木材物理性質(zhì)

1、第第5章章 木材的物理性質(zhì)木材的物理性質(zhì)o本章難點與重點本章難點與重點:o木材中的吸著水、纖維飽和點、吸著滯后現(xiàn)象和平衡含木材中的吸著水、纖維飽和點、吸著滯后現(xiàn)象和平衡含水率概念及其在生產(chǎn)上的指導意義；水率概念及其在生產(chǎn)上的指導意義；o木材干縮濕脹發(fā)生規(guī)律、原因、對木材利用的影響及其木材干縮濕脹發(fā)生規(guī)律、原因、對木材利用的影響及其有效控制途徑有效控制途徑o木材密度種類及其意義木材密度種類及其意義o木材聲學、電學性質(zhì)木材聲學、電學性質(zhì)o木材的視覺、調(diào)溫調(diào)濕等環(huán)境學特性木材的視覺、調(diào)溫調(diào)濕等環(huán)境學特性第第5章章 木材的物理性質(zhì)木材的物理性質(zhì)目錄目錄5.6木材的聲學性質(zhì)木材的聲學性質(zhì)5.5木材的電學

2、性質(zhì)木材的電學性質(zhì)5.4木材的熱學性質(zhì)木材的熱學性質(zhì)5.3木材的密度木材的密度5.2木材的干縮與濕脹木材的干縮與濕脹5.1木材中的水分木材中的水分5.7木材的環(huán)境學特性及其對人類居住的影響木材的環(huán)境學特性及其對人類居住的影響5.1 木材中的水分木材中的水分o本節(jié)重點與難點：木材纖維飽和點和木材的本節(jié)重點與難點：木材纖維飽和點和木材的吸濕性吸濕性o重點掌握：木材中的吸著水、纖維飽和點、重點掌握：木材中的吸著水、纖維飽和點、吸濕滯后現(xiàn)象和平衡含水率慨念及其生產(chǎn)上吸濕滯后現(xiàn)象和平衡含水率慨念及其生產(chǎn)上指導意義指導意義 。5.1.1木材含水率及其測定木材含水率及其測定5.1.2木材的纖維飽和點木材的纖

3、維飽和點5.1.3木材的吸濕性木材的吸濕性5.1.4木材中水分的移動木材中水分的移動5.1.5木材的吸水性木材的吸水性5.1 木材中的水分木材中的水分目錄目錄5.1.6木材透水性木材透水性5.1.1 木材含水率及其測定木材含水率及其測定o5.1.1.1 木材中水分存在的狀態(tài)木材中水分存在的狀態(tài) o自由水自由水 指以游離態(tài)存在于木材細胞的胞腔、細胞間隙指以游離態(tài)存在于木材細胞的胞腔、細胞間隙和紋孔腔這類大毛細管中的水分，包括液態(tài)水和細胞腔和紋孔腔這類大毛細管中的水分，包括液態(tài)水和細胞腔內(nèi)水蒸汽兩部分。內(nèi)水蒸汽兩部分。影響到木材重量、燃燒性、滲透性和影響到木材重量、燃燒性、滲透性和耐久性，對木材體

4、積穩(wěn)定性、力學、電學等性質(zhì)無影響。耐久性，對木材體積穩(wěn)定性、力學、電學等性質(zhì)無影響。 o吸著水吸著水 是指以吸附狀態(tài)存在于細胞壁中微毛細管的水，是指以吸附狀態(tài)存在于細胞壁中微毛細管的水，即細胞壁微纖絲之間的水分。即細胞壁微纖絲之間的水分。吸著水多少對木材物理力吸著水多少對木材物理力學性質(zhì)和木材加工利用有著重要的影響。學性質(zhì)和木材加工利用有著重要的影響。 o化合水化合水 是指與木材細胞壁物質(zhì)組成呈牢固的化學結(jié)合是指與木材細胞壁物質(zhì)組成呈牢固的化學結(jié)合狀態(tài)的水。狀態(tài)的水。這部分水分含量極少，而且相對穩(wěn)定，是木這部分水分含量極少，而且相對穩(wěn)定，是木材的組成成份之一。材的組成成份之一。 5.1.1 木

5、材含水率及其測定木材含水率及其測定o5.1.1.2 木材含水率種類與測定方法木材含水率種類與測定方法o1）木材含水率定義）木材含水率定義o絕對含水率絕對含水率 o相對含水率相對含水率%10000GGGWW絕%1000WWGGGW相W 絕絕 絕對含水率，絕對含水率，%;W相相 相對含水率，相對含水率，%；G0 全干木材的重量，全干木材的重量，g;Gw 測定時木材重量，測定時木材重量，go2）木材含水率的測定方法o干燥法干燥法 是將欲測含水率的木材稱其初重（是將欲測含水率的木材稱其初重（Gw）后放入烘箱，先）后放入烘箱，先在在60低溫下烘干低溫下烘干2小時，之后將溫度調(diào)至小時，之后將溫度調(diào)至103

6、2，連續(xù)烘干，連續(xù)烘干810h后至重量（后至重量（G0）不變）不變 o蒸餾法蒸餾法23mm厚度的碎木置于三厚度的碎木置于三角瓶中，加熱蒸餾；水蒸汽角瓶中，加熱蒸餾；水蒸汽與二甲苯蒸汽進入冷卻器，與二甲苯蒸汽進入冷卻器，經(jīng)冷凝的液體即流入受器中，經(jīng)冷凝的液體即流入受器中，水分重沉至下部，多余的二水分重沉至下部，多余的二甲苯則沿側(cè)管返回瓶中甲苯則沿側(cè)管返回瓶中. 蒸餾法測定木材含水率蒸餾法測定木材含水率 5.1.1 木材含水率及其測定木材含水率及其測定5.1.1 木材含水率及其測定木材含水率及其測定o電測法電測法 電測法是利用木材電學性質(zhì)如電阻率、介電常電測法是利用木材電學性質(zhì)如電阻率、介電常數(shù)和

7、損耗因素等與木材含水率的關系設計出一種測濕儀。數(shù)和損耗因素等與木材含水率的關系設計出一種測濕儀。 電阻式電阻式交流介電式交流介電式 根據(jù)木材的直流電阻率隨木材含水根據(jù)木材的直流電阻率隨木材含水率變化的原理，測量范圍：率變化的原理，測量范圍：728%根據(jù)木材的介電常數(shù)、損失角正切根據(jù)木材的介電常數(shù)、損失角正切值隨木材含水率的增加而增加原理，值隨木材含水率的增加而增加原理，測量范圍：可由絕干材至飽和含水測量范圍：可由絕干材至飽和含水率。但由于制造上的困難，實際上率。但由于制造上的困難，實際上測濕范圍是有所限制。測濕范圍是有所限制。 木材含水木材含水率測定儀率測定儀感應式水分測定儀感應式水分測定儀測

8、量原理測量原理:電磁波感應木材水電磁波感應木材水分分,不損壞木材不損壞木材,測量精度高測量精度高,測量范圍測量范圍:050%插入式木材測濕儀插入式木材測濕儀測量原理測量原理:電阻式測量木電阻式測量木材水分材水分木材測濕儀木材測濕儀o5.1.1.3 木材含水率的變化與分類木材含水率的變化與分類 o1）木材含水率的變化）木材含水率的變化 o樹種間差異：樹種間差異：不同樹種，含水率不同不同樹種，含水率不同o株內(nèi)差異，株內(nèi)差異，心材小于邊材；心材小于邊材；如云南松邊材含水率為如云南松邊材含水率為106%，而心材含水率為，而心材含水率為55%；楓香的邊材含水率；楓香的邊材含水率為為137%，而心材含水率

9、為，而心材含水率為79%。5.1.1 木材含水率及其測定木材含水率及其測定o2）不同含水量狀態(tài)下木材的分類）不同含水量狀態(tài)下木材的分類5.1.1 木材含水率及其測定木材含水率及其測定自由水自由水結(jié)合水結(jié)合水細胞壁細胞壁細胞腔細胞腔纖維飽和點纖維飽和點2333%濕材狀態(tài)濕材狀態(tài)100%生材狀態(tài)生材狀態(tài)50%氣干狀態(tài)氣干狀態(tài)1018%絕干狀態(tài)絕干狀態(tài)05.1.2 木材的纖維飽和點木材的纖維飽和點o5.1.2.1 纖維飽和點定義及其意義纖維飽和點定義及其意義o纖維飽和點纖維飽和點指指木材細胞壁吸著水處于飽和狀態(tài)木材細胞壁吸著水處于飽和狀態(tài)而而細胞腔細胞腔無自由水時無自由水時稱為木材纖維飽和點，此時的

10、含水率為纖維稱為木材纖維飽和點，此時的含水率為纖維飽和點含水率。飽和點含水率。纖維飽和點含水率平均約為纖維飽和點含水率平均約為30%。o纖維飽和點是木材多種材性的轉(zhuǎn)折點纖維飽和點是木材多種材性的轉(zhuǎn)折點 就大多數(shù)木材力就大多數(shù)木材力學性質(zhì)而言，如含水率在纖維飽和點以上，其強度不因?qū)W性質(zhì)而言，如含水率在纖維飽和點以上，其強度不因含水率的變化而有所增減。當木材干燥含水率減低至纖含水率的變化而有所增減。當木材干燥含水率減低至纖維飽和點以下時，其強度隨含水率之減低而增加維飽和點以下時，其強度隨含水率之減低而增加 ，如圖所示返回返回5.1.3 木材的吸濕性木材的吸濕性o5.1.3.1 木材吸濕性及其產(chǎn)生原

11、因木材吸濕性及其產(chǎn)生原因o木材細胞壁結(jié)構(gòu)特點木材細胞壁結(jié)構(gòu)特點:如圖所示如圖所示o木材的吸濕性是指木材從空氣中吸收水分或向空氣中蒸木材的吸濕性是指木材從空氣中吸收水分或向空氣中蒸發(fā)水分的性質(zhì)。發(fā)水分的性質(zhì)。o木材吸濕性產(chǎn)生的條件木材吸濕性產(chǎn)生的條件:空氣中的水蒸汽壓力與木材表空氣中的水蒸汽壓力與木材表面水蒸汽壓力不相等面水蒸汽壓力不相等o木材發(fā)生吸濕內(nèi)因木材發(fā)生吸濕內(nèi)因:纖維素和半纖維素等化學結(jié)構(gòu)中有纖維素和半纖維素等化學結(jié)構(gòu)中有許多自由羥基許多自由羥基(一一OH) o木材吸濕的空間位置木材吸濕的空間位置:細胞壁中無定形區(qū)域細胞壁中無定形區(qū)域木材管胞細胞壁微細結(jié)構(gòu)木材管胞細胞壁微細結(jié)構(gòu) 細胞壁

12、內(nèi)微纖絲組成細胞壁內(nèi)微纖絲組成微纖絲由纖維素分子鏈組成，微纖絲由纖維素分子鏈組成，分為結(jié)晶區(qū)與無定形區(qū)分為結(jié)晶區(qū)與無定形區(qū)自由羥基的由來自由羥基的由來?木材細胞壁結(jié)構(gòu)木材細胞壁結(jié)構(gòu)返回5.1.3 木材的吸濕性木材的吸濕性o木材細胞壁中的吸著水狀態(tài)木材細胞壁中的吸著水狀態(tài)木材細胞壁中的初級和次級吸著水木材細胞壁中的初級和次級吸著水o討論討論:自由水與吸著水的性質(zhì)是否相同，為自由水與吸著水的性質(zhì)是否相同，為什么？什么？o5.1.3.2 木材吸濕滯后現(xiàn)象木材吸濕滯后現(xiàn)象o吸濕吸濕:當空氣中的水蒸氣壓力大于木材表面水蒸氣壓力時，當空氣中的水蒸氣壓力大于木材表面水蒸氣壓力時，木材從空氣中吸收水分木材從空

13、氣中吸收水分的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。o解吸解吸:空氣的蒸氣壓力小于木材表面的水蒸氣壓力時，空氣的蒸氣壓力小于木材表面的水蒸氣壓力時，木木材中水分向空氣中蒸發(fā)材中水分向空氣中蒸發(fā)的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。o吸濕滯后吸濕滯后:在相同的大氣溫度和相對濕度條件下，干燥木在相同的大氣溫度和相對濕度條件下，干燥木材的材的吸濕過程吸濕過程所能達到的最大含水量總是低于潮濕木材所能達到的最大含水量總是低于潮濕木材解解吸過程吸過程所能達到的最小含水量，這種所能達到的最小含水量，這種解吸穩(wěn)定含水率大于解吸穩(wěn)定含水率大于吸濕穩(wěn)定含水率吸濕穩(wěn)定含水率現(xiàn)象稱為木材吸濕滯后現(xiàn)象稱為木材吸濕滯后 。5.1.3 木材的吸濕性木材的吸濕性5.1.

14、3 木材的吸濕性木材的吸濕性吸濕滯后吸濕滯后=W解吸解吸-W吸濕，吸濕，范圍為范圍為1%5%，平均為：，平均為：2.5%吸濕滯后在木材干燥中具有重要應用：干燥木材最終含水率為：吸濕滯后在木材干燥中具有重要應用：干燥木材最終含水率為： %5 . 2平衡終WW木材吸濕與解吸曲線關系木材吸濕與解吸曲線關系o5.1.3.3 木材平衡含水率木材平衡含水率 o木材平衡含水率木材平衡含水率 薄小木料在一定空氣狀態(tài)下最后達到薄小木料在一定空氣狀態(tài)下最后達到的吸濕或解吸穩(wěn)定含水率叫做平衡含水率。的吸濕或解吸穩(wěn)定含水率叫做平衡含水率。5.1.3 木材的吸濕性木材的吸濕性木材平衡含水率圖木材平衡含水率圖5.1.3

15、木材的吸濕性木材的吸濕性o木材平衡含水率測定方法：木材平衡含水率測定方法：氣干材或生材，置于氣干材或生材，置于室內(nèi)通風良好之處，直至與空氣濕度平衡，含水率不再室內(nèi)通風良好之處，直至與空氣濕度平衡，含水率不再變化，測定此的木材含水率。變化，測定此的木材含水率。o討論：為什么常用氣干材或生材測定木材平衡含水率？討論：為什么常用氣干材或生材測定木材平衡含水率？能否用絕干材，為什么？能否用絕干材，為什么？o木材平衡含水率是一個動態(tài)值：木材平衡含水率是一個動態(tài)值：與環(huán)境的溫、濕度條件、與環(huán)境的溫、濕度條件、木材尺寸等有關，地區(qū)間存在差異。木材尺寸等有關，地區(qū)間存在差異。 o討論：木材平衡含水率在木材加工

16、中的應用討論：木材平衡含水率在木材加工中的應用5.1.4 木材中水分的移動木材中水分的移動o木材水分移動的主要通道與機理木材水分移動的主要通道與機理o木材細胞中的主要空隙木材細胞中的主要空隙:o含水率高于纖維飽和點時含水率高于纖維飽和點時: 毛細管張力差引起的液態(tài)水毛細管張力差引起的液態(tài)水沿著細胞腔與紋孔的移動。沿著細胞腔與紋孔的移動。o在纖維飽和點以下在纖維飽和點以下:o在水蒸汽梯度壓力的作用下，水蒸汽沿著細胞腔并通在水蒸汽梯度壓力的作用下，水蒸汽沿著細胞腔并通過紋孔及紋孔膜上小孔，由內(nèi)向外擴散。過紋孔及紋孔膜上小孔，由內(nèi)向外擴散。o在毛細管力作用下，吸著水沿著細胞壁內(nèi)微內(nèi)細管系在毛細管力作

17、用下，吸著水沿著細胞壁內(nèi)微內(nèi)細管系統(tǒng)的移動。統(tǒng)的移動。o兩種路徑相互交替移動。兩種路徑相互交替移動。5.1.5 木材的吸水性木材的吸水性o木材浸于水中吸收水分的能力，稱為木材的木材浸于水中吸收水分的能力，稱為木材的吸水性。吸水性。 o木材吸水性的影響因素：樹種、時間木材吸水性的影響因素：樹種、時間 o木材吸水性的測定：木材吸水性的測定： 202020mm試樣試樣干燥后放入盛有蒸餾水的容器內(nèi)，至重量不再干燥后放入盛有蒸餾水的容器內(nèi)，至重量不再變化時的含水率。變化時的含水率。 5.1.6 木材透水性木材透水性o液體或水借其本身的吸力或外界的壓力滲入木液體或水借其本身的吸力或外界的壓力滲入木材內(nèi)部的

18、能力稱為木材的透水性。材內(nèi)部的能力稱為木材的透水性。o透水性與木材加工的關系：透水性與木材加工的關系：透水性與木材防腐、注入阻透水性與木材防腐、注入阻燃劑、油漆、著色、涂膠、樹脂的浸出等關系密切。木燃劑、油漆、著色、涂膠、樹脂的浸出等關系密切。木材透水性大，有利于木材防腐、油漆、著色、涂膠、樹材透水性大，有利于木材防腐、油漆、著色、涂膠、樹脂的浸出等。而對于木制水管、水桶和船舶用材等應用脂的浸出等。而對于木制水管、水桶和船舶用材等應用其不利的條件，水桶用材應選用滲透小的木材。其不利的條件，水桶用材應選用滲透小的木材。如釀造如釀造葡萄酒的酒桶選用侵填體含量較多的麻櫟等木材。葡萄酒的酒桶選用侵填體

19、含量較多的麻櫟等木材。 o水分或液體透水性影響因素：水分或液體透水性影響因素：液體性質(zhì)、溫度、液體性質(zhì)、溫度、樹種（內(nèi)含物與具侵填體等）樹種（內(nèi)含物與具侵填體等） 、心材、邊材、心材、邊材、紋理方向等而異。紋理方向等而異。o討論：心材與邊材的滲透性比較，哪一種滲討論：心材與邊材的滲透性比較，哪一種滲透性好，為什么？透性好，為什么？4.2 木材的干縮與濕脹木材的干縮與濕脹4.2.1 木材干縮與濕脹木材干縮與濕脹 4.2.2 木材干縮與濕脹各向差異的原因木材干縮與濕脹各向差異的原因 4.2.3 木材干縮的評價指標與測定方法木材干縮的評價指標與測定方法 4.2.4 木材干縮和濕脹對木材加工和使用的影

20、響木材干縮和濕脹對木材加工和使用的影響 4.2.4 減少木材干縮、濕脹的方法減少木材干縮、濕脹的方法 4.2.1 木材干縮與濕脹木材干縮與濕脹o4.2.1.1 木材干縮和濕脹現(xiàn)象木材干縮和濕脹現(xiàn)象o（1）木材干縮和濕脹）木材干縮和濕脹 o濕材因干燥而縮減其尺寸的現(xiàn)象稱之為干縮；濕材因干燥而縮減其尺寸的現(xiàn)象稱之為干縮；干材因吸收水分而增加其尺寸與體積的現(xiàn)象干材因吸收水分而增加其尺寸與體積的現(xiàn)象稱之為濕脹。稱之為濕脹。o（2）木材干縮（濕脹）的種類）木材干縮（濕脹）的種類 o木材的干縮分為線干縮與體積干縮二大類。木材的干縮分為線干縮與體積干縮二大類。 o縱向縱向干縮是沿著木材紋理方向的干干縮是沿著

21、木材紋理方向的干縮，其收縮率數(shù)值較小，僅為縮，其收縮率數(shù)值較小，僅為0.10.3%，對木材的利用影響，對木材的利用影響不大。橫紋干縮中，不大。橫紋干縮中，徑向徑向干縮是橫干縮是橫切面上沿直徑方向的干縮，其收縮切面上沿直徑方向的干縮，其收縮率數(shù)值為率數(shù)值為36%；弦向弦向干縮是沿干縮是沿著年輪切線方向的干縮，其收縮率著年輪切線方向的干縮，其收縮率數(shù)值為數(shù)值為612%，是徑向干縮的，是徑向干縮的1-2倍。倍。 4.2.1.2 影響木材干縮和濕脹主要因素影響木材干縮和濕脹主要因素o影響因素：o（1）樹種）樹種 o樹種不同，其構(gòu)造和密實程度不同，干縮濕脹樹種間差異很大（如下表）。有的樹種很容易干燥，干

22、縮濕脹和變形都很小，而有的樹種特難干燥，其干縮濕脹很大，使用和干燥過程中特別易發(fā)生開裂變形。 樹種樹種徑向干徑向干縮縮弦向干弦向干縮縮體積干體積干縮縮樹種樹種徑向干徑向干縮縮弦向干弦向干縮縮體積干體積干縮縮云南松云南松4.469.5513.86白白 桉桉4.97.813.3杉杉 木木2.997.3510.35北方紅北方紅櫟櫟4.08.613.7長白落葉長白落葉松松3.288.8312.11黑胡桃黑胡桃木木5.57.812.8馬尾松馬尾松3.698.9512.62美國側(cè)美國側(cè)柏柏2.45.06.8海岸花旗海岸花旗松松4.87.612.4楊楊 木木3.157.2811.01加州鐵杉加州鐵杉4.27

23、.812.4西岸云西岸云杉杉4.37.511.5部分樹種木材的干縮率部分樹種木材的干縮率/% o（2）微纖絲角度）微纖絲角度 木材縱向干縮和弦向干縮與微纖絲角度間的關系木材縱向干縮和弦向干縮與微纖絲角度間的關系 晚晚 材材 率率 （）（）干干 縮縮 率率 （）（）弦向干縮率弦向干縮率 徑向干縮率徑向干縮率202025252525303030303535353540404040以上以上6.66.67.67.68.18.18.68.68.68.63.43.44.24.24.34.34.84.85.85.8馬尾松晚材率與橫紋干縮的關系馬尾松晚材率與橫紋干縮的關系 樹樹 種種年輪中早材與晚材年輪中早材

24、與晚材干干 縮縮 率（）率（）弦弦 向向徑徑 向向體體 積積冷冷 杉杉松松 木木落落 葉葉 松松早早 材材晚晚 材材早早 材材晚晚 材材早早 材材晚晚 材材5.685.6810.9210.928.058.0511.2611.267.117.1112.2512.252.892.899.859.852.912.918.228.223.233.2310.1910.198.778.7719.9719.9710.8610.8618.8718.8710.3410.3420.9620.96早晚材與干縮的關系早晚材與干縮的關系 （4）樹干中的部位）樹干中的部位 4.2.2 木材干縮與濕脹各向差異的原因木材干縮

25、與濕脹各向差異的原因 o與組成木材這種材料的細胞種類、細胞壁構(gòu)造和化學成分特性相關。o木材縱向干縮小，橫向干縮大。形成此種現(xiàn)象的主要原因，關鍵在于木材的構(gòu)造和化學組成成分的特性。木材中僅有木射線細胞是橫向排列，絕大部分細胞是縱向排列。 4.2.2.1 縱向干縮與橫向干縮差異的原因縱向干縮與橫向干縮差異的原因不同纖絲角度的木材干燥前后縱橫向尺寸的變化不同纖絲角度的木材干燥前后縱橫向尺寸的變化1-1試樣干燥前尺寸試樣干燥前尺寸 1-2 試樣干燥橫向尺寸變化試樣干燥橫向尺寸變化2-1試樣干燥前尺寸試樣干燥前尺寸 2-2 試樣干燥縱向尺寸變化試樣干燥縱向尺寸變化 木材細胞壁次生壁中間層微纖絲主軸是由木

26、材細胞壁次生壁中間層微纖絲主軸是由C-C、C-O鍵連鍵連結(jié)，水分子無法進入到纖維素分子鏈內(nèi)的長度方向。微結(jié)，水分子無法進入到纖維素分子鏈內(nèi)的長度方向。微纖絲鏈狀分子上的碳、氧原子只能在原子核范圍內(nèi)活動，纖絲鏈狀分子上的碳、氧原子只能在原子核范圍內(nèi)活動，其本身軸向不發(fā)生收縮。由于正常木材細胞次生壁中層其本身軸向不發(fā)生收縮。由于正常木材細胞次生壁中層微纖絲排列方向與主軸不完全平行，而成微纖絲排列方向與主軸不完全平行，而成1030o的的夾角，橫紋收縮時在軸向會產(chǎn)生微小的分量（夾角，橫紋收縮時在軸向會產(chǎn)生微小的分量（0.1-0.3%）。因此軸向收縮很小，橫向干縮大于縱向。）。因此軸向收縮很小，橫向干縮

27、大于縱向。 4.2.2.2 徑向與弦向干縮差異的原因徑向與弦向干縮差異的原因o（1）早材與晚材的影響）早材與晚材的影響 o（2）徑向木射線的抑制作用）徑向木射線的抑制作用 o（3）細胞徑向壁與弦向壁中木素含量的差異）細胞徑向壁與弦向壁中木素含量的差異的影響的影響 o（4）木材各種細胞干燥過程本身不均勻收縮）木材各種細胞干燥過程本身不均勻收縮 o（5）徑壁、弦壁紋孔數(shù)量及其周圍纖絲角度）徑壁、弦壁紋孔數(shù)量及其周圍纖絲角度變大的影響變大的影響 4.2.3 木材干縮的評價指標與測定方法木材干縮的評價指標與測定方法o4.2.3.1 木材干縮性的評價指標木材干縮性的評價指標o木材的干縮和濕脹的程度在三個

28、不同方向上不一樣，木材的干縮和濕脹的程度在三個不同方向上不一樣，木材的干縮性質(zhì)常用干縮率、干縮系數(shù)和差異干縮木材的干縮性質(zhì)常用干縮率、干縮系數(shù)和差異干縮來表達。來表達。o（1）氣干干縮率）氣干干縮率 從生材或濕材在無外力狀態(tài)下從生材或濕材在無外力狀態(tài)下自由干縮到氣干狀態(tài)，其尺寸和體積的變化百分比自由干縮到氣干狀態(tài)，其尺寸和體積的變化百分比稱為木材的氣干干縮率，可按下式分別計算徑向、稱為木材的氣干干縮率，可按下式分別計算徑向、弦向和體積氣干干縮率。弦向和體積氣干干縮率。oW =(L max L w) 100% / L maxovW =(V max V w) 100% / V max o（2）全干

29、干縮率）全干干縮率 o木材從濕材狀態(tài)干縮到全干狀態(tài)下，其尺寸和體積木材從濕材狀態(tài)干縮到全干狀態(tài)下，其尺寸和體積的變化百分比稱為木材的全干干縮率。的變化百分比稱為木材的全干干縮率。 o（3）干縮系數(shù)）干縮系數(shù) 干縮系數(shù)是指吸著水每變化干縮系數(shù)是指吸著水每變化時木材的干縮率變化值，用時木材的干縮率變化值，用K來表式。來表式。o弦向、徑向、縱向和體積干縮系數(shù)分別記為弦向、徑向、縱向和體積干縮系數(shù)分別記為KT、KR、KL和和KV。oKT、R、LW(W1W2)oKV（Vw-Vo）100% /Vo W o（4）差異干縮）差異干縮 木材弦向干縮與徑向干縮的比值木材弦向干縮與徑向干縮的比值稱為差異干縮。稱為差

30、異干縮。 4.2.3.2 木材干縮的測定木材干縮的測定o（1）試樣要求：）試樣要求：用飽和水分的濕材制作，尺寸為用飽和水分的濕材制作，尺寸為202020mm，標準的縱向、徑向和弦向。，標準的縱向、徑向和弦向。o（2）方法與步驟）方法與步驟 o 測定時，試樣的含水率應高于纖維飽和點，否則應測定時，試樣的含水率應高于纖維飽和點，否則應將試樣浸泡于溫度將試樣浸泡于溫度202的蒸餾水中，至尺寸穩(wěn)定的蒸餾水中，至尺寸穩(wěn)定后再測定。后再測定。 o 將測量后的試樣進行氣干，在氣干過程中，用將測量后的試樣進行氣干，在氣干過程中，用23個試樣每隔個試樣每隔6h試測一次弦向尺寸，至連續(xù)兩次試測結(jié)試測一次弦向尺寸，

31、至連續(xù)兩次試測結(jié)果的差值不超過果的差值不超過0.02mm時，即可認為達到氣干。時，即可認為達到氣干。 o 將測定后的試樣放至烘箱中，開始時保持溫度將測定后的試樣放至烘箱中，開始時保持溫度606個小時；然后，升溫至個小時；然后，升溫至1032，使試樣達到，使試樣達到全干，并測出各試樣全干時的重量和徑、弦向尺寸。全干，并測出各試樣全干時的重量和徑、弦向尺寸。 4.2.4 木材干縮和濕脹對木材加工和使用的影響木材干縮和濕脹對木材加工和使用的影響 o4.2.4.1 變形變形o木材干燥后，因為各部分的不均勻干縮而使木材干燥后，因為各部分的不均勻干縮而使其形狀改變，謂之變形。其形狀改變，謂之變形。o（1）

32、板方材橫斷面上的變形）板方材橫斷面上的變形 o生材或濕材干燥時，由于木材弦向干縮遠大生材或濕材干燥時，由于木材弦向干縮遠大于徑向干縮及二者干縮不一致的共同影響，于徑向干縮及二者干縮不一致的共同影響，促使原木解鋸后的方材、板材、圓柱等的端促使原木解鋸后的方材、板材、圓柱等的端面發(fā)生多種形變，面發(fā)生多種形變， 生材狀況下原木橫切面上各部位下鋸后板材斷面形狀的變化生材狀況下原木橫切面上各部位下鋸后板材斷面形狀的變化 若為徑切板若為徑切板(包含髓心包含髓心)其兩端干縮甚大，中間干縮較小，結(jié)果其兩端干縮甚大，中間干縮較小，結(jié)果變?yōu)榧忓N狀，圖變?yōu)榧忓N狀，圖4-12中中1。 若為徑切板若為徑切板(不包含髓心

33、不包含髓心)干縮頗為均勻，其端面近似矩形，圖干縮頗為均勻，其端面近似矩形，圖4-12中中2。 若板材表面與年輪成若板材表面與年輪成45角，干縮后兩端收縮甚大，長方形角，干縮后兩端收縮甚大，長方形變?yōu)椴灰?guī)則形狀，圖變?yōu)椴灰?guī)則形狀，圖4-12中中3。 原為正方形，年輪與上下兩邊平行，干縮后，因平行于年輪方原為正方形，年輪與上下兩邊平行，干縮后，因平行于年輪方向的干縮率較大，垂直于年輪的干縮率較小，變?yōu)榫匦?，圖向的干縮率較大，垂直于年輪的干縮率較小，變?yōu)榫匦?，圖4-12中中4。 木材端面與年輪成對角線，干縮后，正方形變?yōu)榱庑?，圖木材端面與年輪成對角線，干縮后，正方形變?yōu)榱庑?，圖4-12中中5。 木材

34、端面為圓形，干縮后，變?yōu)槁研位驒E圓形，圖木材端面為圓形，干縮后，變?yōu)槁研位驒E圓形，圖4-12中中6。 若為弦切板端面，干縮后，兩側(cè)向上翹起，圖若為弦切板端面，干縮后，兩側(cè)向上翹起，圖4-12中中7。 （2）板方材長度方向上縱切面的變形）板方材長度方向上縱切面的變形o原木鋸成板材后，如不合理干燥，會導致其長度方向原木鋸成板材后，如不合理干燥，會導致其長度方向（縱切面）上發(fā)生很大的變形，表現(xiàn)形式主要為彎曲，（縱切面）上發(fā)生很大的變形，表現(xiàn)形式主要為彎曲，其形狀與其在木材橫切面上的位置有很大的關系其形狀與其在木材橫切面上的位置有很大的關系 板材縱向上變形板材縱向上變形 4.2.4.2 開裂開裂o木材

35、因干燥的不均勻與各方干縮的差異，造成開裂，裂木材因干燥的不均勻與各方干縮的差異，造成開裂，裂縫大多垂直于年輪而平行于木射線，此乃木材縱向分子縫大多垂直于年輪而平行于木射線，此乃木材縱向分子與木射線相交之處的結(jié)合力弱所致。與木射線相交之處的結(jié)合力弱所致。 木材各種開裂形式木材各種開裂形式 4.2.4 減少木材干縮、濕脹的方法減少木材干縮、濕脹的方法 o4.2.4.1 高溫干燥、降低木材吸濕性高溫干燥、降低木材吸濕性 o高溫干燥處理木材是目前減少木材干縮濕脹的主要方法，高溫干燥處理木材是目前減少木材干縮濕脹的主要方法，應用廣泛。高溫干燥主要是使木材干縮微纖絲之間的距應用廣泛。高溫干燥主要是使木材干

36、縮微纖絲之間的距離逐漸縮小，減少非晶區(qū)纖維素分子鏈狀分子上游離羥離逐漸縮小，減少非晶區(qū)纖維素分子鏈狀分子上游離羥基數(shù)目，形成新的氫鍵結(jié)合；同時，半纖維素降解物與基數(shù)目，形成新的氫鍵結(jié)合；同時，半纖維素降解物與木素分子上基團聚合封閉羥基，降低木材吸濕性。木素分子上基團聚合封閉羥基，降低木材吸濕性。 o4.2.4.2 利用徑切板利用徑切板o木材徑向干縮是弦向干縮的一半，利用徑切板可比弦切木材徑向干縮是弦向干縮的一半，利用徑切板可比弦切板木材干縮少一半。板木材干縮少一半。o4.2.4.3 利用木芯板利用木芯板o將細木條用合成樹脂膠粘成合木，這樣不過分考慮木材將細木條用合成樹脂膠粘成合木，這樣不過分考

37、慮木材的年輪方向，雜亂相膠，結(jié)果總是趨于徑切板，很少為的年輪方向，雜亂相膠，結(jié)果總是趨于徑切板，很少為弦切板。此種方式已廣泛用于地板、木芯板及木材工業(yè)弦切板。此種方式已廣泛用于地板、木芯板及木材工業(yè)生產(chǎn)。生產(chǎn)。 o4.2.4.4 機械抑制機械抑制o機械抑制即利用膠合板，膠合板中將單板縱橫交錯用膠機械抑制即利用膠合板，膠合板中將單板縱橫交錯用膠壓合而成，這樣就能以干縮極小的縱向，機械地抑制橫壓合而成，這樣就能以干縮極小的縱向，機械地抑制橫紋干縮，將脹縮減小到最小。同時木材橫紋方向強度小，紋干縮，將脹縮減小到最小。同時木材橫紋方向強度小，順紋方向木材強度高，可以彌補木材橫紋方向強度小的順紋方向木材

38、強度高，可以彌補木材橫紋方向強度小的特點，使材料趨于均勻一致。特點，使材料趨于均勻一致。o4.2.4.5 表面涂飾油漆表面涂飾油漆o利用涂料、油漆涂刷木材表面，減少木材與濕空氣接觸，利用涂料、油漆涂刷木材表面，減少木材與濕空氣接觸，阻礙水分的滲入，從而使纖維表面包裹起來，可以降低阻礙水分的滲入，從而使纖維表面包裹起來，可以降低木材對大氣濕度變化敏感性，延緩木材吸濕速度，減少木材對大氣濕度變化敏感性，延緩木材吸濕速度，減少脹縮。脹縮。 4.2.4.6 充脹與改性充脹與改性o用聚已二醇、尿素、醋酸酐等低分子的聚合物注入木材，用聚已二醇、尿素、醋酸酐等低分子的聚合物注入木材，置換木材中水分，對本材起

39、有效膨脹作用，使木材干縮置換木材中水分，對本材起有效膨脹作用，使木材干縮極小。極小。 4.3 木材的密度木材的密度4.3.1 木材物質(zhì)比重與孔陷度木材物質(zhì)比重與孔陷度 4.3.2 木材密度木材密度 4.3.3 木材密度的意義及影響木材密度的因素木材密度的意義及影響木材密度的因素 4.3.1 木材物質(zhì)比重與孔陷度木材物質(zhì)比重與孔陷度4.3.1.1 木材物質(zhì)比重木材物質(zhì)比重 o木材物質(zhì)比重為木材除去細胞腔等孔隙所占空間后實際木材物質(zhì)的比重，亦即細胞壁的比重。 o木材實際密度：把木材細胞壁內(nèi)的那一部分空隙也除去。o4.3.1.2 木材的空隙度木材的空隙度o木材空隙所占的體積稱為木材的空隙度，它包木材

40、空隙所占的體積稱為木材的空隙度，它包括細腔、細胞間陷和微纖絲之間的空陷等。它括細腔、細胞間陷和微纖絲之間的空陷等。它分為體積空隙度和表面孔隙度兩種。體積空隙分為體積空隙度和表面孔隙度兩種。體積空隙度是指木材在絕干狀態(tài)時其空隙體積占總體積度是指木材在絕干狀態(tài)時其空隙體積占總體積的百分率，表面空隙度則是其橫切面上空隙面的百分率，表面空隙度則是其橫切面上空隙面積占總面積的百分率。一般木材空隙度是指體積占總面積的百分率。一般木材空隙度是指體積空隙度。積空隙度。 o4.3.1.3 木材物質(zhì)比重的測定方法木材物質(zhì)比重的測定方法o木材物質(zhì)比重測定時，必須用流體介質(zhì)置換木木材物質(zhì)比重測定時，必須用流體介質(zhì)置換

41、木材中的空陷，常用的置換流體介質(zhì)是水、氦、材中的空陷，常用的置換流體介質(zhì)是水、氦、苯等，三者測定所得數(shù)值并不相同，呈依次降苯等，三者測定所得數(shù)值并不相同，呈依次降低趨勢。低趨勢。 4.3.2 木材密度木材密度o4.3.2.1 木材密度木材密度o單位體積內(nèi)木材的重量稱為木材密度，又稱木材容積重單位體積內(nèi)木材的重量稱為木材密度，又稱木材容積重或容重，單位為或容重，單位為gcm3，kgm3。木材是一種多。木材是一種多孔性物質(zhì)，木材密度計算時，木材體積包含了其空陷的孔性物質(zhì)，木材密度計算時，木材體積包含了其空陷的體積。木材的密度除極少數(shù)樹種外，通常小于體積。木材的密度除極少數(shù)樹種外，通常小于1gcm3

42、。木材密度與其物質(zhì)比重是有著本質(zhì)上的區(qū)別，。木材密度與其物質(zhì)比重是有著本質(zhì)上的區(qū)別，二者不能混同。二者不能混同。 4.3.2.2 木材密度種類及其測定方法木材密度種類及其測定方法o木材中水分含量的變化會引起重量和體積的變化，使木材中水分含量的變化會引起重量和體積的變化，使木材密度值發(fā)生變化。根據(jù)木材在生產(chǎn)、加工過程中木材密度值發(fā)生變化。根據(jù)木材在生產(chǎn)、加工過程中不同階段的含水特點，木材密度分為以下四種，常用不同階段的含水特點，木材密度分為以下四種，常用的是木材基本密度和氣干密度。的是木材基本密度和氣干密度。o（1）基本密度）基本密度 全干材重量除以飽和水分時木材的全干材重量除以飽和水分時木材的

43、體積為基本密度。體積為基本密度。 o（2）生材密度）生材密度 生材密度是生材重量除以生材的體生材密度是生材重量除以生材的體積。積。 o（3）氣干密度）氣干密度 氣干材重量除以氣干材體積為氣干氣干材重量除以氣干材體積為氣干密度。密度。 o（4）全干材密度）全干材密度 木材經(jīng)人工干燥，使含水率為零木材經(jīng)人工干燥，使含水率為零時的木材密度，為全干材密度或絕干密度。時的木材密度，為全干材密度或絕干密度。 4.3.2.3 木材密度的測定木材密度的測定o任一含水率狀態(tài)下的木材，測出其重量和體積，就可計任一含水率狀態(tài)下的木材，測出其重量和體積，就可計算出它的木材密度。由于木材重量易于測定，且比較準算出它的木

44、材密度。由于木材重量易于測定，且比較準確，因此關健在于精確測定木材試樣的體積。目前，木確，因此關健在于精確測定木材試樣的體積。目前，木材密度的測定用以下四種方法。材密度的測定用以下四種方法。 o（1）直接量測法）直接量測法 o（2）水銀測容器法）水銀測容器法 o（3）排水法）排水法 o（4）快速測定法）快速測定法 4.3.3 木材密度的意義及影響木材密度的因素木材密度的意義及影響木材密度的因素o4.3.3.1 木材密度的意義木材密度的意義o木材密度大小反映出木材細胞壁中物質(zhì)含量的多少，是木材性質(zhì)的一個重要指標。 o4.3.3.2 影響木材密度變化的因素影響木材密度變化的因素o（1）樹種）樹種

45、o（2）年輪寬度與晚材率）年輪寬度與晚材率 o（3）樹木體內(nèi)不同的部位）樹木體內(nèi)不同的部位 o（4）栽培環(huán)境）栽培環(huán)境 o（5）含水率）含水率 4.4 木材的熱學性質(zhì)木材的熱學性質(zhì)o木材的熱學性質(zhì)主要用比熱、導熱系數(shù)和導溫系數(shù)等指木材的熱學性質(zhì)主要用比熱、導熱系數(shù)和導溫系數(shù)等指標來表達。這些物理參數(shù)對指導木材人工干燥、木材防標來表達。這些物理參數(shù)對指導木材人工干燥、木材防腐改性、木材軟化、曲木生產(chǎn)工藝、人造板板坯加熱預腐改性、木材軟化、曲木生產(chǎn)工藝、人造板板坯加熱預處理、膠合、纖維干燥、膠合板生產(chǎn)時原木解凍、木段處理、膠合、纖維干燥、膠合板生產(chǎn)時原木解凍、木段蒸煮及單板的快速干燥等方面重要意義

46、。蒸煮及單板的快速干燥等方面重要意義。 4.4 木材的熱學性質(zhì)木材的熱學性質(zhì)4.4.1 木材熱容量與比熱木材熱容量與比熱 4.4.2 木材的導熱系數(shù)（導熱系數(shù)）及其影響因素木材的導熱系數(shù)（導熱系數(shù)）及其影響因素 4.4.3 木材的導溫系數(shù)（熱擴散率）木材的導溫系數(shù)（熱擴散率） 4.4.4 木材熱膨脹木材熱膨脹 4.4.5 木材耐熱性及熱對木材性質(zhì)和使用的影響木材耐熱性及熱對木材性質(zhì)和使用的影響 4.4.1 木材熱容量與比熱木材熱容量與比熱o某物質(zhì)平均溫度升高所需的熱量稱為該物質(zhì)的熱容量。通常用Q/t表示，單位為J/K，其中Q表示所需熱量，t為溫差。 4.4.2 木材的導熱系數(shù)（導熱系數(shù)）及其影

47、響因素木材的導熱系數(shù)（導熱系數(shù)）及其影響因素o4.4.2.1 木材的導熱系數(shù)木材的導熱系數(shù)o木材被局部加熱時，其加熱部位的分子振動，能量增加。木材被局部加熱時，其加熱部位的分子振動，能量增加。分子在振動碰撞過程中，將能量傳遞給鄰近分子，這樣分子在振動碰撞過程中，將能量傳遞給鄰近分子，這樣順次傳遞能量，將外加的熱量向木材內(nèi)部擴散，稱為木順次傳遞能量，將外加的熱量向木材內(nèi)部擴散，稱為木材的熱傳導。材的熱傳導。 4.4.2.2 木材的導熱系數(shù)影響木材導熱系數(shù)的因素木材的導熱系數(shù)影響木材導熱系數(shù)的因素o（1）木材密度）木材密度 木材導熱系數(shù)隨木材密度的木材導熱系數(shù)隨木材密度的增加而增大，二者近呈直線關

48、系。增加而增大，二者近呈直線關系。 o（2）木材含水率）木材含水率 木材中隨著含水率的增加，木材中隨著含水率的增加，部分空氣被水分替代，因而木材的導熱系數(shù)將部分空氣被水分替代，因而木材的導熱系數(shù)將增大。增大。 o（3）溫度）溫度 導熱系數(shù)與熱力學溫度成正比，導熱系數(shù)與熱力學溫度成正比，導熱系數(shù)隨溫度升高而增高。導熱系數(shù)隨溫度升高而增高。 o（4）熱流方向）熱流方向 木材順紋方向的導熱系數(shù)遠木材順紋方向的導熱系數(shù)遠較橫紋大。較橫紋大。 4.4.3 木材的導溫系數(shù)（熱擴散率）木材的導溫系數(shù)（熱擴散率）o導溫系數(shù)又稱為熱擴散率，它表征材料在加熱導溫系數(shù)又稱為熱擴散率，它表征材料在加熱或冷卻非穩(wěn)定狀態(tài)

49、過程中，各點溫度迅速趨于或冷卻非穩(wěn)定狀態(tài)過程中，各點溫度迅速趨于一致的能力。導溫系數(shù)越大，材料中各點達到一致的能力。導溫系數(shù)越大，材料中各點達到同一溫度的速度就越快。同一溫度的速度就越快。 o導溫系數(shù)與導熱系數(shù)一樣，在一定程度上也受導溫系數(shù)與導熱系數(shù)一樣，在一定程度上也受含水率、密度、溫度和熱流方向的影響。導溫含水率、密度、溫度和熱流方向的影響。導溫系數(shù)與溫度的關系亦可看成是溫度與導熱系數(shù)、系數(shù)與溫度的關系亦可看成是溫度與導熱系數(shù)、比熱和密度三者關系的綜合。即導溫系數(shù)隨溫比熱和密度三者關系的綜合。即導溫系數(shù)隨溫度升高而增大。度升高而增大。 4.4.4 木材熱膨脹木材熱膨脹o溫度升高，木材也會產(chǎn)

50、生熱膨脹。但因木材中常含有一定的水分，加熱引起木材溫度升高，水分加速蒸發(fā)引起木材干縮而減小其尺寸，木材干縮數(shù)值較熱膨脹大得多。所以在木材加工時多考慮干縮值，而少注意木材的熱膨膨。 4.4.5 木材耐熱性及熱對木材性質(zhì)和使用的影響木材耐熱性及熱對木材性質(zhì)和使用的影響o4.4.5.1 木材耐熱性及不同溫度段木材熱分解木材耐熱性及不同溫度段木材熱分解o在加熱情況下，不同溫度段對木材性質(zhì)與使用有很大的影響。在加熱情況下，不同溫度段對木材性質(zhì)與使用有很大的影響。o木材加熱到木材加熱到180左右，就有一氧化碳左右，就有一氧化碳CO（27.88%）、氫）、氫H2（4.21%）、甲烷）、甲烷CH4（11.36

51、%）、乙烷）、乙烷C2H6（3.09%）和乙烯和乙烯C2H4（3.72%）等可燃性氣體釋放出；）等可燃性氣體釋放出； o當繼續(xù)加熱使木材溫度上升到當繼續(xù)加熱使木材溫度上升到250290時，木材開始產(chǎn)生放時，木材開始產(chǎn)生放熱反應，分解出更多易燃性氣體，氣體能產(chǎn)生持續(xù)的火苗，但仍熱反應，分解出更多易燃性氣體，氣體能產(chǎn)生持續(xù)的火苗，但仍不是木材本身的燃燒。把產(chǎn)生這種火苗的燃燒狀態(tài)叫無火苗著火，不是木材本身的燃燒。把產(chǎn)生這種火苗的燃燒狀態(tài)叫無火苗著火，把這一溫度稱著火點溫度。若將溫度升到把這一溫度稱著火點溫度。若將溫度升到350450時，木材時，木材能自動著火，把這一溫度叫做發(fā)火點溫度。能自動著火，把

52、這一溫度叫做發(fā)火點溫度。o4.4.5.2 熱對木材性質(zhì)的影響熱對木材性質(zhì)的影響o常溫下，熱對木材使用影響小。但如將木材長常溫下，熱對木材使用影響小。但如將木材長期處于期處于4060下，木材材色會呈現(xiàn)暗褐色，下，木材材色會呈現(xiàn)暗褐色，木材強度逐漸降低，這些表明木材外部與內(nèi)部木材強度逐漸降低，這些表明木材外部與內(nèi)部的化學成分已有所改變。的化學成分已有所改變。o蒸煮加熱處理對木材塑性和強度有一定的影響，但如利用得當蒸煮加熱處理對木材塑性和強度有一定的影響，但如利用得當則可轉(zhuǎn)化成有利因素。則可轉(zhuǎn)化成有利因素。100溫度下長期蒸煮加熱處理木材，溫度下長期蒸煮加熱處理木材，其重量會發(fā)生明顯的損失，并且可導

53、致木材彈性模量減小，力其重量會發(fā)生明顯的損失，并且可導致木材彈性模量減小，力學強度下降，沖擊韌性降低更多。原因在于木材長期受熱后部學強度下降，沖擊韌性降低更多。原因在于木材長期受熱后部分半纖維素分解而引起的，蒸煮加熱引起半纖維素和纖維素分分半纖維素分解而引起的，蒸煮加熱引起半纖維素和纖維素分解的影響要比木材在空氣中受熱大，故木材力學強度下降的程解的影響要比木材在空氣中受熱大，故木材力學強度下降的程度也大。度也大。o木材軟化、木材密化化處理、曲木家具加工和木材干燥等生產(chǎn)木材軟化、木材密化化處理、曲木家具加工和木材干燥等生產(chǎn)上根據(jù)木材的這種特性，可采用適合的溫度和較短時間內(nèi)水煮上根據(jù)木材的這種特性

54、，可采用適合的溫度和較短時間內(nèi)水煮或汽蒸處理木材，不僅可釋放木材內(nèi)部應力、減小木材變形與或汽蒸處理木材，不僅可釋放木材內(nèi)部應力、減小木材變形與開裂，還降低木材的吸濕性和將木材變化的形狀固定，以生產(chǎn)開裂，還降低木材的吸濕性和將木材變化的形狀固定，以生產(chǎn)出滿意的木制品。出滿意的木制品。 4.5 木材的電學性質(zhì)木材的電學性質(zhì)o木材氣干狀態(tài)下，其導電性是極小的，特別是絕干材可視為絕木材氣干狀態(tài)下，其導電性是極小的，特別是絕干材可視為絕緣體，因此木材為交通、電力及其他行業(yè)上重要的絕緣材料之緣體，因此木材為交通、電力及其他行業(yè)上重要的絕緣材料之一。但如果木材中含有水分，特別是在纖維飽和點以下含水率一。但如

55、果木材中含有水分，特別是在纖維飽和點以下含水率W越高，木材導電性愈強。生材為電的導體，雨中樹木被雷電越高，木材導電性愈強。生材為電的導體，雨中樹木被雷電擊倒，原因在此。擊倒，原因在此。o木材電學性質(zhì)包括直流電和交流電的導電性、電絕緣強度、介木材電學性質(zhì)包括直流電和交流電的導電性、電絕緣強度、介電常數(shù)、介電損耗等，這些特性理論與應用研究對發(fā)展木材學電常數(shù)、介電損耗等，這些特性理論與應用研究對發(fā)展木材學基礎理論有重要意義，對木材加工生產(chǎn)線上木材含水率連續(xù)無基礎理論有重要意義，對木材加工生產(chǎn)線上木材含水率連續(xù)無損檢測技術、木材高頻電熱技術、木材微波干燥技術的發(fā)展與損檢測技術、木材高頻電熱技術、木材微

56、波干燥技術的發(fā)展與應用具有實用價值。應用具有實用價值。 4.5 木材的電學性質(zhì)木材的電學性質(zhì)4.5.1 木材的導電性木材的導電性 4.5.2 木材介電性質(zhì)木材介電性質(zhì) 4.5.1 木材的導電性木材的導電性o4.5.1.1 電阻率與電導率電阻率與電導率o導體的電阻與組成該導體的材料有關，即材料的本導體的電阻與組成該導體的材料有關，即材料的本性。評價材料導電性好壞主要用電阻率或電導率來性。評價材料導電性好壞主要用電阻率或電導率來表示。物理學中，電阻等于材料二端的電壓（表示。物理學中，電阻等于材料二端的電壓（V）除以流過該材料的電流（除以流過該材料的電流（I），），oR= V/Io電阻率電阻率等于單

57、位長度（等于單位長度（L）單位截面積（）單位截面積（A）的均）的均勻?qū)Ь€上的電阻值，單位勻?qū)Ь€上的電阻值，單位m。o=R A/L = V A/ I Lo電導率是電阻率的倒數(shù)，用電導率是電阻率的倒數(shù)，用K表示，單位表示，單位Sm。4.5.1.2 木材的導電機理木材的導電機理o木材中因沒有自由移動的電子，它的導電線木材中因沒有自由移動的電子，它的導電線表現(xiàn)出很弱的特性。木材導電中起作用的主表現(xiàn)出很弱的特性。木材導電中起作用的主要是移動的離子，這些離子來源于木材胞壁要是移動的離子，這些離子來源于木材胞壁成分中的離子基，或木材無機成分中的某些成分中的離子基，或木材無機成分中的某些物質(zhì)。木材在直流電場中

58、的極化是呈現(xiàn)電離物質(zhì)。木材在直流電場中的極化是呈現(xiàn)電離現(xiàn)象的典型特性，說明在直流電場下木材中現(xiàn)象的典型特性，說明在直流電場下木材中的離子移動在導電中起重要作用。的離子移動在導電中起重要作用。 4.5.1.3 影響木材直流電導率的因素影響木材直流電導率的因素 o（1）含水率）含水率 o（2）溫度）溫度 o（3）紋理方向）紋理方向 o（4）樹種與木材密度）樹種與木材密度 4.5.2 木材介電性質(zhì)木材介電性質(zhì)o在交流電低頻區(qū)域，木材交流電性質(zhì)與直流電性質(zhì)呈現(xiàn)同樣特在交流電低頻區(qū)域，木材交流電性質(zhì)與直流電性質(zhì)呈現(xiàn)同樣特性：全干狀態(tài)木材電阻極高，為絕緣材料；木材電阻隨含水率性：全干狀態(tài)木材電阻極高，為絕

59、緣材料；木材電阻隨含水率的增加顯著地減小，當達到纖維飽和點以上時，電阻變化率很的增加顯著地減小，當達到纖維飽和點以上時，電阻變化率很小。在低頻區(qū)，歐姆定律對木材介質(zhì)也成立，產(chǎn)生的焦耳熱與小。在低頻區(qū)，歐姆定律對木材介質(zhì)也成立，產(chǎn)生的焦耳熱與直流情況相同。直流情況相同。o木材的介電性質(zhì)主要研究在射頻范圍內(nèi)的介電常數(shù)和介電損耗木材的介電性質(zhì)主要研究在射頻范圍內(nèi)的介電常數(shù)和介電損耗等性質(zhì)。木材工業(yè)中常利用高頻交變電場進行木材的干燥、膠等性質(zhì)。木材工業(yè)中常利用高頻交變電場進行木材的干燥、膠合和曲木加工和木材含水率的測定。為了減低木材導電性能，合和曲木加工和木材含水率的測定。為了減低木材導電性能，增強其

60、絕緣性能，常用石蠟、亞麻仁油及合成樹脂等注入木材。增強其絕緣性能，常用石蠟、亞麻仁油及合成樹脂等注入木材。 o4.5.2.1 介電常數(shù)介電常數(shù)o介電常數(shù)介電常數(shù)是表明木材在交變電場下介質(zhì)極化和儲存電是表明木材在交變電場下介質(zhì)極化和儲存電能能力的一個量。木材的介電常數(shù)是，在交變電場中，能能力的一個量。木材的介電常數(shù)是，在交變電場中，以木材為介質(zhì)所得電容量以木材為介質(zhì)所得電容量(Cw)和在相同條件下以真空和在相同條件下以真空為介質(zhì)所得電容量（為介質(zhì)所得電容量（C0）之比值，用）之比值，用表示。表示。 4.5.2.2 影響介電常數(shù)的因素影響介電常數(shù)的因素 o（1）含水率）含水率 o（2）密度）密度