木材学复习资料.docx

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木材学复习资料

【名词解释】：

1形成层：

位于树皮和木质部之间，是包裹着整个树干、树枝和树根的一个连续的鞘状层，又称为侧向分生组织。

2木质部：

位于形成层和髓之间，是由形成层原始细胞分生而来的永久组织，运输养分和水分，支撑植物体，是树干的主要部分。

分为初生木质部和次生木质部，具有生长轮。

3纹孔：

木材细胞壁加厚产生次生壁时，初生壁上未被加厚的部分，即次生壁上的凹陷。

是相邻细胞间水分和养分的通道。

4螺纹加厚：

在次生壁内表面上，由微纤丝局部聚集而形成的屋脊状突起，呈螺旋状环绕着细胞内壁，这种加厚组织称为螺纹加厚。

5微纤丝：

由基本纤丝组成的一种丝状的微团系统。

6吸湿滞后：

在相同的温湿度条件下，由吸着过程达到的木材的平衡含水率低于由解吸过程达到的平衡含水率的现象。

7纤维饱和点：

当细胞腔中没有自由水，而细胞壁中结合水的量处于饱和状态，这时的状态称为纤维饱和点

8蠕变：

在恒定应力下，木材应变随时间的延长而逐渐增大的现象

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9松弛：

在恒定应变条件下应力随时间的延长而逐渐减小的现象

10管胞：

针叶树材中沿树干主轴方向排列的狭长状厚壁细胞。

11木射线：

位于形成层以内的木质部上，呈带状并沿径向延长的薄壁细胞集合体。

分为初生木射线和次生木射线。

阔叶树材木射线分为四类：

单列木射线、多列木射线、聚合木射线、栎式射线（由单列木射线和极宽木射线组成）

12树脂道：

由薄壁的分泌细胞环绕而成的孔道，是具有分泌树脂功能的一种组织，为针叶树材构造特征之一。

13具缘纹孔：

指次生壁在纹孔膜上方形成拱形纹孔缘的纹孔，是厚壁细胞上存在的纹孔类型。

14闭塞纹孔：

针叶树材的具缘纹孔，由于相邻细胞不均衡压力，致使纹孔塞侧向位移，从而将一个纹孔口堵住，成闭塞状态的纹孔

15交叉场：

在经切面由射线薄壁细胞和早材轴向管胞相交叉区域称交叉场。

交叉场的纹孔式称交叉场纹孔，是针叶树材识别最重要的特征。

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交叉场纹孔分为五类：

窗格状、松木型、云杉型、杉木型、柏木型

16导管穿孔：

两个导管分子纵向相连时，其端壁相通的空隙称为穿孔。

（在两个导管分子端壁间相互连接的细胞壁称为穿孔板）

17侵填体：

只能产生于导管与薄壁组织相邻之处，它是在薄壁组织具有生活力时，由导管周围的薄壁细胞或射线薄壁细胞经过纹孔口而挤入导管内，并在导管内生长、发育，以致部分或全部填塞导管腔而形成。

18应拉木：

指在阔叶树材倾斜或弯曲树干和枝条的上方，即受拉部位的木质部。

19纤维素：

由许多吡喃型葡萄糖基在1→4位彼此以β-苷键联结而成的高聚物

20平衡含水率：

木材长时间暴露在一定温度与一定相对湿度的空气中，其含水量达到相对平衡，此时木材的含水率叫平衡含水率。

21木材的酸碱度：

指木材中水溶性物质的酸性或碱性的程度

22弹性模量：

某物体抵抗外力使其改变形状或体积的能力，即力移去后物体便能恢复其原形式体积的能力

23木材干缩湿涨现象：

是指木材在绝干状态至纤维饱和点的含水率区域内，水分的解吸或吸着会使木材细胞壁产生干缩或湿涨的现象

24异形Ⅰ型木射线：

由单列和多列射线组成，单列射线由直立和方3/13

细胞构成；多列射线弦面观察其单列尾部较多列部分要长，单列尾部由直立细胞构成，多列部分由横卧细胞构成

【填空选择】：

1.（轴向管胞）壁上具缘纹孔的纹孔膜中间形成初生加厚，其微纤丝排列呈同心圆状，加厚部分被称为纹孔塞。

2.针叶材早材管胞与射线薄壁细胞相交的（交叉场纹孔）系（半具缘纹孔对）

3.松科除（冷杉、油杉、金钱松）外，其他各属均具射线管胞

4.同型射线的射线组织全部由（横卧细胞）组成

5.用（电子显微镜）研究纤维素的微细结构

通过（X光衍射）等实验，提出了纤维素的物理结构模型6.应压木指在针叶树材倾斜或弯曲树干和枝条的下方，即受压部位的7.木质部断面上，一部分年轮和晚材呈现特别偏宽的现象

应压木指在阔叶树材倾斜或弯曲树干和枝条的上方，即受拉部位的8.木质部断面上，一部分年轮和晚材呈现特别偏宽的现象

按腐朽的性质分为白腐和褐腐9.白腐是由既破坏木质素又破坏纤维素的白腐菌引起的腐朽10.褐腐是由破坏木材细胞壁碳水化合物的褐腐菌引起的腐朽11.侵填体多的木材，因管孔被堵塞，降低了气体和液体在木材中的渗12.透性，木材的天然耐久性提高，但同时也难以进行浸渍处理和药剂蒸煮处理

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树脂道树胶道13.平周分裂垂周分裂14.硬松类软松类锯齿状加厚15.皮孔是周皮的组成部分，是树木水分和气体交换的通道，阔叶材皮16.孔较明显

【识图】：

管孔：

单管孔复管孔管孔链管孔团

环孔才（星散状径列斜列火焰状团状波浪状）

半散孔才

散孔才（星散状径列斜列弦列）

轴向薄壁组织：

离管型（星散/聚合独立带状轮界状网状梯状）

傍管型（稀疏状帽状环管状翼状聚翼状带状）

树脂道树胶道

纹孔眉条螺纹加厚交叉场纹孔穿孔板

木射线：

同型木射线（同型单列同型单列及多列）

异型木射线（异型单列异型多列异型1型2型3型）

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横切面——生长轮心边材早晚材木射线薄壁组织管孔胞间道

经切面——生长轮线心边材导管或管胞木射线（交叉场）

弦切面——木射线轮界线早晚材（测量木射线高度与宽度）

纤维素晶胞模型——A轴氢键B轴碳氧糖苷键（最长）C轴范德华力（最短）

【简答论述】：

1.细胞壁各级构造：

树叶吸收2，利用木质部运输的养分和水分，进行光合作用，生成吡喃型葡萄糖基，葡萄糖基以1→4β苷键连接形成纤维素大分子链，再聚集成束，形成基本纤丝（微团），再组成丝状的微团系统——微纤丝，微纤丝的集合组成纤丝，纤丝再聚集形成粗纤丝，粗纤丝相互接合形成薄层，最后许多薄层聚集形成了细胞壁层。

2.半纤维素对木材强度的影响：

木材经过热处理后多糖的损失主要是半纤维素，因为在高温下半纤维素的降解速度高于纤维素，耐热性差。

半纤维素在细胞壁中起粘结作用，所以其损失将降低木材的韧性、抗弯强度、硬度和耐磨性。

3.半纤维素对木材吸湿性的影响：

半纤维素是无定形物，具有分枝度，6/13

主链和侧链上含有较多羟基、羧基等亲水基团，是木材中吸湿性强的组分，是使木材产生吸湿膨胀、变形开裂的因素之一。

4.木材干缩湿涨现象及原因：

是指木材在绝干状态至纤维饱和点的含水率区域内，水分的解吸或吸着会使木材细胞壁产生干缩或湿涨的现象。

因为纤维素分子链上存在游离羟基，可与水分子形成新的氢键结合，或相邻分子链间的氢键断裂，脱离水分子，从而使分子链间形成微小的距离增大或缩小，使细胞壁内非结晶区的相邻纤丝间、微纤丝间和微晶间水层变薄而靠拢或变厚而延伸，经过累加在宏观上体现出尺寸的变化。

5.

6.

7.木材干缩湿涨的各向异性的表现：

对大多数的树种来说，轴向干缩率一般为0.1％～0.3％，而径向和弦向的干缩率范围则为3％～6%和6％～12％，轴向干缩率最小。

木材干缩湿涨的各向异性原因：

纤维主轴不易被破坏——木材干缩湿涨主要取决于S2层微纤丝的排列方向（几乎与主轴平行），当木材湿涨与干缩时，水分子难以打开分子链进入分子链内部或逃脱出来，而是进入或逃脱于分子链之间间隙相对较大、作用力较小的区域。

在宏观上体现为纵向尺寸变化很小。

木材径向、弦向差异因为：

A木射线对径向收缩的抑制B早晚材差异的影响C径向壁比弦向壁木质素含量7/13

高D径面壁比弦面壁纹孔多。

8.从木材环境学角度阐述人们为什么喜爱用木质材料装饰室内环境：

1在色度学上，绝大多数树种的木材表面纹理颜色都在（橙）色系内，呈暖色，是产生“温暖”视觉感的重要原因。

2在图形学上，木纹是由一些平行但不等间距的线条构成的，给人以流畅、井然、轻松、自如的感觉；适当的节疤会起到一定的装饰效果，给人纯朴、自然的感觉。

3在生理学上，木材纹理沿径向的变化节律暗合人体生物钟涨落节律。

木材构造所呈现的功率谱符合1的分布方式，与人生理指标的1谱分布形式相吻合。

4木材可以吸收阳光中的紫外线，减轻紫外线对人体的危害；同时木材又能反射红外线，这一点与人对木材有温暖感有直接联系。

5人眼感到舒服的反射率为40%～60%。

木材光泽的最大峰值都出现在反射角为60°时。

6木材是一种可再生的资源，加工容易，连接方便，强重比高，是高效率的家具用材。

7木材的触觉特性能给人以适度的刺激感，这种适度的刺激感使木材有别于其它材料，不会干扰人的注意力，危及人的健康，又能给人以一定程度的美好感觉。

8人居住的室内空间，湿度应稳定在一定的范围之内。

木材及其它一些室内装修、装饰材料，在某种程度上能起到稳定湿度的作用，这也8/13

是人们为什么喜欢用木材来装点室内及用木制品贮存物品的重要原因之一。

9木质地板、天花板和木制家具在控制环境混响时间、抑制环境噪声方面比较有利，能创造较好的室内声环境，人处于其中，比在混凝土、砖等材料结构的室内感到舒适。

10在精神层面和在生理层面上，木质环境均能营造对人有利的自然舒适感

麻栎栓皮栎略含或不含侵填体

针叶材仅在杉木柏木中有轴向薄壁组织

冷杉铁杉雪松具有创伤树脂道早材带中

冷杉云杉材面呈绢丝光泽

V酸枣山槐

银光水青冈栎木山龙眼

波痕柿树梧桐黄檀

螺纹加厚黄杉银杉紫杉榧粗榧穗花杉属

无射线管胞冷杉油杉落叶松

正常树脂道黄杉油杉落叶松银杉云杉松属

愈疮木基紫丁香基对羟基

1.木材的优缺点

优点：

1）易于加工2）木材强重高3）气干材是良好的绝缘材料4）木材有吸收能量的作用5）木材是弹性朔性体6）木材的花纹、光泽、颜9/13

色，能起到特殊的装饰作用7）木材可以调节小气候8）调节生物的生理量和心理量，使之正常。

缺点：

1）湿胀、干缩：

木材含水率在纤维饱和点以下时，其尺寸也随之变化2）木材容易腐朽和虫蛀3）木材用作沿海水工建筑材料或木船等，则常为海生钻孔动物所侵害4）木材易于燃烧。

容易引起火灾5）木材的变异性大6）木材有许多不可避免的天然缺陷。

2．竹材和木材解剖构造有何差异

竹材是单子叶植物，维管束成不规则分布，没有径向传递组织和形成层，具有节间分生组织，无真正的髓和射线组织，节中空、节间以节膜相隔，具空髓，所有细胞都严格地按轴向排列，其构造较木材为整齐。

木材是双子叶植物，维管束在幼茎初生组织中呈环状分布，束中形成层连成一圈，形成形成层，具髓和木射线。

3.试比较纤维素和半纤维素的异同点

相同点：

同属于多糖，都是苷键连接，可以酯化或醚化；在适当条件下水解；在碱性条件下降解；均含游离羟基具亲水性。

不相同点：

纤维素是不溶于水的均一聚糖，是由吡喃型葡萄糖基在1→4位彼此以β-苷键联结而成的链状高分子化合物，聚合度高，它以分子链聚集成排列有序的微纤丝束状态存在于细胞壁中，是细胞壁的骨架物质；半纤维素是两种或两种以上单糖组成的不均一聚糖，分子量较低，聚合度小，大多带有支链，它以无定形态渗透在骨架物质中，是细胞壁的基体物质。

半纤维素亲水性和润胀度均比纤维素高

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5分析木材横纹弦向抗压和抗拉强度为什么可小于或可大于径向;

对于急变过渡的针叶树材和不具有宽木射线环孔材，弦向抗压和抗拉强度大于径向；具有木射线环孔材和散孔材弦向抗压和抗拉强度小于径向。

水曲柳与山毛榉（水青冈）纵切面的花纹各有何特点？

它们是如何6.形成的？

7.

水曲柳弦切面呈抛物线花纹，由于生长轮早、晚材带管孔大小不同或材色不同，形成抛物线花纹。

山毛榉（水青冈）径切面上呈银光花纹，由于径切面上宽木射线斑纹受反射光地影响而显示的花纹。

8说明木材力学性质的影响因素。

1）木材密度的影响：

木材强度和刚性随木材密度的增大而增高；弹性模量随木材密度的增大而线性增高；剪切弹性模量也受密度影响，但相关系数较低；木材韧性随密度的增加也成比例增长2）含水率的影响：

含水率在纤维饱和点以上时对木材力学性质几乎没有影响；当含水率处在纤维饱和点以下时，随着含水率下降，木材力学强度急剧增加3）温度的影响：

在温度20～160°C范围内，木材强度随温度升高而较为均匀地下降；当温度超过160°C时力学强度下降速率明显增大4）长期荷载的影响：

对长期负荷的横梁，在破坏前卸去载荷，那么应力在弹性极限以下时，静态强度和弹性模量不受影响；随时间推移，如果木梁的变形速度呈减少状态，则在长期负荷下也安全5）纹11/13

理方向及超微构造的影响：

拉伸强度和压缩强度均为顺纹方向最大，横纹方向最小6）缺陷的影响：

有节子的木材一旦受到外力作用，其周围会产生应力集中，弹性模量将比同一密度的无节子木材小

9现有4块未贴标签的木材标本，只知它们是杉木、南方铁杉、水青冈和黄檀，根据哪些宏观构造特征能将它们识别出来？

（8分）

回答要点：

有无管孔可把马尾松和南方铁杉分为一类，榉木和黄檀分为一类。

南方铁杉有创伤树脂道，马尾松有正常树脂道。

榉木径面呈银光花纹，黄檀径面呈带状花纹

半纤维素对木材材性和加工利用的影响：

1）木材强度的影响：

木材经热处理后多糖的损失主要是半纤维素，因为在高温下半纤维素的降解速度高于纤维素，耐热性差。

半纤维素在细胞中起粘结作用，所以半纤维素的变化和损失不但降低了木材的韧性，还使抗弯强度、硬度和耐磨性降低2）对木材吸湿性的影响：

半纤维素是无定形物，具有分枝度，主链和侧链上含有较多羟基、羧基等亲水性基团，是木材中吸湿性强的组分，是使木材产生吸湿膨胀、变形开裂的因素之一；另一方面，半纤维素中某些多糖容易裂解为糖醛和糖类的裂解产物，在热量作用下，这些物质又聚合成不溶于水的聚合物，可降低木材的吸湿性，减少木材的膨胀与收缩3）对木材酸度的影响：

半纤维素是木材呈现弱酸性的主要原因之一4）对纤维板12/13

生产工艺的影响：

在高温条件下，一些半纤维素因支链多，聚合度低，且为无定形结构易发生水解而成为低聚糖溶出，多戊糖含量降低，从而综纤维素含量降低

氢键不仅存在于纤维素中的基之间，而且存在于纤维素与水的基之间形成纤维素对水分子的吸着。

纤维素不同部位的基之间存在氢键直接影响木质材料的吸湿和解吸过程，与木材材性、木质材料的加工工艺有密切的关系。

1）氢键与木材结构性能：

氢键对纤维素的超分子形成有重要作用，在结晶区纤维素分子之间形成较多氢键可以提高木材的强度，减少吸湿性，降低化学反映2）氢键与纤维加工工艺：

氢键结合是湿法纤维板的主要成板理论。

松散的纤维由于氢键的作用结合成板。

打浆和板热压可以改善形成氢键的条件，使纤维板结构密实3）氢键与木质材料的干燥过程：

在木质材料的连续干燥过程中伴随着纤维素氢键的变化，首先是水分子间氢键被断裂，当部分水分子被移出后纤维彼此靠近直至表面间只剩下一个单层分子水；其次，使水中的基和纤维素的基间氢键破裂，形成新的氢键

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