木質(zhì)材料學5課件

《》演示文稿2第四章木材的顯微結(jié)構(gòu)木材由兩種不同系統(tǒng)的細胞組成

軸向(縱向)系統(tǒng)：

起源于形成層紡錘形原始細胞

徑向(橫向)系統(tǒng)：

起源于射線原始細胞木材細胞的兩向系統(tǒng)A軸向系統(tǒng)B徑向系統(tǒng)4.1.1軸向管胞（即管胞）（一）概念（二）管胞的排列、形狀（三）管胞大小及作用（四）管胞壁上的特征（五）索狀管胞（六）樹脂管胞5針葉樹材管胞4.1.1軸向管胞（即管胞）（一）概念

管胞是針葉樹材中的一種縱行的纖維狀厚壁細胞，兩端封閉尖銳，占木材總體積的90%以上，是組成針葉樹材的主要細胞。

A.馬尾松早材管胞；B.C早、晚材管胞一部分1.徑切面上的紋孔；2.弦切面上的紋孔；3.通向射線管胞的紋孔；4.窗格狀紋孔（二）管胞的排列、形狀

排列：橫切面上管胞均沿徑向排列，同一徑列的管胞起源于同一形成層紡錘形原始細胞。形狀：

早材管胞，兩端呈鈍闊形，細胞腔大壁薄，橫斷面呈四邊形或多邊形；

晚材管胞，兩端呈尖削形，細胞腔壁厚，橫斷面呈扁平狀。如圖（四）管胞壁上的特征1管胞壁上的具緣紋孔：分布：分布在徑面壁，進行弦向輸導；弦面壁上的紋孔多見于年輪末端的幾層細胞，如圖。排列：

早材管胞徑面壁上一般1~2列，不具紋孔道

晚材管胞徑面壁上一般1列，由于胞壁厚，具紋孔道大?。涸绮墓馨麖矫姹谏霞y孔較大，一般直徑15~20μm；

晚材管胞弦面壁上紋孔較小，一般直徑5~12μm。9早材管胞徑面壁具緣紋孔晚材管胞弦面壁具緣紋孔10管胞壁上的螺紋加厚2管胞壁上的螺紋加厚是紫杉屬、黃衫屬、銀杉屬樹種

及云杉屬、落葉松屬部分樹種的特征（三）索狀管胞指軸向排列的成串的短管胞。它比軸向管胞短，細胞呈長矩形，徑壁和端壁均具有具緣紋孔?？v行管胞索狀管胞軸向薄壁細胞分泌薄壁細胞

4.1.2木射線（一）木射線的細胞組成

針葉樹材木射線中包含三種類型的細胞：分泌細胞：分布于木射線中橫向樹脂道的周圍。射線管胞：松科樹種的特征，分布于木射線的上、下邊緣。

硬松射線管胞的內(nèi)壁有鋸齒狀加厚，軟松射線管胞內(nèi)壁平滑。射線薄壁細胞：徑切面上呈長方形，分布于木射線中間區(qū)域。

胞腔內(nèi)常含有深色的樹脂，比周圍顏色深。（二）交叉場及交叉場上紋孔的類型

交叉場：針葉樹材的射線薄壁細胞與縱行管胞的徑面壁相接的區(qū)域稱交叉場。

交叉場上紋孔的特征對于針葉樹材的顯微識別有重要作用。交叉場上紋孔的類型有五種：窗格型：為單紋孔，形狀大，為松屬樹種的特征。松木型：比窗格型小的單紋孔，或具窄緣，無一定形狀，見于松屬木材。云杉型：具窄而稍外延或內(nèi)含的紋孔口，形狀小，紋孔緣窄，為云杉、落葉松、黃杉屬的特征。柏木型：紋孔口較寬，但紋孔緣內(nèi)含、較窄。杉木型：紋孔口內(nèi)含，緣較窄，紋孔口長軸與紋孔緣一致，見于杉科大部分樹種。

（三）木射線的種類單列木射線：木射線細胞僅有一列，或偶爾有兩列所構(gòu)成的木射線，其中不含樹脂道，常見于冷杉、杉木、柏木等樹種。紡錘形木射線：木射線中央有橫向樹脂道存在使木射線呈現(xiàn)紡錘形，常見于有橫向樹脂道的樹種，如松類、云杉、落葉松、銀杉等樹種。

4.1.3軸向薄壁組織（一）軸向薄壁組織的來源來源于形成層同一個紡錘形原始細胞。（二）軸向薄壁組織的特征縱行的、成串排列的薄壁細胞。橫切面上是一個細胞，壁很薄，細胞腔內(nèi)常含有深色的內(nèi)含物；縱切面上是許多長方形細胞連成一串，兩端細胞較尖，具單紋孔。細胞兩端的壁是水平的，且壁上的單紋孔對常形成念珠狀或節(jié)狀突起。1紡錘形原始細胞2軸向薄壁組織3軸向薄壁組織放大軸向薄壁組織（三）軸向薄壁細胞和軸向管胞的區(qū)別（四）軸向薄壁組織的分類（分布形態(tài)）在橫切面上的分布類型有三種：

星散型、切線型、輪界型（五）軸向薄壁組織在木材利用上的特征削弱木材的物理力學性質(zhì)；具有揮發(fā)性的油類，可蒸提出來作為它用或使木材具有較高的耐久性。星散型切線型輪界型4.1.4樹脂道1樹脂道概念：

由薄壁的分泌細胞環(huán)繞而成的孔道，是具有分泌樹脂功能的一種組織，為針葉樹材構(gòu)造特征之一。

根據(jù)樹脂道發(fā)生和發(fā)展可分為正常樹脂道和創(chuàng)傷樹脂道。2正常樹脂道形成組成直徑、長度和分布橫向樹脂道3創(chuàng)傷樹脂道19管胞泌脂細胞死細胞伴生薄壁細胞樹脂道的組成：

1泌脂細胞：側(cè)壁相連，胞壁沒有木質(zhì)化，所以彈性很大。2死細胞：沒有原生質(zhì)，充滿空氣和水分的木質(zhì)化的細胞，沒有彈性，是樹脂道的骨架。3伴生薄壁細胞：內(nèi)含細胞核、原生質(zhì)和貯藏物。管胞泌脂細胞死細胞伴生薄壁細胞樹脂道的直徑、長度和分布

直徑：在具正常軸向樹脂道的六屬中，松屬樹脂道最多也最大，其直徑為60～300μm，落葉松屬次之為40～80μm，云杉屬為40～70μm，銀杉屬和黃杉屬為40～45μm，油杉屬為最小。

長度：平均50cm，最長可達1m，隨樹干高度增高而減小。射線管胞胞間隙管胞伴生薄壁細胞死細胞泌脂細胞橫向樹脂道橫向樹脂道與

軸向樹脂道相通橫向（徑向）樹脂道：分布于紡錘形木射線中，可與軸向樹脂道相通，在具正常樹脂道的六屬中，只油衫屬沒有。4.1.5針葉樹材顯微結(jié)構(gòu)概覽圖示針葉樹材顯微結(jié)構(gòu)分子管胞管胞一部分放大早、晚材管胞索狀管胞軸向薄壁細胞管胞交叉場射線薄壁細胞射線管胞針葉樹材顯微結(jié)構(gòu)三切面

弦切面單列木射線及紡錘形木射線，后者含橫向樹脂道，管胞末端徑壁紋孔剖視

橫切面管胞是主要構(gòu)成細胞，呈徑向排列，有軸向樹脂道，年輪交界處明顯

徑切面軸向管胞徑面壁上紋孔、眉條，交叉場紋孔窗格狀，射線管胞內(nèi)壁齒狀加厚4.2闊葉樹材的顯微結(jié)構(gòu)引言除水青樹、昆欄樹極少數(shù)樹種外，都具有導管，故稱闊葉樹材為有孔材。闊葉樹材的組成細胞及結(jié)構(gòu)闊葉樹材構(gòu)造特點：與針葉樹材相比，

導管：20%木纖維：50%木射線：17%軸向薄壁組織：2~50%闊葉樹材管胞樹膠道結(jié)構(gòu)復雜，排列不規(guī)整，材質(zhì)不均勻。各類細胞的形狀、大小和壁厚相差懸殊。4.2.1導管1導管和導管分子的概念2導管分子的形狀和大小3管孔的分布于組合4穿孔和穿孔板5導管分子壁上的紋孔排列6導管分子上的螺紋加厚7導管的內(nèi)含物301有關(guān)概念：導管：由一連串的導管分子末端與末端順紋相連形成的管狀組織叫導管，約占樹木總體積的20％。是由管胞演化而成的一種進化組織，專司輸導作用。導管分子：構(gòu)成導管的單個細胞。管孔：木材橫切面上導管呈孔穴狀，稱管孔。如圖

早材管孔晚材管孔

2導管分子的形狀和大小

形狀：常見有鼓形、紡錘形、圓柱形和矩形等，一般早材部分多為鼓形，而晚材部分多為圓柱形和紡錘形。大小:以測量弦向直徑為準。小者可小于25μm，大者可大于400μm。通?？梢杂?00～200μm定為中等，小于100μm者為小，大于200μm者為大。長度：隨樹種、樹齡、部位而異，短者小于175μm，長者可大于1900μm.

鼓形圓柱形紡錘形

3管孔的分布與組合：不同樹種管孔分布不同，有環(huán)孔材、散孔材、半散孔材之分。管孔組合：有四種方式

單管孔復管孔管孔鏈管孔團

4穿孔和穿孔板穿孔：兩個導管分子縱向相連時，其端壁相通的孔隙稱為穿孔。穿孔板：在二個導管分子端壁間相互連接的細胞壁稱為穿孔板。

34單穿孔復穿孔梯狀穿孔網(wǎng)狀穿孔根據(jù)穿孔板上穿孔的個數(shù)不同，穿孔又分為：

導管分子的形狀和穿孔單穿孔梯狀穿孔網(wǎng)狀穿孔圓柱形紡錘形鼓形導管分子上的穿孔單穿孔梯狀穿孔網(wǎng)狀穿孔網(wǎng)狀穿孔5導管分子壁上的紋孔排列

導管與木纖維、管胞、軸向薄壁組織間的紋孔，一般無固定排列形式。而導管與射線薄壁細胞，導管與導管間的紋孔，常有一定的排列形式，是重要的識別特征。

梯狀

對列互列導管間紋孔排列形式有三種：

梯狀紋孔式對列紋孔式互列紋孔式對列紋孔互列紋孔

6導管分子壁上的螺紋加厚一般常存在于單穿孔的木材導管中，或單穿孔和梯狀穿孔同時存在的木材導管中。環(huán)孔材中，常見于晚材導管；散孔材早晚材都有可能具有。

7導管的內(nèi)含物侵填體

形成過程：當闊葉樹邊材轉(zhuǎn)變?yōu)樾牟臅r，導管周圍的薄壁細胞及其原生質(zhì)通過紋孔擠入導管，并在導管內(nèi)生長、發(fā)育，局部或全部占據(jù)管腔形成。如圖

發(fā)生部位：與薄壁組織相鄰接的導管腔內(nèi)。

與擬侵填體的異同：

擬侵填體是當針葉樹材中的樹脂外流時，泌脂細胞膨大而形成的。發(fā)生在針葉樹材樹脂道內(nèi)。39樹膠及其它內(nèi)含物呈不規(guī)則塊狀填充在導管中或成隔膜狀填充在穿孔部位。樹膠常為紅色或褐色，也有特殊顏色的，如蕓香科木材導管內(nèi)有黃色樹膠，烏木有黑色樹膠。40樹膠4.2.2木纖維1定義：是闊葉樹材中兩端尖削，呈長紡錘形，腔小壁厚起支持作用的厚壁細胞，是闊葉樹材的主要組成細胞，占闊葉材體積的50%。2纖維的種類3纖維的長度和直徑平均纖維長度為1mm,分為7級平均直徑大約30μm，分為5級4纖維胞壁厚度根據(jù)胞腔與胞壁的比例分為

甚薄、中等、甚厚三種。412纖維的種類根據(jù)壁上紋孔類型分為兩種：這兩類木纖維可分別存在，也可同時存在于同一樹種中。它們的功能主要是支持樹體，承受力學強度的作用。某些樹種中存在特殊木纖維

纖維狀管胞：有具緣紋孔韌型纖維：有單紋孔分隔木纖維膠質(zhì)木纖維纖維狀管胞：

標準的纖維細胞，胞壁厚，胞腔小，兩端尖削，壁上具有具緣紋孔。其次生壁的內(nèi)層平滑或有螺紋加厚。韌型纖維：細長紡錘形，末端略尖削，偶呈鋸齒狀或分岐狀。其細胞壁較厚，胞腔較窄，具單紋孔，紋孔小而少，是比較進化的支持組織。纖維管胞韌型纖維隔膜木纖維：

指細胞腔中具有薄的水平橫膈膜組織的纖維管胞或韌型纖維。在具有較大單紋孔的韌型纖維中出現(xiàn)較多。膠質(zhì)木纖維：

是指尚未木質(zhì)化的，胞腔內(nèi)壁呈膠質(zhì)狀的木纖維，即次生壁呈膠質(zhì)狀態(tài)的韌型纖維或纖維狀管胞，通常出現(xiàn)膠質(zhì)狀態(tài)的韌型纖維多。

隔膜木纖維膠質(zhì)木纖維4.2.3軸向薄壁組織1概念：由形成層紡錘形原始細胞衍生成兩個或兩個以上的具單紋孔的薄壁細胞，縱向串聯(lián)而成的軸向組織。其功能主要是貯藏和分配養(yǎng)分。

2分類：據(jù)與導管連生的情況，分為離管型和傍管型兩類。

離管型又有星散狀、切線狀、帶狀、輪末、輪始狀；

傍管型又有稀疏傍管狀、環(huán)管狀、翼狀、聚翼狀、帶狀。如圖闊葉樹材中軸向薄壁組織遠比針葉樹材發(fā)達，其分布形態(tài)多種多樣，是鑒定闊葉樹材的重要特征之一。3薄壁組織中的一些變態(tài)細胞

翼狀46

星散型切線型網(wǎng)狀稀疏傍管型

軸向薄壁組織的分布類型

環(huán)管束狀翼狀聚翼狀寬帶狀紡錘形薄壁細胞：

由單獨一個紡錘形原始細胞分生出的不再分裂的薄壁細胞，兩端較尖，形狀類似于短的纖維，但具薄壁細胞的性狀。在具疊生形成層的樹種中常見。分隔薄壁細胞異細胞油細胞結(jié)晶細胞石細胞結(jié)晶細胞4.2.4木射線1概念：位于形成層以內(nèi)的木質(zhì)部中，呈帶狀并沿徑向延長的薄壁細胞集合體。闊葉樹材的木射線比較發(fā)達，含量較多，為闊葉樹材的主要組成部分，約占木材總體積的17%。2木射線大?。?/p>

指寬度和高度計，以細胞個數(shù)或用微米計。

闊葉樹材木射線寬度變化很大，從一個細胞（如楊木）到幾十個（如榿木）的都有。

3木射線種類以木射線的寬度分：單列木射線：寬度僅一個細胞，如楊、柳等少數(shù)樹種存在。多列木射線：射線寬度為2列以上的細胞，幾乎存在于闊葉樹材的絕大部分樹種。聚合木射線：許多單獨的木射線聚集在一起，由其它軸向分子所分隔。如懸鈴木、榿木。櫟式射線：由單列木射線和極寬木射線組成。如櫟木、米櫧等。

昆蘭樹的單列及多列木射線懸鈴木的聚合木射線4木射線中的細胞組成及木射線類型射線中的細胞類型：橫臥細胞、直立細胞、方形細胞

根據(jù)組成射線的細胞不同對木射線進行的分類：

同型木射線：全部由橫臥射線薄壁細胞組成的射線。

異型木射線：由橫臥和直立或方形射線薄壁細胞組成的射線。

同型木射線同型單列同型多列異型木射線異型單列異型多列異型Ⅰ型異型Ⅱ型異型Ⅲ型同形單列射線同形多列射線異形單列射線異形Ⅰ型異形Ⅱ型異形Ⅲ型

4.2.5闊葉樹材管胞

僅少數(shù)樹種內(nèi)可見，亦不占主要地位。長度較針葉樹材管胞短得多，且形狀不規(guī)則?？煞譃榄h(huán)管管胞和導管狀管胞兩類。1環(huán)管管胞:位于環(huán)孔材大導管周圍，壁上具明顯的小具緣紋孔，略似不規(guī)則形狀的管胞，不成一定的軸向排列，由于受導管的擠壓多呈扁平狀。2導管狀管胞：

又叫維管管胞，多存在于晚材，形狀類似小導管，但不具穿孔。上、下端頭傾斜方向相反，以具緣紋孔溝通。4.2.6胞間道指不定長度的細胞間隙，通常儲存著由泌脂細胞或泌膠細胞所分泌的樹脂或樹膠。雙子葉類木材的胞間道通常稱為樹膠道。

53軸向樹膠道徑向樹膠道（柳桉）（黃連木）1正常樹膠道與受傷樹膠道正常樹膠道有軸向和徑向兩種。受傷樹膠道橫切面上為切線狀，見于金縷梅科的楓香和蕓香科所屬木材中。2樹膠道的形成過程：裂生：薄壁細胞相互分離而形成長的細胞間隙，間隙周圍的細胞變成分泌細胞，向間隙中分泌樹膠。溶生：薄壁組織細胞自動破壞或者分解形成，通常在成熟的細胞之間發(fā)生。裂—溶生：形成層細胞之間首先相互分離形成細胞間隙，間隙周圍的細胞再自動分解而使細胞間隙擴大形成。

3樹膠道內(nèi)容物：樹膠、樹脂、芳香油、單寧等4.2.7闊葉樹材的顯微結(jié)構(gòu)概覽

導管分子紡錘形原始細胞直立細胞韌型纖維分隔纖維纖維管胞環(huán)管管胞導管狀管胞軸向薄壁細胞軸向薄壁組織分泌細胞紡錘形薄壁細胞方形細胞分泌細胞橫臥細胞射線原始細胞闊葉樹材的顯微結(jié)構(gòu)分子

2闊葉樹材的顯微結(jié)構(gòu)三切面（以香樟為例）56

橫切面半散孔材，晚材單、復管孔；軸向薄壁組織傍管狀徑切面異型木射線；軸向薄壁細胞縱列中有油細胞；導管槽大

弦切面木射線2-3列寬，上下端部都有油細胞闊葉樹材的顯微結(jié)構(gòu)立體結(jié)構(gòu)

4.2.8闊葉材與針葉材顯微結(jié)構(gòu)的區(qū)別

1在組織結(jié)構(gòu)上的區(qū)別：

有無導管；構(gòu)成細胞種類、多少；細胞的排列2在射線組織上的區(qū)別：

3在薄壁組織上的區(qū)別：4在胞間道上的區(qū)別：5所含礦物質(zhì)不同：59針葉樹材管胞是主要分子，