木材的物理性質(zhì)

關(guān)于木材的物理性質(zhì)第1頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三第5章木材的物理性質(zhì)目錄5.6木材的聲學性質(zhì)5.5木材的電學性質(zhì)5.4木材的熱學性質(zhì)5.3木材的密度5.2木材的干縮與濕脹5.1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第2頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三5.1木材中的水分本節(jié)重點與難點：木材纖維飽和點和木材的吸濕性重點掌握：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)上指導意義。第3頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三5.1.1木材含水率及其測定5.1.2木材的纖維飽和點5.1.3木材的吸濕性5.1.4木材中水分的移動5.1.5木材的吸水性5.1木材中的水分目錄5.1.6木材透水性第4頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三5.1.1木材含水率及其測定5.1.1.1木材中水分存在的狀態(tài)

自由水

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)水和細胞腔內(nèi)水蒸汽兩部分。影響到木材重量、燃燒性、滲透性和耐久性，對木材體積穩(wěn)定性、力學、電學等性質(zhì)無影響。吸著水

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。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。

化合水

是指與木材細胞壁物質(zhì)組成呈牢固的化學結(jié)合狀態(tài)的水。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。

第5頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三5.1.1木材含水率及其測定5.1.1.2木材含水率種類與測定方法1）木材含水率定義絕對含水率

相對含水率W絕─絕對含水率，%;W相─相對含水率，%；G0─全干木材的重量，g;Gw─測定時木材重量，g第6頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三2）木材含水率的測定方法干燥法

是將欲測含水率的木材稱其初重（Gw）后放入烘箱，先在60℃低溫下烘干2小時，之后將溫度調(diào)至103±2℃，連續(xù)烘干8－10h后至重量（G0）不變

蒸餾法2~3mm厚度的碎木置于三角瓶中，加熱蒸餾；水蒸汽與二甲苯蒸汽進入冷卻器，經(jīng)冷凝的液體即流入受器中，水分重沉至下部，多余的二甲苯則沿側(cè)管返回瓶中.蒸餾法測定木材含水率

5.1.1木材含水率及其測定第7頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三5.1.1木材含水率及其測定電測法

電測法是利用木材電學性質(zhì)如電阻率、介電常數(shù)和損耗因素等與木材含水率的關(guān)系設計出一種測濕儀。

電阻式交流介電式

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：7~28%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，測量范圍：可由絕干材至飽和含水率。但由于制造上的困難，實際上測濕范圍是有所限制。

木材含水率測定儀第8頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三感應式水分測定儀測量原理:電磁波感應木材水分,不損壞木材,測量精度高,測量范圍:0~50%插入式木材測濕儀測量原理:電阻式測量木材水分木材測濕儀第9頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三5.1.1.3木材含水率的變化與分類

1）木材含水率的變化

樹種間差異：不同樹種，含水率不同株內(nèi)差異，心材小于邊材；如云南松邊材含水率為106%，而心材含水率為55%；楓香的邊材含水率為137%，而心材含水率為79%。5.1.1木材含水率及其測定第10頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三2）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自由水結(jié)合水細胞壁細胞腔纖維飽和點23~33%濕材狀態(tài)>100%生材狀態(tài)>50%氣干狀態(tài)10~18%絕干狀態(tài)0第11頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三5.1.2木材的纖維飽和點5.1.2.1纖維飽和點定義及其意義纖維飽和點指木材細胞壁吸著水處于飽和狀態(tài)而細胞腔無自由水時稱為木材纖維飽和點，此時的含水率為纖維飽和點含水率。纖維飽和點含水率平均約為30%。纖維飽和點是木材多種材性的轉(zhuǎn)折點就大多數(shù)木材力學性質(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維飽和點以下時，其強度隨含水率之減低而增加，如圖所示第12頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三返回第13頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三5.1.3木材的吸濕性5.1.3.1木材吸濕性及其產(chǎn)生原因木材細胞壁結(jié)構(gòu)特點:如圖所示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)。木材吸濕性產(chǎn)生的條件:空氣中的水蒸汽壓力與木材表面水蒸汽壓力不相等木材發(fā)生吸濕內(nèi)因:纖維素和半纖維素等化學結(jié)構(gòu)中有許多自由羥基(一OH)木材吸濕的空間位置:細胞壁中無定形區(qū)域第14頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三木材管胞細胞壁微細結(jié)構(gòu)

細胞壁內(nèi)微纖絲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)自由羥基的由來?木材細胞壁結(jié)構(gòu)返回第15頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三5.1.3木材的吸濕性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第16頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三討論:自由水與吸著水的性質(zhì)是否相同，為什么？第17頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三5.1.3.2木材吸濕滯后現(xiàn)象吸濕: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的現(xiàn)象。解吸:空氣的蒸氣壓力小于木材表面的水蒸氣壓力時，木材中水分向空氣中蒸發(fā)的現(xiàn)象。吸濕滯后:在相同的大氣溫度和相對濕度條件下，干燥木材的吸濕過程所能達到的最大含水量總是低于潮濕木材解吸過程所能達到的最小含水量，這種解吸穩(wěn)定含水率大于吸濕穩(wěn)定含水率現(xiàn)象稱為木材吸濕滯后。5.1.3木材的吸濕性第18頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三5.1.3木材的吸濕性吸濕滯后=W解吸-W吸濕，范圍為1%~5%，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：

木材吸濕與解吸曲線關(guān)系第19頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三5.1.3.3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木材的吸濕性木材平衡含水率圖第20頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三5.1.3木材的吸濕性木材平衡含水率測定方法：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，含水率不再變化，測定此的木材含水率。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？木材平衡含水率是一個動態(tài)值：與環(huán)境的溫、濕度條件、木材尺寸等有關(guān)，地區(qū)間存在差異。

第21頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三討論：木材平衡含水率在木材加工中的應用第22頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三5.1.4木材中水分的移動木材水分移動的主要通道與機理木材細胞中的主要空隙:含水率高于纖維飽和點時:毛細管張力差引起的液態(tài)水沿著細胞腔與紋孔的移動。在纖維飽和點以下:①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。②在毛細管力作用下，吸著水沿著細胞壁內(nèi)微內(nèi)細管系統(tǒng)的移動。③兩種路徑相互交替移動。第23頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三5.1.5木材的吸水性木材浸于水中吸收水分的能力，稱為木材的吸水性。

木材吸水性的影響因素：樹種、時間

木材吸水性的測定：

20×20×20mm試樣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。第24頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三5.1.6木材透水性液體或水借其本身的吸力或外界的壓力滲入木材內(nèi)部的能力稱為木材的透水性。透水性與木材加工的關(guān)系：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(guān)系密切。木材透水性大，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其不利的條件，水桶用材應選用滲透小的木材。如釀造葡萄酒的酒桶選用侵填體含量較多的麻櫟等木材。

第25頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三水分或液體透水性影響因素：液體性質(zhì)、溫度、樹種（內(nèi)含物與具侵填體等）、心材、邊材、紋理方向等而異。討論：心材與邊材的滲透性比較，哪一種滲透性好，為什么？第26頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.2木材的干縮與濕脹4.2.1木材干縮與濕脹

4.2.2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

4.2.4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

第27頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.2.1木材干縮與濕脹4.2.1.1木材干縮和濕脹現(xiàn)象（1）木材干縮和濕脹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)象稱之為濕脹。（2）木材干縮（濕脹）的種類木材的干縮分為線干縮與體積干縮二大類。

第28頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三縱向干縮是沿著木材紋理方向的干縮，其收縮率數(shù)值較小，僅為0.1—0.3%，對木材的利用影響不大。橫紋干縮中，徑向干縮是橫切面上沿直徑方向的干縮，其收縮率數(shù)值為3—6%；弦向干縮是沿著年輪切線方向的干縮，其收縮率數(shù)值為6—12%，是徑向干縮的1-2倍。

第29頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.2.1.2影響木材干縮和濕脹主要因素影響因素：（1）樹種

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。第30頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三樹種徑向干縮弦向干縮體積干縮樹種徑向干縮弦向干縮體積干縮云南松4.469.5513.86白桉4.97.813.3杉木2.997.3510.35北方紅櫟4.08.613.7長白落葉松3.288.8312.11黑胡桃木5.57.812.8馬尾松3.698.9512.62美國側(cè)柏2.45.06.8海岸花旗松4.87.612.4楊木3.157.2811.01加州鐵杉4.27.812.4西岸云杉4.37.511.5部分樹種木材的干縮率/%

第31頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三（2）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(guān)系

第32頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三晚材率（％）干縮率（％）弦向干縮率徑向干縮率20－2525－3030－3535－4040以上6.67.68.18.68.63.44.24.34.85.8馬尾松晚材率與橫紋干縮的關(guān)系

樹種年輪中早材與晚材干縮率（％）弦向徑向體積冷杉松木落葉松早材晚材早材晚材早材晚材5.6810.928.0511.267.1112.252.899.852.918.223.2310.198.7719.9710.8618.8710.3420.96早晚材與干縮的關(guān)系

第33頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三（4）樹干中的部位

第34頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.2.2木材干縮與濕脹各向差異的原因

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(guān)。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(guān)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。第35頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.2.2.1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1-1試樣干燥前尺寸1-2試樣干燥橫向尺寸變化2-1試樣干燥前尺寸2-2試樣干燥縱向尺寸變化

第36頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三木材細胞壁次生壁中間層微纖絲主軸是由C-C、C-O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微纖絲排列方向與主軸不完全平行，而成10—30o的夾角，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。

第37頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.2.2.2徑向與弦向干縮差異的原因（1）早材與晚材的影響

（2）徑向木射線的抑制作用

（3）細胞徑向壁與弦向壁中木素含量的差異的影響

（4）木材各種細胞干燥過程本身不均勻收縮

（5）徑壁、弦壁紋孔數(shù)量及其周圍纖絲角度變大的影響

第38頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.2.3木材干縮的評價指標與測定方法4.2.3.1木材干縮性的評價指標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)和差異干縮來表達。（1）氣干干縮率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。βW=(Lmax–Lw)×100%/LmaxβvW=(Vmax–Vw)×100%/Vmax第39頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三（2）全干干縮率

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。（3）干縮系數(shù)干縮系數(shù)是指吸著水每變化１％時木材的干縮率變化值，用K來表式。弦向、徑向、縱向和體積干縮系數(shù)分別記為KT、KR、KL和KV。KT、R、L＝βW／(W1－W2)KV＝（Vw-Vo）100%/VoW（4）差異干縮木材弦向干縮與徑向干縮的比值稱為差異干縮。第40頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.2.3.2木材干縮的測定（1）試樣要求：用飽和水分的濕材制作，尺寸為20×20×20mm，標準的縱向、徑向和弦向。（2）方法與步驟

①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20±2℃的蒸餾水中，至尺寸穩(wěn)定后再測定。②將測量后的試樣進行氣干，在氣干過程中，用2~3個試樣每隔6h試測一次弦向尺寸，至連續(xù)兩次試測結(jié)果的差值不超過0.02mm時，即可認為達到氣干。③將測定后的試樣放至烘箱中，開始時保持溫度60℃6個小時；然后，升溫至103±2℃，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。第41頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.2.4木材干縮和濕脹對木材加工和使用的影響

4.2.4.1變形木材干燥后，因為各部分的不均勻干縮而使其形狀改變，謂之變形。（1）板方材橫斷面上的變形

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，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，第42頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三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

第43頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三①若為徑切板(包含髓心)其兩端干縮甚大，中間干縮較小，結(jié)果變?yōu)榧忓N狀，圖4-12中1。②若為徑切板(不包含髓心)干縮頗為均勻，其端面近似矩形，圖4-12中2。③若板材表面與年輪成45℃角，干縮后兩端收縮甚大，長方形變?yōu)椴灰?guī)則形狀，圖4-12中3。④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4-12中4。⑤木材端面與年輪成對角線，干縮后，正方形變?yōu)榱庑危瑘D4-12中5。⑥木材端面為圓形，干縮后，變?yōu)槁研位驒E圓形，圖4-12中6。⑦若為弦切板端面，干縮后，兩側(cè)向上翹起，圖4-12中7。第44頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三（2）板方材長度方向上縱切面的變形原木鋸成板材后，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，其形狀與其在木材橫切面上的位置有很大的關(guān)系

板材縱向上變形

第45頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.2.4.2開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，此乃木材縱向分子與木射線相交之處的結(jié)合力弱所致。

木材各種開裂形式

第46頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.2.4減少木材干縮、濕脹的方法

4.2.4.1高溫干燥、降低木材吸濕性

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，半纖維素降解物與木素分子上基團聚合封閉羥基，降低木材吸濕性。第47頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.2.4.2利用徑切板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。4.2.4.3利用木芯板將細木條用合成樹脂膠粘成合木，這樣不過分考慮木材的年輪方向，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)。

第48頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.2.4.4機械抑制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特點，使材料趨于均勻一致。4.2.4.5表面涂飾油漆利用涂料、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，可以降低木材對大氣濕度變化敏感性，延緩木材吸濕速度，減少脹縮。第49頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.2.4.6充脹與改性用聚已二醇、尿素、醋酸酐等低分子的聚合物注入木材，置換木材中水分，對本材起有效膨脹作用，使木材干縮極小。

第50頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.3木材的密度4.3.1木材物質(zhì)比重與孔陷度

4.3.2木材密度

4.3.3木材密度的意義及影響木材密度的因素

第51頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.3.1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。木材實際密度：把木材細胞壁內(nèi)的那一部分空隙也除去。第52頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.3.1.2木材的空隙度木材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空隙度。第53頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.3.1.3木材物質(zhì)比重的測定方法木材物質(zhì)比重測定時，必須用流體介質(zhì)置換木材中的空陷，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，呈依次降低趨勢。第54頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.3.2木材密度4.3.2.1木材密度單位體積內(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g／cm3，kg／m3。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體積。木材的密度除極少數(shù)樹種外，通常小于1g／cm3。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。

第55頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.3.2.2木材密度種類及其測定方法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。（1）基本密度全干材重量除以飽和水分時木材的體積為基本密度。（2）生材密度生材密度是生材重量除以生材的體積。（3）氣干密度氣干材重量除以氣干材體積為氣干密度。（4）全干材密度木材經(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。第56頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.3.2.3木材密度的測定任一含水率狀態(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，且比較準確，因此關(guān)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。

（1）直接量測法

（2）水銀測容器法

（3）排水法

（4）快速測定法

第57頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.3.3木材密度的意義及影響木材密度的因素4.3.3.1木材密度的意義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。4.3.3.2影響木材密度變化的因素（1）樹種

（2）年輪寬度與晚材率

（3）樹木體內(nèi)不同的部位

（4）栽培環(huán)境

（5）含水率

第58頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.4木材的熱學性質(zhì)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、木段蒸煮及單板的快速干燥等方面重要意義。

第59頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.4木材的熱學性質(zhì)4.4.1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

4.4.3木材的導溫系數(shù)（熱擴散率）

4.4.4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

第60頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.4.1木材熱容量與比熱某物質(zhì)平均溫度升高１℃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。第61頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.4.2木材的導熱系數(shù)（導熱系數(shù)）及其影響因素4.4.2.1木材的導熱系數(shù)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。第62頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.4.2.2木材的導熱系數(shù)影響木材導熱系數(shù)的因素（1）木材密度木材導熱系數(shù)隨木材密度的增加而增大，二者近呈直線關(guān)系。（2）木材含水率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)將增大。（3）溫度導熱系數(shù)與熱力學溫度成正比，導熱系數(shù)隨溫度升高而增高。（4）熱流方向木材順紋方向的導熱系數(shù)遠較橫紋大。第63頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.4.3木材的導溫系數(shù)（熱擴散率）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)過程中，各點溫度迅速趨于一致的能力。導溫系數(shù)越大，材料中各點達到同一溫度的速度就越快。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。導溫系數(shù)與溫度的關(guān)系亦可看成是溫度與導熱系數(shù)、比熱和密度三者關(guān)系的綜合。即導溫系數(shù)隨溫度升高而增大。

第64頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.4.4木材熱膨脹溫度升高，木材也會產(chǎn)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。第65頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.4.5木材耐熱性及熱對木材性質(zhì)和使用的影響4.4.5.1木材耐熱性及不同溫度段木材熱分解在加熱情況下，不同溫度段對木材性質(zhì)與使用有很大的影響。木材加熱到180℃左右，就有一氧化碳CO（27.88%）、氫H2（4.21%）、甲烷CH4（11.36%）、乙烷C2H6（3.09%）和乙烯C2H4（3.72%）等可燃性氣體釋放出；當繼續(xù)加熱使木材溫度上升到250－290℃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350－450℃時，木材能自動著火，把這一溫度叫做發(fā)火點溫度。第66頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.4.5.2熱對木材性質(zhì)的影響常溫下，熱對木材使用影響小。但如將木材長期處于40—60℃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)部的化學成分已有所改變。第67頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三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。100℃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度也大。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)出滿意的木制品。第68頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.5木材的電學性質(zhì)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W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。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(shù)、木材高頻電熱技術(shù)、木材微波干燥技術(shù)的發(fā)展與應用具有實用價值。第69頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.5木材的電學性質(zhì)4.5.1木材的導電性

4.5.2木材介電性質(zhì)

第70頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.5.1木材的導電性4.5.1.1電阻率與電導率導體的電阻與組成該導體的材料有關(guān)，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（I），R=V/I電阻率ρ等于單位長度（L）單位截面積（A）的均勻?qū)Ь€上的電阻值，單位Ω·m。ρ=RA/L=VA/IL電導率是電阻率的倒數(shù)，用K表示，單位S／m。第71頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.5.1.2木材的導電機理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的離子移動在導電中起重要作用。

第72頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.5.1.3影響木材直流電導率的因素

（1）含水率

（2）溫度

（3）紋理方向

（4）樹種與木材密度

第73頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.5.2木材介電性質(zhì)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)生的焦耳熱與直流情況相同。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，增強其絕緣性能，常用石蠟、亞麻仁油及合成樹脂等注入木材。第74頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.5.2.1介電常數(shù)介電常數(shù)ξ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，以木材為介質(zhì)所得電容量(Cw)和在相同條件下以真空為介質(zhì)所得電容量（C0）之比值，用ξ表示。第75頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.5.2.2影響介電常數(shù)的因素

（1）含水率

（2）密度

（3）紋理方向

（4）頻率

第76頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.5.2.3利用介電常數(shù)測定木材含水率交流介電式水分測定儀的基本原理是在一定頻率下木材的介電常數(shù)和損耗角正切隨木材含水率的不同而變化。這種水分測定儀所用的頻率在射頻范圍內(nèi)，如繼續(xù)提高頻率，使用波長1～1，000mm范圍內(nèi)的水分測定儀稱微波水分測定儀。介電式水分測定儀，其含水率測定范圍比電阻式大，理論上可測定全干至飽和水狀態(tài)的任一含水率，但要能適應含水率很高，則制造上尚有一定難度．第77頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.5.2.4木材的介電損耗（1）功率因數(shù)和損耗角正切施加交流電壓于以木材為介質(zhì)的電容器極板上，施加的電壓和電流間有一相位角θ。它是總電流IT和電阻電流IR之間的夾角。功率因數(shù)就是該相位角的余弦，以cosθ表示。第78頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三（2）介電損耗率(損耗因數(shù))介電損耗率ε〃

，是與能量損失成正比的量，數(shù)值上等于介電常數(shù)與損耗角正切的乘積，ε〃

=ε＇

?tgδ,ε＇為木材的介電常數(shù)。木材的介電損耗率ε〃主要為tgδ所左右。木材作為介電材料時，希望介電損耗盡量?。划斣诟哳l加熱和膠合木材時，希望介電損耗大，功率因數(shù)高，發(fā)熱量大，使木材的加熱和膠合效果好。

第79頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三（3）高頻電熱干燥木材與高頻膠合技術(shù)木材置于高頻電場中，在交變電流作用下，木材中的水分從原來不規(guī)則位置，到按電流和磁場方向作有規(guī)律得運動．由于電流方向的迅速改變，水分子被迫隨之轉(zhuǎn)動，這種轉(zhuǎn)動每秒可達1000萬次以上，由于水分子急劇運動，相互摩擦產(chǎn)生熱量，使水分汽化，從而提高了木材內(nèi)部蒸汽壓而向外蒸發(fā)，木材逐漸干燥。第80頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三高頻電熱應用在膠合上，可使膠合劑獲得選擇加熱。濕膠和干木材的介電性不同，濕膠比干木材更易接受高頻電能，使高頻能量集中在膠合線上，膠合劑很快熱聚合，一般只需幾秒到幾十秒時間，但這種膠合只適用于熱固性樹脂膠。膠合時，木材含水率不高于12％~15％為宜，其中以8%~12%為最好。木材密度不宜過大，如木材密度過大或含水率過高時，選擇性加熱效果差。因它們均能增加介電損耗，使木材吸收電場能量增大。此外，木材密度和水分增加，還能提高木材的熱傳導性．從而降低膠縫的加熱溫度。第81頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.6木材聲學性質(zhì)4.6.1聲音的基本特性

4.6.2木材的傳聲特性

4.6.3木材的振動特性

4.6.4.木材的聲輻射性能和內(nèi)摩擦衰減

4.6.5木材對聲的反射、吸收和透射

4.6.6木材振動聲學特性的應用

第82頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.6.1聲音的基本特性聲音是傳播中的能量，它的強度是通過垂直于傳播方向上單位面積的功率，單位為W／cm2。人耳對聲音的感覺與它的頻率有關(guān)，同樣強度較低頻率的聲音比高頻率的聲音響度大。人耳平均可聽到的最微弱的聲音強度叫做聽覺閾，在1000Hz時是10-8W／crn2。測量一個聲音的強度級時，可將它的強度與這個聽覺閾的強度進行比較。由于人耳能感覺到的聲音強度范圍很廣，通常用對數(shù)強度級來反映。

第83頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.6.2木材的傳聲特性木材傳聲特性的主要指標為聲速v。木材是各向異性材料，木材傳聲特性具有明顯的方向性和規(guī)律性。木材順紋方向聲音傳播速度v‖明顯大于橫紋方向v┻(如下表)，二者關(guān)系如下，v‖/v┻=(E‖/E┻)1/2第84頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三樹種平均密度g/cm3順紋動彈性模量Gpa橫紋動彈性模量Gpa順紋聲速ms-1橫紋聲速ms-1v‖/v┻魚鱗云杉0.45011.550.2652987836.7紅松0.40410.090.2749198186.0木0.63712.661.23442213683.2水曲柳0.58512.431.61463816422.8椴木0.41412.210.61537013603.9六種國產(chǎn)木材動彈性模量與傳聲速度第85頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三樹種順紋聲速徑向聲速弦向聲速v‖/vRv‖/vT松樹冷杉櫟木樺木50304600417536251450152516651995850860140015353.473.022.511.825.925.352.982.35聲在木材各個方向的傳播速度(m/s)

第86頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.6.3木材的振動特性

當一定強度的周期機械力或聲波作用于木材時，木材按照其固有頻率發(fā)生振動，其連續(xù)振動的時間、振幅的大小取決于作用力的大小和振動頻率。由于內(nèi)部摩擦的能量衰減作用，木材這種振動的振幅不斷地減小，直至振動能量全部衰減消失為止。這種振動為衰減的自由振動或阻尼自由振動。第87頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三木材振動的三種基本類型a為縱向振動b1為二端自由，在節(jié)點處支撐的橫向振動b2為—端被固定另一端自由的橫向振動c—扭轉(zhuǎn)振動

第88頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.6.3.1縱向振動縱向振動是振動單元(質(zhì)點)的位移方向與由此位移產(chǎn)生的介質(zhì)內(nèi)應力方向相平行的振動設木棒長度為L，密度為ρ，動彈性模量為E，則長度方向的聲速v和基本共振頻率fr，有下列關(guān)系：v=(E/ρ)1/2，fr=v/2L=(E/ρ)1/2/2L

第89頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.6.3.2橫向振動橫向振動是振動元素位移方向和引起的應力方向互相垂直的運動。橫向振動包括彎曲運動。通常在木結(jié)構(gòu)和樂器上使用的木材，在工作時主要是橫向彎曲振動，如鋼琴的音板(振動時以彎曲振動為主，但屬于復雜的板振動)與木橫梁靜態(tài)彎曲相對應的動態(tài)彎曲振動等，可以認為是橫向振動。第90頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.6.3.3扭轉(zhuǎn)振動扭轉(zhuǎn)振動是振動元素的位移方向圍繞試件長軸進行回轉(zhuǎn)，如此往復周期性扭轉(zhuǎn)的振動第91頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.6.4.木材的聲輻射性能和內(nèi)摩擦衰減

4.6.4.1木材內(nèi)部聲摩擦衰減木材在受瞬時沖擊力產(chǎn)生橫向振動，或在受迫振動過程中突然中止外部激振力，那么，隨著時間的變化，木材振動能量會逐漸減小、消失，而振幅會逐漸降低，直至處于靜止狀態(tài)。原因在于能量在振動過程中被消耗而衰減。第92頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.6.4.2木材的聲輻射性能木材及其制品的聲輻射能力，即向周圍空氣輻射聲功率的大小，與傳聲速度成正比，與密度ρ成反比，用聲輻射阻尼系數(shù)R來表示：R=v/ρ=(E/ρ3)1/2第93頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.6.4.3木材的聲阻抗木材聲阻抗ω為木材密度與木材聲速ρ的乘積，由下式表達：ω=ρv=(ρE)1/2第94頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.6.5木材對聲的反射、吸收和透射

任何材料對入射到其表面上的空氣聲波，都能產(chǎn)生反射，吸收和透射三種作用．聲波作用在木材表面，一部分被反射回來，一部分被木材本身的震動吸收，還有一部分被透過。

第95頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.6.5.1木材對聲的反射木材的聲阻抗比空氣約高出104的數(shù)量級，入射的聲能可大部分反射回來。木材是利用聲反射造成最佳音質(zhì)的室內(nèi)材料。在要求聲學質(zhì)量的大廳，音樂廳和錄音室等處所，其內(nèi)壁大都用木材和木質(zhì)材料裝飾以改善室內(nèi)的音響條件。大廳中，聲學條件可應用聲學板來增強，如北京音樂廳，不僅內(nèi)壁采用木材，并在大廳后方還懸吊一些木板，即聲學板。第96頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.6.5.2木材對聲的吸收和透射木材的吸音性能可用吸聲系數(shù)表示，它是吸收入射能的百分率，亦即吸收和透射的能量之比值的百分率。2cm厚的冷杉板材，其平均吸聲系數(shù)約為0.1，說明其木材有90%左右的入射聲能被反射。第97頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.6.5.3隔聲聲隔離與聲吸收是完全不同的問題，聲隔離要求實密質(zhì)重的材料。材料的聲隔離性能可用透射的聲強度損失分貝數(shù)(D)來表示。單層壁隔聲效果不如二層或多層組成密封墻壁的隔聲效果好。透過單層壁的聲透射損失，取決于兩個因素：（1）如要求單層壁中聲壓有較大降低，壁層就須重強。（2）對頻率高的聲波隔離效果比對頻率低的要好。這是由于慣性的作用，頻率越高的聲音在壁層中的聲壓變化越小，聲隔離效果也就愈好。第98頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.6.6木材振動聲學特性的應用

4.6.6.1合理選擇樂器用木材

木材具有優(yōu)良的聲共振性和振動頻譜特性，為樂器制造的主要材料。我國民族樂器琵琶、揚琴、月琴、阮、西洋樂器鋼琴、提琴、木琴等，均采用木材制作音板(共鳴板)或發(fā)音元件(如木琴)，就是利用了木材的振動特性和良好的聲學性能品質(zhì)。電聲樂器系統(tǒng)中，常利用木材的良好音質(zhì)特性，制成各種類型特殊的音箱，以調(diào)整揚聲器的聲學性質(zhì)，創(chuàng)造出優(yōu)美動聽的音響效果。第99頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三（1）振動效率的評價

振動效率要求音板應該能把從弦振動所獲得的能量，大部分轉(zhuǎn)變?yōu)槁暷茌椛涞娇諝庵腥?，而損耗于音板材料內(nèi)摩擦等因素的能量應盡量小，使發(fā)出的聲音具有較大的音量和足夠的持久性。因此，應選用聲輻射品質(zhì)常數(shù)較高、內(nèi)摩擦損耗小的木材。第100頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三（2）音色的振動性能品質(zhì)評價

音樂中音色與振動的頻譜特性有關(guān)，要求頻率軸上基頻與各高次諧頻的幅值分布以及在工作頻率范圍內(nèi)的頻譜連續(xù)。音板、共鳴箱等樂器要求來自弦的各種頻率的振動應該很均勻地增強，并將其輻射出去，以保證在整個頻域的均勻性。金屬材料諧振峰呈現(xiàn)尖銳的離散頻譜特性，木材（如云杉）頻譜特性及其各高次諧頻位置的諧振峰形都比較平緩，呈現(xiàn)出連續(xù)譜特性。第101頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三（3）發(fā)音效果穩(wěn)定性的評價

木材音板的發(fā)音效果穩(wěn)定性主要取決于木材抗吸濕能力和尺寸穩(wěn)定性。由于空氣濕度變化會引起木材含水率的變化，從而引起木材聲學性質(zhì)參數(shù)的改變，而導致樂器發(fā)音效果不穩(wěn)定。如果音板含水率過度增高，動彈性模量下降、損耗角正切增大以及尺寸變化產(chǎn)生的內(nèi)應力等原因?qū)е聵菲饕袅拷档停羯彩艿絿乐赜绊?。因此制作音板的木材應進行改性處理，增大其抗吸濕性和尺寸穩(wěn)定性。第102頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.6.6.2木材共振與無損檢測木材生產(chǎn)及利用上，木材的聲音是鑒別木材健全與否的依據(jù)，人們常以斧背敲擊木材，如為健全木材，發(fā)音鏗鏘，如木材腐朽中空，則發(fā)嘶啞聲，這是利用聲音定性檢驗木材質(zhì)量有效快速的方法。第103頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三（1）振動法(共振法)振動法(共振法)檢測是基于木材共振頻率與彈性模量具有數(shù)學關(guān)系的原理進行的。（2）FFT分析FFT分析無損檢測運用了FFT(快速傅里葉變換)分析儀和電子計算機，拾取受敲擊后木材試件的振動信號進行瞬態(tài)頻譜分析，求出共振的基頻和各次諧頻(取前5次)；應用Timoshonko理論，用電子計算機算出試件的彈性模量E和剛性模量G。第104頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三（3）超聲波方法

超聲彈性模量與木材的靜力學彈性模量、強度之間均為緊密的正相關(guān)關(guān)系。根據(jù)木材力學強度與彈性模量具有相關(guān)性的特點，通過實驗測定和數(shù)據(jù)分析，確定超聲彈性模量Eu與各種力學強度之間的相關(guān)方程表達式，可計算出木材的靜力學彈性模量與強度，從而實現(xiàn)無損檢測。

第105頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三（4）沖擊應力波檢測

沖擊應力波檢測是基于縱波(或表面波)振動的原理進行工作。用固定能量的擺錘敲擊木材試件一端的端面，因內(nèi)應力產(chǎn)生的縱波沿試件長度方向傳遞，通過應力波速度v的測量及v與彈性模量E的關(guān)系，進一步對木材的強度進行估測。第106頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.7木材環(huán)境學特性及其對人類居住環(huán)境的影響

木材作為一種與環(huán)境和諧相一致的優(yōu)良材料，已被廣泛地應用于建筑、家具等工作和生活環(huán)境之中。木質(zhì)材料裝飾的空間，人們感到舒適和溫馨，不僅提高了人的工作效率、學習興趣和生活樂趣，更重要的是改善了人們的生活質(zhì)量。本章從木材的視覺特性、觸覺特性、調(diào)濕特性、氣味等方面介紹木材環(huán)境學特性與裝飾效應。第107頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.7木材環(huán)境學特性及其對人類居住環(huán)境的影響4.7.1木材的視覺特性

4.7.2木材的觸覺特性

4.7.3木材的調(diào)濕特性

4.7.4木材氣味與居室環(huán)境

第108頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.7.1木材的視覺特性

木材不僅具有質(zhì)輕、強重比大，傳熱性小和導電性差等優(yōu)良特性，而且木材對光有柔和的反射，使得木材呈現(xiàn)出美麗的自然木紋和賞心悅目的顏色等效果，因此人們習慣于用木材裝點室內(nèi)環(huán)境，制作室內(nèi)用具。木材成為室內(nèi)環(huán)境裝飾的主要材料，這與木材美好的視覺特性是密不可分的。第109頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.7.1.1木材的顏色

木材的顏色是由于細胞內(nèi)含有各種色素、樹脂、樹膠、單寧及油脂并可能滲透到細胞壁中，致使木材呈現(xiàn)不同的顏色。另一方面，與其木質(zhì)素有關(guān)。如云杉為白色；烏木為黑色；香椿、厚皮香、紅柳、桃花心木、翻白葉、紅豆杉為紅色；黃柳、黃膽、野漆、菠蘿蜜、黃蓮木、桑樹為黃色或黃褐色。第110頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三顏色的三屬性：明度、色調(diào)和色飽和度明度表示人眼對物體明暗度的感覺。隨著明度值的升高，人們心理中明快、素雅、輕松的感覺增強。明度高的木材，如白樺、魚鱗云杉、白櫸、楓木，使人感到明快、華麗、整潔、高雅和舒暢；明度低的木材如紅豆杉、紫檀，使人有深沉、穩(wěn)重、肅雅之感，說明了材色明度值的改變對心理感覺產(chǎn)生影響。色調(diào)表示區(qū)分顏色類別、品種的感覺（如紅、橙、黃、綠等）。木紋顏色值與視覺心理量溫暖感之間有一定的關(guān)系。材色中，暖色調(diào)的紅、黃、橙黃等色調(diào)給人以溫暖之感。色飽和度是表示顏色的純潔程度和濃淡程度，其數(shù)值與一些表示材料品質(zhì)特性的詞聯(lián)系在一起。色飽和度值高的木材，給人以華麗、刺激之感；色飽和度值低的木材，給人以素雅、質(zhì)樸和沉靜的感覺。第111頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.7.1.2木紋圖案和節(jié)子

木紋（木材表面紋理）是天然生成的圖案，它是由生長輪、木射線、軸向薄壁組織等解剖分子相互交織，且因其各向異性而當切削時在不同切面呈現(xiàn)不同圖案。木材的橫切面上呈現(xiàn)同心圓狀花紋，徑切面上呈現(xiàn)平行的帶荊條形花紋，弦切面上呈現(xiàn)拋物線狀花紋。木材表面上這些互不交叉、平行條形花紋構(gòu)成的圖案，給人以流暢、井然、輕松、自如的感覺，并且木材不同部位的木紋圖案呈現(xiàn)著“漲落”周期式變化節(jié)律（1/f譜分布形式）暗合人體生物鐘漲落節(jié)律(如α腦波的漲落、心動周期的變化也為1/f譜分布形式)，給人以多變、起伏、生命運動的感覺，充分體現(xiàn)了造型規(guī)律中變化與統(tǒng)一的規(guī)律。第112頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三黑胡桃樹根櫸木櫻桃木樹根紫檀黑胡桃橡木第113頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.7.1.3木材表面光澤與透明涂飾

光澤是由外界光線照射到材料表面引起反射而產(chǎn)生的，反射率與材料表面特性有很大的關(guān)系。白色磁磚表面光滑，對光線定向反射率可達80％-120％；當強烈的太陽光照射到這類貼有白色磁磚的建筑物上時，反射光線之強烈使人難以睜眼。多孔性木材，其表面無數(shù)個微小的細胞切斷后就是無數(shù)個微小的凹面鏡，在光線的照射下，木材具有各向異性的內(nèi)層反射現(xiàn)象，會慢反射或吸收部分光線。第114頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.7.1.4木材對紫外線的吸收性與對紅外線的反射性

室內(nèi)裝飾材料的分光的反射曲線1—未裝飾扁柏徑切面2—涂飾扁柏徑切面3—未涂飾紅柳桉4—未涂飾柚木5—未涂飾花木6—大漆涂飾7—木塑復合材8—白紙9—絲綢10—人造革11—石膏12—大理石13—不銹鋼第115頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三紫外線(380nm以下)和紅外線(780nm以上)是肉眼看不見的，但其對人體的影響是不能忽視的。強紫外線刺激人眼會產(chǎn)生雪盲病；人體皮膚對紫外線的敏感程度高于眼睛。木材給人視覺上的和諧感，不僅僅是其柔和的反射特性，更重要的是因為木材可以吸收陽光中的紫外線（380nm以下），減輕紫外線對人體的危害；同時木材又能反射紅外線（780nm以上），這一點也是木材使人產(chǎn)生溫馨感的直接原因之一。第116頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.7.2木材的觸覺特性

4.7.2.1木材表面的冷暖感

用手觸摸材料表面時，界面間溫度的變化會刺激人的感覺器官，使人感到溫暖或涼冷。人對材料表面的冷暖感覺主要由材料的導熱系數(shù)的大小決定。導熱系數(shù)大的材料，如混凝土構(gòu)件等呈現(xiàn)涼的觸覺，導熱系數(shù)小的聚苯乙烯泡沫、輕木和軟質(zhì)纖維板，呈溫熱感。第117頁，講稿共132頁，2023年5月2日，星期三4.7.2.2木材表面的粗滑感（1）木材表面的粗糙度與粗糙感粗糙感是指在粗糙度刺激作用下人們的觸覺，它源于材料表面具有的各種細微形態(tài)以及在其表面上滑移時所產(chǎn)生摩檫力的變化。一般說來，材料的粗滑程度是由其表面上微小的凹凸程度所決定的。第118頁，講稿共132頁，2023年