù)研究分析，最初地球上有75億公頃(23的陸地)，由于自然條件的變化和人類社會的發(fā)展，使森林的面積不斷減少，特別是人類的開發(fā)和利用，到19世紀60年代，森林面積已經(jīng)減少列55億公頃、再經(jīng)100年，到20世紀50年代，減少到38億公頃，而且分布極不均勻。例如，沙漠、草原等。 提一個問題：草原為什么沒有樹提一個問題：草原為什么沒有樹? 有有句話，請人家體會：句話，請人家體會： “凡屬天然資源中最多而又普遍存在的東西， 往往是生活不可缺少的東西,但卻不為

4、人們所珍惜?！贝蠹液镁w緒 論論 衡量森林資源的幾項指標以及我國的情況： （1）森林面積：我國是第五位 國家（順序） 俄羅斯 加拿大 巴西 美國 中國 森林面積（萬公頃） 68760 42042 33500 29800 26329 我國除香港、澳門、臺灣地區(qū)外，我國人工林面積為：4666.7萬公頃，居世界首位。 （2）木材蓄積量 我國是第七位 國家（主要大國） 俄羅斯 巴西 加拿大 美國 中國 森林面積（億立方米） 859 584 230 202 112.7 從以上兩項指標來看，我國是森林資源大國； (3)森林覆蓋率有林地面積國土面積 960、1260【陸地（960）+河流和領海（3738）+大

5、陸架和專屬經(jīng)濟開發(fā)區(qū)（300）+多金屬結(jié)核礦（15）】 據(jù)研究，一個國家森林覆蓋率在30以上時，才能保持水土，減少自然災害，改善環(huán)境條件等，保障農(nóng)業(yè)豐收。 1993年我國的森林覆蓋率13.92； 1995年我國的森林覆蓋率13.98 ； 2004年我國的森林覆蓋率為16.55； 2008年我國的森林覆蓋率為20.36。 請同學考慮：如果以這樣的速度，我國何時才能達到30的森林覆蓋率? 世界平均森林覆蓋率為：27%大家好緒緒 論論 (4)人均占有率： 1988年人均占有率9.3立方米； 1993年人均占有率8立方米； 1998年人均占有率8.3立方米； 2003年人均占有率9.048立方米；我國

6、人均年消耗木材0.22立方米，而目前世界人均年消耗木材0.65立方米，發(fā)達國家為1.16立方米。 從以上四個方面來看，我國是森林資源大國，但又相對貧乏從以上四個方面來看，我國是森林資源大國，但又相對貧乏。 解決木材資源緊張的方法： a進口 每年木材缺口大約5000萬立方米 b發(fā)展替代材料：農(nóng)作物的秸稈、塑料、竹材 c充分利用現(xiàn)有木材資源 加工剩余物：600萬立方米 采伐剩余物：760萬立方米 樹皮：450萬立方米 d大力發(fā)展人丁速生豐產(chǎn)林： 經(jīng)濟林、生態(tài)林、工業(yè)用材林 整個計劃是從1990年2020年，共計30年，在全國要營造3億畝工業(yè)用材林(2000萬公頃)，成材后，每年可開采1500萬畝，

7、每年提供木材1億立方米。大家好 1.1.木木 材材 學學1.1木材學概念：木材學概念：是以木材為研究對象的材料科學，屬基礎科學；換言之，木材學是研究木質(zhì)原料的科學，它研究的范圍包括木材結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、缺陷及性能改良的理論。1.2木材的構(gòu)造木材的構(gòu)造1.2.1樹木的構(gòu)成（1）樹冠：樹枝和樹葉，占全樹的525； 作用：二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣 無機物轉(zhuǎn)化為有機物； 利用：樹葉可作飼料、提取化學成分原料； 粗枝可作薪炭材、人造板和造紙；（2）樹根：主根、須根；占全樹的525； 作用：具有吸收和固定作用； 利用：根藝和根雕，薪炭材和提取化學成分的原料；（3）樹干：占全樹的5090； 作用：具有支撐和通道作用；

8、利用：具有重要使用價值，是木材主要來源； 樹冠樹冠樹根樹根樹干樹干大家好1.1.木材學木材學1.2.2樹干的構(gòu)造 樹干的主要組成部分(4個)：樹皮、形成層、木質(zhì)部、髓心。木材是由各種不同的細胞組成，其形狀、大小、組織排列各不相同，而且在木材的各個方向上所呈現(xiàn)的組織形態(tài)也是不同的。1.2.3.木材的三個切面 要了解木材構(gòu)造和性質(zhì)，就必須從木材的不同方向上進行觀察和分析，引入切面的概念， 橫切面：橫切面：與樹干軸或木紋相垂直的鋸切面，稱為橫切面； 徑切面：徑切面：通過髓心或與樹干直徑方向一致的鋸切面，稱為徑切面； 弦切面：弦切面：沿著樹干的長軸方向，與樹干直徑相垂直的鋸切面； 橫切面 徑切面 弦切

9、面 橫切面 大家好大家好1.3.木材的宏觀構(gòu)造 木材的宏觀構(gòu)造：木材的宏觀構(gòu)造：用肉眼或放大鏡能看到的木材構(gòu)造和外部特征，稱之為木材的宏觀構(gòu)造。（1）年輪（生長輪）、早材、晚材 年輪（生長輪）：年輪（生長輪）：每個生長周期所形成的木材，圍繞著髓心構(gòu)成的同心圓，稱之為生長輪；在溫帶和寒帶樹木一年僅有一個的生長期，故生長輪也稱為年輪。 提出問題：木材是歷史記憶的活化石提出問題：木材是歷史記憶的活化石 早材：早材：通常生長季節(jié)早期形成的木材，細胞分裂速度快，體積大，胞壁薄，材質(zhì)較松軟，材色淺，稱為早材。 晚材：晚材：通常生長季節(jié)后期營養(yǎng)物質(zhì)的流動減弱，形成層細胞活動逐漸減低，細胞分裂速度也減慢，于是

10、形成了腔小壁厚的細胞，而且木材的顏色深、組織較致密，稱為晚材。(2)邊材、心材 邊材：邊材：有許多樹種的木材，靠近樹皮的部分，材色較淺，水分 較多，稱為邊材。 心材：心材：在髓心周圍部分，材色較深，水分含量較少，稱為心材。邊材邊材心材心材早材早材晚材晚材年輪年輪大家好(3)導管 導管：導管：是絕大多數(shù)闊葉材所具有的輸導組織，在橫切面上導管呈孔穴狀，叫管孔。 是區(qū)別針葉材和闊葉材的重要特征之一。(4)木射線 木射線：木射線：在橫切面上有顏色較淺，從髓心向樹皮呈輻射狀排列的細胞，叫髓射線； 在木質(zhì)部的髓射線叫木射線。(5)胞間道 胞間道：胞間道：系分泌細胞圍繞而成的長形胞間空隙，并非胞腔連接成的管

11、道。 貯藏樹脂的叫樹脂道(屬針葉材)；貯藏樹膠的叫樹膠道(屬闊葉材)。胞間道有軸向和徑向兩種。(6)軸向薄壁組織 軸向胞壁組織：軸向胞壁組織：是指形成層紡錘形原始細胞所形成的薄壁細胞。沿樹軸方向排列，在橫切面上看，材色比較淺， 用水潤濕后更為明顯。(7)其它特征 木材顏色、木材氣味、木材紋理、木材結(jié)構(gòu)、木材花紋。大家好1.4木材微觀構(gòu)造 木材微觀構(gòu)造：用顯微鏡或電子顯微鏡能看到木材的微觀構(gòu)造和特征，稱之為木材的微觀構(gòu)造。1.4.1木材細胞壁的結(jié)構(gòu) 木材是由各種不同的細胞組成的，是組成木材的基本單元。 細胞的演變： 生活的細胞：細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核 死亡的細胞：細胞壁、細胞腔1.4.2

12、木材細胞壁的結(jié)構(gòu)特征 細胞壁是木材中的主要部分，占木材總量的90以上，各種細胞壁的組成也是基本一樣的，都是由三類物質(zhì)組成：骨架物質(zhì)(纖維素)、基體物質(zhì)(半纖維素)和結(jié)殼物質(zhì)(木素)。 纖維素分子鏈(大約40根) 基本纖絲(不定長度、直徑為3.55.0nm) 微纖絲(基本纖絲聚集成束) 纖絲(纖絲聚集成) 薄層(粗纖絲相互接) 細胞壁 在基本纖絲中含有結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)(無定形區(qū))。 結(jié)晶區(qū)結(jié)晶區(qū)：在基本纖絲中，纖維素分子鏈平行排列的段落。 非結(jié)晶區(qū)非結(jié)晶區(qū)：在基本纖絲中，纖維素分子鏈非平行排列的段落。非結(jié)晶區(qū)非結(jié)晶區(qū)結(jié)晶區(qū)結(jié)晶區(qū)大家好1.4.3壁層結(jié)構(gòu) 木材細胞壁，根據(jù)其形成的階段可分為初生壁和

13、次生壁。通過偏光顯微鏡觀察，細胞壁的次生壁又可分為三層，由外向內(nèi)分別為：外層(S1)、中層(S2)和內(nèi)層(S3)。 細胞壁各層的特點介紹如下： 初生壁：細胞從分裂到增大，最初形成的；基本纖絲 呈無定向松散交織的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；壁層厚度1。 Sl：很薄，大約為26層；厚度大約為1022； 基本纖絲與細胞主軸夾角約為500700； S2：較厚，大約為3040層；厚度大約為7090； 基本纖絲與細胞主軸夾角約為100300； S3：很薄，大約為06層；厚度大約為28； 基本纖絲與細胞主軸夾角約為600 900。 由上面的分析可知：木材細胞壁是一種結(jié)構(gòu)較為復雜的物質(zhì)，它是由許多在結(jié)構(gòu)上和化學性質(zhì)上都不相同的

14、層次組成的。大家好1.4.4細胞壁上的特征紋孔 紋孔：木材細胞壁加厚，產(chǎn)生次生壁時，初生壁未被加厚的部分，在立木中是相鄰細胞間水分和養(yǎng)料的通道；在木材干燥和防腐、防火劑的浸注以及制漿等加工工藝都與紋孔的滲透性有關。1.5針葉材的微觀構(gòu)造 主要由縱向(管胞、木薄壁組織、樹脂道)和橫向(木射線、樹脂道)的細胞構(gòu)成，其中管胞占90以上。1.6闊葉材的微觀構(gòu)造 主要由縱向(導管、木薄壁組織、樹膠道、木纖維、管胞)和橫向(木射線、樹膠道)的細胞構(gòu)成，其中木纖維占50以上。大家好1.7木材性質(zhì)1.7.1木材的物理性質(zhì)(1)木材中的水分 按照水分存在的狀態(tài)的不同，可將木材中的水分分為三種狀態(tài)： 自由水：自由

15、水：存在于細胞腔和細胞間隙中的水； 吸著水：吸著水：存在于細胞壁中及吸附于細胞壁上的水； 結(jié)合水：結(jié)合水：構(gòu)成細胞化學成分的水。(2)木材的含水率 木材的含水率：木材的含水率：表示木材含有水分的多少。 在木材科學和工業(yè)生產(chǎn)中，木材的含水率通常以絕對含水率表示。 木材絕干重木材濕重木材絕干重絕對含水率100木材濕重木材濕重木材絕干重相對含水率100大家好(3)纖維飽和點纖維飽和點：纖維飽和點： 表述1：在木材中的自由水完全消失，而木材中的吸著水開始蒸發(fā)，此時木材的含水率稱為纖維飽和點； 表述2：在木材干燥過程中，當毛細管中吸收的水完全蒸發(fā)掉，而細胞壁中為固體溶液所束縛的水開始逸散，木材的性質(zhì)才開

16、始發(fā)生顯著的變化（如木材強度開始增加、尺寸的收縮、電阻率的迅速增加等），此時木材的含水率稱為纖維飽和點。(4)木材的平衡含水率 木材的平衡含水率木材的平衡含水率：木材中的水分隨著周圍環(huán)境的相對濕度和溫度的變化而變化，當從木材中散失到環(huán)境中的水分的量與從環(huán)境中進入木材中的水分的量相等時，木材的含水率稱為平衡含水率。 地區(qū)不同、季節(jié)不同，平衡含水率也不同。存在著解吸和吸著現(xiàn)象。 介紹平衡含水率在實際中的作用。介紹平衡含水率在實際中的作用。大家好（5）木材的干縮與濕脹 （a）木材的含水率在纖維飽和點以上時，木材中水分的增減，僅僅改變細胞腔內(nèi)的水分，與細胞壁無關，故只影響木材的重量，不影響木材的體積；

17、 （b）當木材的含水率在纖維飽和點以下時，水分的進出到細胞壁的非結(jié)晶區(qū)內(nèi)和結(jié)晶區(qū)表面，使分子鏈之間的相對距離增加，從宏觀層面上講，木材膨脹了；當木材含有的水分的減少，分子鏈之間的相對距離也相對減小，木材的體積也相對減少，水分減少到零時，木材的干縮達到最大值；反之木材吸收水分而膨脹至纖維飽和點時，膨脹達到最大值。 干縮濕脹的原因：細胞壁內(nèi)微纖絲之間的距離發(fā)生變化。 正常材的干縮率： 縱向：0.10.2 徑向：36 弦向：612 各項異性的宏觀表現(xiàn)：干縮濕脹率 力學強度 水分進出的難易程度 簡單介紹原因：木射線的抑制作用，早晚材、徑面壁的紋孔較多、單位尺寸中所含的胞間物質(zhì)的多少。大家好1.7.2木

18、材的重量 木材的重量有兩種表示方法，實質(zhì)比重和木材密度。(1) 木材密度：單位體積的木材重量。 木材密度有幾種表示方法，包括基本密度、生材密度、氣干材密度、絕干材密度。其中基本密度是最為常用的。(為什么為什么?) 單位：克厘米3(gcm3)或公斤米3 (kgm3) (2) 實質(zhì)比重：無空隙的木材重量與同體積水之比；實際上實質(zhì)比重是細胞壁的比重：所有木材的實質(zhì)比重幾乎都相同，1.491.57，平均1.54。 知識介紹：知識介紹：輕木的比重：0.2gcm3； 哥倫比亞產(chǎn)的一種木材，其比重僅為0.03940.058gcm3，是世界上以發(fā)現(xiàn)的最輕的木材； 愈瘡木的比重1.3 gcm3。 工業(yè)中，常用木

19、材的比重一般在0.30.8gcm3。1.7.3木材的導電性、導熱性及其它性能 木材是多孔性材料，結(jié)構(gòu)決定了其導電、導熱性能都較差，是一種較好的建筑及裝修材料。但是，受含水率的影響較大。木材纖維是不導電的。 水的傳熱比空氣快22倍（說明含水率對木材的導電導熱性能的影響） 簡單介紹在生活中的應用：工具把、炊具把等，雨天的避雨、濕木材的觸電等 提一個問題：溫度和熱量兩個基本概念的比較？ 聲學性能：簡單介紹共振及在樂器上的應用。大家好1.7.4木材的力學性質(zhì) 基本概念 (1)應力：當木材受到外力作用下，單位面積上產(chǎn)生的內(nèi)力。 (2)應變：在單位長度上產(chǎn)生的變形。 以應力為縱坐標，應變?yōu)闄M坐標來表示應力

20、和應變的關系曲線稱為應力一應變圖。木材的應力和應變隨外力的增加而增加。在一定的力的范圍內(nèi)，應力和應變呈直線關系，當解除外力，變形即可恢復，此種現(xiàn)象稱為木材的彈性：當力增加到某一數(shù)值以后，應力和應變的線型關系被打破而呈曲線關系，這時除去外力，木材不能完全恢復變形，這種弦向稱為塑性變形。 (3)木材蠕變：在一定的應力作用下，木材會慢慢地發(fā)生變形，隨著時間的延續(xù)，形變逐漸增大，最后使木材破壞； (4)應力松弛：在一定的應力作用下使木材發(fā)生形變，隨著時間的延續(xù)，保持這種形變所需的應力逐漸減小，直至應力為零。1.7.5木材各項力學強度 (1)抗拉強度： 順紋抗拉強度：120150MPa 橫紋抗拉強度是順

21、紋抗拉強度的110140 (2)抗壓強度：施加外力，使木材壓縮，在不被破壞的情況下，單位面積所能承受外力，可分為橫向和縱向。 在實際生活中，使用較多的是順紋抗壓強度，其數(shù)值：2575 MPa 平均值45 MPa。 生活中實例：礦柱、房柱等。 (3) 抗彎強度： 抗彎強度的平均值：90 MPa； (4) 剪切強度 (5)彈性模量 (6)木材硬度大家好森工概論森工概論木材科學與技術木材科學與技術（制材木材干燥）（制材木材干燥）大家好2 制材學制材學2.1簡單介紹基本概念(1)制材：就是把原木制成板材和方材， 其產(chǎn)品為鋸材和枕木。(2)徑切板徑切板：沿木材半徑方向鋸割的板材，在板材的端面的中線與年輪

22、的交點處作年輪的切線，切線與寬材面（或端面的中線）的夾角大于600，即為徑切板；(3)弦切板：弦切板：沿木材弦向鋸割的板材，在板材的端面的中線與年輪的交點處作年輪的切線，切線與寬材面（或端面的中線）的夾角小于300，即為弦切板；(4)出材率：出材率：是指原木鋸割后，獲得鋸材和枕木材積與耗用原木材積的百分比。(5)鋸材的分類 板材：板材：鋸材的寬厚比大于3倍的鋸材，稱之為板材。 方材：方材：鋸材的寬厚比小于3的鋸材，稱之為方材。 薄板：板材的厚度為12、15、18mm和21mm時的板材； 中板：板材的厚度為25mm和30mm時的板材； 厚板：板材的厚度為40mm、50mm和60mm時的板材。 提

23、一個問題：木質(zhì)枕木的優(yōu)點？提一個問題：木質(zhì)枕木的優(yōu)點？大家好3 木材干燥學木材干燥學大家好3.3木材干燥方式 綜合分析現(xiàn)有的木材干燥的方式，大致可以分為普通和特種干燥兩種。3.3.1普通干燥方式 方式一：自然干燥(大氣干燥)概念：概念：自然干燥是按照一定的方式，把木材堆積在空曠的場地或柵內(nèi)， 以大氣作為傳熱、傳濕的介質(zhì)，利用太陽的輻射熱量，使木材內(nèi)的水分逐漸蒸發(fā)，達到干燥的目的。 優(yōu)點：(1)設備投入少或沒有； (2)節(jié)約能源； (3)干燥費用相對較低； (4)干燥質(zhì)量好。 缺點：(1)干燥周期長； (2)占用場地面積大； (3)木材容易變色； (4)受自然條件限制，最終含水率僅能達到當?shù)丨h(huán)境

24、條件下的平衡含水率。大家好 方式二：室干（窯干）方式二：室干（窯干） 概念：概念：是指把木材裝入特定的建筑物或金屬容器內(nèi)，由人工控制內(nèi)部環(huán)境的溫度、相對濕度、氣流循環(huán)的方向和速度，使木材在相對較短的時間內(nèi)，達到要求的含水率，是一種快速的干燥方法。 室干是木材干燥的主要形式，較為普遍的木材干燥方法。又可分為如下幾種： 低溫干燥：低溫干燥：干燥介質(zhì)溫度在60左右，干燥介質(zhì)為熱空氣。 優(yōu)點：干燥質(zhì)量較好：設備資金投入少： 缺點：干燥周期相對較長； 常規(guī)干燥：常規(guī)干燥：干燥介質(zhì)溫度在100以下，干燥介質(zhì)為熱空氣。 優(yōu)點：（1）干燥周期短，干燥薄板僅需十幾或幾十個小時即可完成； （2）適應性強，各種木材

25、均可干燥，只要改變干燥工藝參數(shù)(溫度、 相對濕度、氣流方向和速度)，就可以適應不同厚度、不同材種的板材； （3）技術簡單，易推廣； （4）干燥質(zhì)量好： （5）可實現(xiàn)自動控制，在大規(guī)模生產(chǎn)中，可利用計算機對干燥過程實現(xiàn)自動控制。 缺點：在干燥室放汽時，濕空氣帶走大量的熱量，增加能源的消耗。高溫干燥：高溫干燥：干燥介質(zhì)溫度在100以上，多在106113之間，干燥介質(zhì)為熱空氣。 優(yōu)點：干燥周期短； 缺點：（1）干燥質(zhì)量相對較差； （2）設備資金投入大； （3）危險性大。 大家好3.3.23.3.2特種干燥特種干燥(1)除濕干燥除濕干燥 設備：除濕干燥機 原理：原理：在木材干燥過程中，木材內(nèi)的水分不斷

26、溢散到環(huán)境中，使干燥室內(nèi)的介質(zhì)(空氣)的相對濕度不斷增加，當干燥室內(nèi)的干燥介質(zhì)達到飽和時，木材內(nèi)的水分無法向環(huán)境中溢散，此時將飽和介質(zhì)通過除濕機，除去介質(zhì)中的水分，干熱的介質(zhì)重新回到干燥室內(nèi)，干燥介質(zhì)的相對濕度下降，重新具有吸納水分的能力，繼續(xù)進行干燥木材。 與常規(guī)干燥相比較，大大地節(jié)省了能源的消耗，而且干燥質(zhì)量也較好。(2)真空干燥真空干燥 設備：真空干燥罐 原理：原理：水分的物態(tài)改變除了與溫度有關外，還與環(huán)境的壓力有關，環(huán)境壓力降低，水的沸點也隨之降低。在常溫下(0.1MPa)，水的沸點為100，當環(huán)境壓力降低到0.02MPa時，水的沸點為60，因此，降低環(huán)境壓力，可以大大地降低水的沸點，

27、使水分在相對較低的溫度下，由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槠麘B(tài)，流動性大幅度提高，干燥速度加快。環(huán)境壓力與沸點溫度的關系見下表。 真空干燥方法尤其適合于珍貴樹種的木材。 真空干燥對設備的要求較高，使用還比較少。但是，隨著機械制造技術的提高，真空干燥技術已經(jīng)引起了木材行業(yè)的廣泛重視。 環(huán) 境 壓 力 與 沸 點 溫 度 的 關 系 表 水 蒸 汽 壓 力 (M Pa) 0.020 0.031 0.047 0.070 0.1 沸 點 溫 度 ( ) 60 70 80 90 100 真 空 干 燥 方 法 尤 其 適 合 于 珍 貴 樹 種 的 木 材 。 大家好(3)太陽能干燥太陽能干燥 設備：太陽能集熱器 原理：原

28、理：利用太陽能集熱器將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，加熱干燥介質(zhì)，從而對木材進行干燥處理。太陽能干燥的最人優(yōu)點是使用了清潔能源。然而，此種方法的局限性較大，受大氣的影響較為明顯，如季節(jié)的變化、白天和黑夜的交替等，若要對木材進行連續(xù)干燥，必須與其它干燥方式聯(lián)合使用。 簡單介紹世界各國對太陽能的利用 以色列太陽能的利用（路燈、家庭用電、加熱用水）、 我國（引進技術的路燈等）。(4)高頻干燥、微波干燥高頻干燥、微波干燥(超高頻干燥超高頻干燥) 設備：高頻干燥機(微波干燥機) 原理：原理：頻率的概念、同性相斥和異性相吸的原理。 水分子為極性分子，高頻干燥機(微波干燥機)的電極分為正極和負極，對水分具有相斥和相吸的

29、作用，干燥機的正極吸引水分子的負極，干燥機的負極吸引水分子的正極，使水分有序排列，當干燥機的正極和負極變化時，水分的方向也隨之變化，使水分子發(fā)生旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中，水分子與木材、水分子之間發(fā)生摩擦作用，摩擦會產(chǎn)生大量的熱量，即電能轉(zhuǎn)化為熱能，木材內(nèi)水分的溫度升高，水分的移動能力大大提高，從而達到干燥木材的目的。 提一個問題：高頻和微波的主要區(qū)別？ 高頻的頻率一般為13.56兆赫； 微波的頻率一般為915兆赫、2450兆赫。大家好3.4木材干燥的一般規(guī)律 (1)木材干燥時水分移動的一般規(guī)律 木材中水分的移動方向： 水分的縱向移動、水分的橫向（徑向和弦向）移動； 木材中的水分一般情況下沿著木材的各

30、個方向移動，大致可以認為水分是沿著縱向和橫向移動，水分縱向移動的速度為橫向的1215倍。但是木材的縱向尺寸遠遠大于木材橫向的尺寸，所以木材中的水分主要是沿著木材的橫向移動，在橫向上，寬度又遠大于厚度，因此厚度方向為木材水分移動的主要方向，即寬材面是木材內(nèi)水分溢散的主要部位。 在木材干燥過程中，是木材表面層的自由水分首先蒸發(fā)，然后是吸著水蒸發(fā)，隨著干燥的進行，蒸發(fā)面逐漸向木材內(nèi)部移動，并且形成內(nèi)高外低的含水率梯度，在含水率梯度的作用下，使木材內(nèi)部的水分向木材表面移動，進而在表面被蒸發(fā)。 另外，由于水分的移動和蒸發(fā)，同時帶走大量的熱量，使木材內(nèi)部的溫度降低，形成內(nèi)低外高的溫度梯度，溫度梯度使木材內(nèi)

31、的水分向木材內(nèi)部移動：在這兩種梯度的作用下，在木材內(nèi)部的某個區(qū)域內(nèi)的水分，既有向內(nèi)移動的趨勢，又有向外移動的趨勢，這樣，在木材內(nèi)部的這個區(qū)域就形成了紊亂區(qū)紊亂區(qū)。出現(xiàn)紊亂區(qū)后，可采用噴蒸的方法進行解決。大家好(2)木材干燥曲線木材干燥曲線 a.預熱階段（預熱階段（AB） b.等速干燥階段（等速干燥階段（BC） C.減速干燥階段（減速干燥階段（CD）(3)木材干燥過程中的應力和應變 分析：干燥過程中木材內(nèi)部含水率的變化情況 預熱階段：含水率不變 等速干燥階段：干燥剛開始階段-木材含水率高于纖維飽和點 表層含水率低于纖維飽和點(開始干縮)、木材內(nèi)部含水率高于纖維飽和點(不干縮)，此時應力應變實驗片

32、向外彎曲。 減速干燥階段：木材內(nèi)部的含水率降到纖維飽和點以下，內(nèi)部也開始干縮，內(nèi)外應力存在著相對較小的變化(內(nèi)層應力小、外層應力大的變化)，木材外層的“變定”過程，故應力應變片的變化為直，然后向內(nèi)彎曲。 解決上述出現(xiàn)的問題的方法是在不同的干燥階段采用噴蒸處理。(4)干燥過程中常見的缺陷 干裂(端裂、內(nèi)裂、外裂）、翹曲、節(jié)子脫落。 w A B C D t 含水率% 干燥時間 t 大家好森工概論森工概論木材科學與工程部分木材科學與工程部分（膠粘劑部分）（膠粘劑部分） 大家好 4.4.膠粘劑膠粘劑4.1膠粘劑的概念 概念：兩個物體依靠 中間介質(zhì)（第三者）的作用，彼此粘合起來，稱中間介質(zhì)（第三者）為膠

33、粘劑4.2膠粘劑的發(fā)展概況 埃及金字塔、 我國長城 一直以來，人們使用的膠粘劑都是天然的膠粘劑。直至20世紀40年代，由于二戰(zhàn)的原因，木材的損失較為嚴重，出現(xiàn)了木材的嚴重短缺，人們開始尋求解決木材供需矛盾的方法，提高木材的利用率的問題，另外，戰(zhàn)爭也需要新的材料，需求加速了科學技術的飛速發(fā)展，開始對膠粘劑的性能和膠合機理進行了較為深入細致的研究，首先在德國發(fā)明了合成樹脂膠粘劑，脲醛樹脂膠粘劑。從而揭開了人工合成膠粘劑的發(fā)展史。 我國在19551957年，開始研制脲醛樹脂和酚醛樹脂膠粘劑，并獲得了成功，開始在木材行業(yè)大量應用。 另外，隨著石油工業(yè)的發(fā)展，為合成樹脂膠粘劑的生產(chǎn)提供了大量的、廉價的原

34、料，使合成樹脂膠粘劑迅速的發(fā)展起來?，F(xiàn)在，合成樹脂膠粘劑基本上取代了蛋白質(zhì)膠粘劑。大家好4.3膠粘劑與木材工業(yè)的關系 可以說，膠粘劑與木材工業(yè)的關系是非常密切的。全世界生產(chǎn)的膠粘劑總量的75用于木材工業(yè)，而在我國，生產(chǎn)的膠粘劑總量的60用于人造板行業(yè)?，F(xiàn)在，膠粘劑還廣泛的應用于造紙和印刷行業(yè)，如紙張的成型、商標的制造、不干膠膠帶(涿州的膠帶廠)、嬰兒止尿褲等。4.4膠粘劑的分類 (1)根據(jù)化學性質(zhì)分類 無機膠粘劑：石灰、水泥砂漿等；(長城、房屋) 有機膠粘劑：蛋白質(zhì)膠、天然樹脂膠粘劑、合成樹脂膠粘劑； 蛋白質(zhì)膠又可分為：動物蛋白膠(血膠、骨膠、皮膠)、植物蛋白膠(豆膠) 天然樹脂膠：橡膠、大漆

35、、紫膠等； 合成樹脂膠：脲醛膠、酚醛膠、三聚氰胺樹脂膠、環(huán)氧樹脂膠、聚醋酸乙烯乳液膠(乳膠)等 (2)根據(jù)受熱后物態(tài)分類 熱塑性：蛋白膠、皮膠、乳膠等； 熱固性：血膠、豆膠、合成樹脂膠(絕大多數(shù))等 (3)根據(jù)耐水性分類 高級耐水膠：酚膠等； 耐水膠：脲膠、血膠等： 非耐水膠：蛋白質(zhì)膠、乳膠等。大家好4.5木材的膠合理論 (1)分子擴散理論 該理論認為：膠合現(xiàn)象是膠粘劑分子向木材表面及以下層擴散，形成擴散層，在擴散層中既有膠粘劑分子，又有被粘物分子，膠粘劑固化后，將被粘物粘合在一起。 (2)機械理論 在木材內(nèi)及表層有許多孔洞，而膠粘劑流到孔洞內(nèi)，膠粘劑固化后，就形成了無數(shù)的 “膠釘”將被粘物釘

36、在一起。 (3)分子引力理論 當兩個物體充分接近時，達到幾埃(埃：現(xiàn)在的納米，為1010米)的距離，就會產(chǎn)生分子間引力，將被粘物粘合在一起。大家好4.6常用的木工膠粘劑介紹 (1)豆膠 原料及輔料 原料：豆粉，是提取油脂后的豆粉，主要成分為蛋白質(zhì)； 氫氧化鈣Ca(0H)2水溶液，氫氧化鈣與水的比例為1：4；主要是形成膏狀石灰乳液，其作用是與豆蛋白質(zhì)反應，生成蛋白質(zhì)鈣鹽，膠狀； 30的氫氧化鈉(Na0H)水溶液：促進蛋白質(zhì)生成鈣鹽； 水玻璃(Na2Si03)，增加膠的粘度。 輔料：水； 豆膠的調(diào)制 首先在容器中加入2030水，再將豆粉緩慢的加入水中，一定要邊加豆粉邊攪拌，幾分鐘后便呈現(xiàn)均勻狀，然后依次加入