木材學(xué)考試復(fù)習(xí)資料

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1、一、解釋下列概念（共計(jì)30分） 1．形成層：形成層位于樹皮和木質(zhì)部之間，是包裹整個(gè)樹干、樹枝、樹根的一個(gè)連續(xù)的鞘狀層 2. 纖絲傾角：微纖絲排列方向和細(xì)胞軸所成的角度。 3．纖維飽和點(diǎn)：細(xì)胞腔中自由水慢慢蒸發(fā)，當(dāng)細(xì)胞腔中沒有自由水，而細(xì)胞壁中結(jié)合水的量處于飽和狀態(tài)，這時(shí)的狀態(tài)稱為纖維飽和點(diǎn) 4．紋孔：木材細(xì)胞壁加厚產(chǎn)生次生壁時(shí)，初生壁上未被增厚的部分，即次生壁上的凹陷 5. 管孔：導(dǎo)管是絕大多數(shù)闊葉樹材所具有的中空狀軸向疏導(dǎo)組織，在橫切面上可以看到許多大小不等的孔眼，稱為管孔 6. 徑列復(fù)管孔：指由兩個(gè)或兩個(gè)以上管孔相連成徑向排列，除了兩端的管孔為圓形外，在中間的部分管孔為扁平狀

2、 8. 直紋理：直紋理是指木材軸向細(xì)胞排列方向基本與樹干長軸平行。 9. 斜紋理：斜紋理指木材軸向細(xì)胞排列方向與樹干長軸不平行。 10.非疊生形成層：多數(shù)樹種的形成層原始細(xì)胞排列不整齊，即他們的排列上下交錯(cuò)，不在同一水平面上，這種形成層稱為非疊生形成層。 11.微纖絲角：細(xì)胞壁S2層中微纖絲的方向和細(xì)胞軸所成的角度，角度愈大木材性能越低。 12.非結(jié)晶區(qū)：當(dāng)纖維素分子鏈排列的致密程度減小、分子鏈間形成較大的間隙時(shí)，分子鏈與分子鏈之間的結(jié)合力下降，纖維素分子鏈間的平行度下降，此類纖維素大分子鏈排列特征被稱為纖維素非結(jié)晶區(qū) 13.具緣紋孔：指次生壁在紋孔膜上方成拱形紋孔緣的紋孔

3、，它是厚壁細(xì)胞上存在的紋孔類型 15.紋孔塞：在針葉樹材中，軸向管胞壁上的具緣紋孔的紋孔膜中間形成初生加厚，其微纖絲呈同心圓狀，加厚部分被稱為紋孔塞。 18.松弛：在恒定應(yīng)變條件下，應(yīng)力隨著時(shí)間的延長而逐漸減少的現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛 19.應(yīng)力木：在傾斜的樹干或樹干的夾角超過正常范圍的樹枝中所出現(xiàn)的畸形結(jié)構(gòu) 20.熱擴(kuò)散率：即導(dǎo)溫系數(shù)。它的物理意義是表征材料在冷卻或加熱的非穩(wěn)定狀態(tài)過程中，各點(diǎn)溫度迅速趨于一致的能力（即各點(diǎn)達(dá)到同一溫度的速度） 21.彈性模量：物體產(chǎn)生單位應(yīng)變所需要的應(yīng)力，它表征材料抵抗變性能力的大小，是表示材料力學(xué)性質(zhì)的重要常數(shù)。 22.壓電效應(yīng)：具有晶體結(jié)

4、構(gòu)的電介質(zhì)在壓力或機(jī)械振動(dòng)等作用下得應(yīng)變也能引起電荷向集聚極化從而產(chǎn)生電場，這種由力學(xué)變形而引起的介質(zhì)極化稱為壓電效應(yīng)。 23.木材缺陷：凡呈現(xiàn)在木材上能降低其質(zhì)量，影響其使用的各種缺點(diǎn)，均為木材缺陷 25.半具緣紋孔對：是具緣紋孔與單紋孔相構(gòu)成的紋孔對。 26.穿孔：2個(gè)導(dǎo)管分子縱向相連時(shí)，其壁端相通的空隙稱為穿孔 27.結(jié)晶度：指纖維素結(jié)晶區(qū)所占纖維整體的百分率，是反應(yīng)纖維素聚集形成結(jié)晶的程度 29.平衡含水率：木材的吸濕速度與解吸速度達(dá)到平衡時(shí)的含水率，稱為平衡含水率 30.吸著滯后現(xiàn)象：在相同的溫

5、濕度條件下，由吸著過程達(dá)到的木材的平衡含水率低于解吸過程達(dá)到的平衡含水率，這個(gè)現(xiàn)象稱為吸著滯后現(xiàn)象。 31.介電性：是指物質(zhì)受到電場作用時(shí)，構(gòu)成物質(zhì)的帶電粒子，只能產(chǎn)生微觀上的位移而不能進(jìn)行宏觀上的遷移的性質(zhì)。 32.損耗角正切tgd：是工程中常用來表示材料介質(zhì)損耗的物理參數(shù)，其定義為：介質(zhì)在交流電場中每周期內(nèi)熱消耗的能量與充放電所用能量之比，在數(shù)值上等于熱耗電流與充放電流之比。 33.比熱:比熱為單位量的某種物質(zhì)溫度變化1C所吸收的熱量。 34.導(dǎo)熱系數(shù)（ λ ）：表征物體以傳導(dǎo)方式傳遞熱量的能力，是極其重要的熱 物理參數(shù)，基本定義為：以在物體兩平行的相對面之間的距離單

6、位，溫度差恒定為1C時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的熱量。 35.導(dǎo)溫系數(shù)：又稱熱擴(kuò)散率。它的物理意義是表征材料在冷卻或加熱的非穩(wěn)定狀態(tài)過程中，各點(diǎn)溫度迅速趨于一致的能力（即各點(diǎn)達(dá)到同一溫度的速度） 36.應(yīng)拉木：指闊葉樹材傾斜或彎曲樹干和枝條的下方，即受拉部位的木質(zhì)部，其斷面上，一部分年輪呈現(xiàn)特別偏寬的現(xiàn)象。 37.應(yīng)壓木：指針葉樹材傾斜或彎曲樹干和枝條的下方，即受壓部位的木質(zhì)部斷面上，一部分年輪和晚材呈現(xiàn)特別偏寬的現(xiàn)象 38.環(huán)孔材：指一個(gè)生長輪內(nèi)，早材管孔比晚材管孔大得多，并沿生長輪呈環(huán)狀排列一至數(shù)列。 半散孔材：指一個(gè)生長輪內(nèi)，早材管孔比晚材管孔稍大，從早材到晚材的管孔逐

7、漸變小，管孔的大小界線不明顯 散孔材：指一個(gè)生長輪內(nèi)，早材晚材管孔沒有明顯區(qū)別，分布也比較均勻。 論述題 及簡答題 1.闊葉樹材種,射線薄壁細(xì)胞類別及組合。 種類：單列木射線、多列木射線、聚合木射線、櫟式木射線 根據(jù)射線胞壁細(xì)胞的類別及組合，可分為同型射線和異型射線兩類 （1）同型木射線：射線組織全部由橫臥細(xì)胞組成的射線。分為： 同型單列：射線組織全部由單列和多列或偶見兩列射線，且由橫臥細(xì)胞組成。 同型單列及多列：射線組織由單列或多列射線，全由橫臥細(xì)胞組成。 （2）異型射線：射線組織全部或部分由方形或直立細(xì)胞組成。 異型單列：射線組織全為單列或

8、偶有成對者，由橫臥與直立或方形細(xì)胞所組成。 異型多列：射線組織全為兩列以上，偶見單列，由橫臥與直立或方形細(xì)胞組成。 異型Ⅰ型：由單列或多列射線組成。單列射線由直立和方形細(xì)胞構(gòu)成，多例射線弦面觀察期單列尾部較多列部分要長，單列尾部直立細(xì)胞構(gòu)成，多列部分有橫臥細(xì)胞構(gòu)成。 異型Ⅱ型：由單列或多列射線組成。與一型的差別為多列射線的單列尾部較多列部分要短 異型Ⅲ型：由單列或多列射線組成。單列射線全為橫臥細(xì)胞或直立或橫臥細(xì)胞混合組成。 2.針葉樹材和闊葉樹材組織構(gòu)造的比較 組成分子 針葉樹材 闊葉樹材 導(dǎo)管 不具有 具有 管胞木纖維 管胞是主要分子，不具韌性纖維。管胞橫切面呈四邊

9、形或六邊形。早晚材的管胞差異較大 具有闊葉木材管胞（環(huán)管管胞和導(dǎo)管狀管胞）。木纖維（纖維狀管胞和韌性纖維）是主要分子，細(xì)胞橫切面形狀不規(guī)則，早晚材之間差異不大 木射線 具有木射線管胞，組成射線的細(xì)胞都是橫臥細(xì)胞，多數(shù)是單列，具有橫向樹脂到的樹種會形成紡錘形木射線 不具有射線細(xì)胞，組成射線的細(xì)胞也有都是橫臥的，一般是橫臥和直立，與方形細(xì)胞一起組成較多，射線僅為單列的樹種少，多數(shù)為多列木射線，有些含聚合木射線 胞間道 僅松科某些屬具有樹脂道，其分布多為星散，或短切線狀（軸向正常的為兩個(gè)樹脂道隔著木射線并列，而創(chuàng)傷樹脂道呈短切線狀弦向排列） 具有樹膠道，某些樹種具有軸向和橫向兩種，而多

10、數(shù)僅有橫向，軸向胞間道的排列有同心圓狀、短切線狀或星散狀等 礦物質(zhì) 僅少數(shù)樹種含草酸鈣結(jié)晶，不含二氧化硅 在不少樹種細(xì)胞中含有草酸鈣結(jié)晶，結(jié)晶形狀多樣，有些熱帶樹種細(xì)胞中含二氧化硅 3.半纖維素與纖維素的異同點(diǎn) 答：相同點(diǎn)： （1）半纖維素和纖維素兩者同屬于多聚糖 （2）同是甙鍵連接的 （3）皆 可酯化或醚化，在適當(dāng)?shù)臈l件下可以水解，在堿性條件下可以降解。均含游離羥基具有親水性 不同點(diǎn)： （1）纖維素是由單一糖基構(gòu)成的高聚物，半纖維素是由兩種或兩種以上的糖 基構(gòu)成。 （2）纖維素是線形高聚糖，半纖維素是線形的帶有各種短側(cè)鏈的多聚糖。 （3）纖

11、維素具有結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)結(jié)構(gòu)，形成纖絲存在于細(xì)胞壁，為骨架物質(zhì)，半纖維素為基 質(zhì)物質(zhì)，包圍在纖維素纖絲外面，在外界條件影響下，半纖維素要比纖維素容易起化學(xué)反 應(yīng)。 （4）半纖維素的吸濕性和潤脹度均比纖維素高。 4.以木材構(gòu)造特點(diǎn)說明木材干縮濕脹的各向異性的原因P141 表現(xiàn)：對大多數(shù)的樹種來說，軸向干縮率一般為 0.1％～0.3％，而徑向和弦向的干縮率范圍則為 3％～6%和 6％～12％，軸向干縮率最小。 木材干縮濕漲的各向異性原因 A、木材軸向橫向干縮濕脹差異的原因。 針葉樹材的主要細(xì)胞是軸向管胞，闊葉樹材的主要細(xì)胞是木纖維，他們細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)是相似的，且在排列上都與樹干主軸呈近似

12、平行，木材主要細(xì)胞的細(xì)胞壁內(nèi)微纖絲方向在次生壁外層s1和內(nèi)層s3與細(xì)胞幾乎近于垂直，中層s2則與主軸近似平行，而細(xì)胞壁中次生壁占的比例最大，次生壁中又以中層厚度最大，因此木材的干縮或濕脹也就主要取決于次生壁中層S2微纖絲的排列方向。 B、弦向大于徑向： （1）射線組織的影響：由于木射線在徑向的抑制作用，射線細(xì)胞是唯一的橫臥細(xì)胞。當(dāng)射線細(xì)胞收縮時(shí)，由于縱向收縮小于橫向收縮，因而射線細(xì)胞的縱向收縮抑制了木材的徑向收縮，使得徑向收縮小于弦向收縮。 （2）早、 晚材差異的影響。 晚材收縮和膨脹量要大于早材，在木材徑向早晚材是串聯(lián)的，木材徑向收縮體現(xiàn)為收縮量大的晚材和收縮量小的早材按照各自比率

13、加權(quán)平均的效果，而在弦向，早晚材是并聯(lián)相接，由于晚材的強(qiáng)度大于早材，因此收縮大的晚材就會強(qiáng)制收縮小的早材同它一起收縮，最終使木材弦向收縮大于徑向收縮。 （3）徑向壁和弦向壁中木質(zhì)素含量差別的影響。由于一般木質(zhì)部纖維的徑向壁比弦向壁的木質(zhì)素含量高，因而吸濕變形性也小。同時(shí)木材纖維的胞壁是微纖絲排列和化學(xué)組成明顯不同的多層結(jié)構(gòu)，這兩者都是導(dǎo)致木材的徑向弦向干縮濕脹差異的主要因素。 （4）徑壁、弦壁紋孔數(shù)量的影響。紋孔的存在使其周圍微纖絲的走向偏離了細(xì)胞長軸方向，產(chǎn)生了可達(dá)45的夾角，因此對細(xì)胞壁的收縮產(chǎn)生了較大的限制作用，而針葉樹材管胞徑面壁上的紋孔數(shù)量較弦面壁的多，這使徑向收縮收到限制作用

14、很大，對弦向收縮產(chǎn)生的限制小，最終導(dǎo)致木材弦向干縮濕脹比徑向。 5．畫出木材蠕變曲線圖說明蠕變過程P191 說明：1,對木材施載產(chǎn)生瞬時(shí)變形后，變形隨著時(shí)間的推移而增大的蠕變過程。 2，卸載后有一瞬間恢復(fù)變形，在數(shù)值上等于施載的瞬時(shí)變形 3，卸載后又隨著時(shí)間的推移而變形減小的蠕變恢復(fù)，在此過程中的是可恢復(fù)蠕變部分 4，完成蠕變恢復(fù)后，變形不在恢復(fù)，殘留的為永久變形 5，蠕變變形值等于可恢復(fù)變形形值和不可恢復(fù)變形值之和 6．繪圖題 7. 簡述木材的優(yōu)缺點(diǎn)。P8~10 優(yōu)點(diǎn)：1）易于加工2）木材強(qiáng)重高3）氣干材是良好的絕緣材料4）木

15、材有吸收能量的作用5）木材是彈性塑性體6）木材的花紋、光澤、顏色，能起到特殊的裝飾作用7）木材可以調(diào)節(jié)小氣候8）調(diào)節(jié)生物的生理量和心理量，使之正常。 缺點(diǎn)：1）濕脹、干縮：木材含水率在 纖維飽和點(diǎn)以下時(shí)，其尺寸也隨之變化2）木材容易腐朽和蟲蛀3）木材用作沿海水工建筑材 料或木船等，則常為海生鉆孔動(dòng)物所侵害4）木材易于燃燒。容易引起火災(zāi)5）木材的變異性 大6）木材有許多不可避免的天然缺陷) 8.節(jié)子對材質(zhì)的影響P213 節(jié)子是對木材質(zhì)量影響最大的缺陷 1、在節(jié)子周圍，木材紋理產(chǎn)生局部紊亂，并且其顏色較深，破壞了木材外觀的一致性 2、節(jié)子的硬度很大，主軸方向和樹干主軸方向呈較大夾角，在切

16、割加工時(shí)易造成刀具的損傷 3、由于節(jié)子的紋理和密度與木材不同，木材干燥時(shí)的收縮方式與木材不同，造成節(jié)子附近的木材易產(chǎn)生裂紋，死節(jié)脫落，破壞木材的完整性 4、節(jié)子的存在降低了木材的順紋拉伸，順紋壓縮和彎曲強(qiáng)度，但可以提伸橫紋壓縮和順紋剪切強(qiáng)度。 9.宏觀識別木材的主要依據(jù) 要點(diǎn)：1、樹皮 2、邊材與心材（區(qū)別是否明顯以及材色） 3、生長輪（類型、明顯度、寬帶）4、早晚材（變化） 5、管孔（大小、配列、內(nèi)含物）6、軸向胞壁組織（數(shù)量、分布） 7、木射線（寬帶、粗細(xì)）8、胞間道（有無） 10.影響木材力學(xué)性質(zhì)的主要因素P206~209 1）木材

17、密度的影響：木材強(qiáng)度和剛性隨木材密度的增大而增高；彈性模量隨木材密度的增 大而線性增高；但相剪切彈性模量也受密度影響關(guān)系數(shù)較低；木材韌性隨密度的增加也成 比例增長 2）含水率的影響：含水率在纖維飽和點(diǎn)以上時(shí)對木材力學(xué)性質(zhì)幾乎沒有影響；當(dāng)含水率處在纖維飽和點(diǎn)以下時(shí)，隨著含水率下降，木材力學(xué)強(qiáng)度急劇增加 3)溫度的影響：在溫度20～160C 范圍內(nèi)，木材強(qiáng)度隨溫度升高而較為均勻地下降；當(dāng)溫度超過160C 時(shí)力學(xué)強(qiáng)度下降速率明顯增大 4)長期荷載的影響：對長期負(fù)荷的橫梁，在破壞前卸去載荷，那么應(yīng)力在彈性極限以下時(shí)，靜態(tài)強(qiáng)度和彈性模量不受影響；隨時(shí)間推移，如果木梁的變形速度呈減少狀態(tài)，則在長期負(fù)

18、荷下也安全 5）紋理方向及超微構(gòu)造的影響：拉伸強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度均為順紋方向最大，橫紋方向最小 6）缺陷的影響：有節(jié)子的木材一旦受到外力作用，其周圍會產(chǎn)生應(yīng)力集中，彈性模量將比同一密度的無節(jié)子木材小] 11.應(yīng)壓木和正常材的區(qū)別P215 1、正常材晚材管胞的橫截面基本上是長方形，應(yīng)壓木晚材管胞的橫截面有趨于圓形的傾向，因此相鄰的3~4個(gè)管胞之間存在間隙 2、應(yīng)壓木早材管胞的細(xì)胞壁厚度比正常材的厚，晚材管胞的細(xì)胞壁厚度與正常材的基本相同，因此早材至晚材的變化比同樹種正常材緩慢 3、在同一年輪內(nèi)，應(yīng)壓木的管胞長度比正常材的短，管胞末端通常變細(xì)及產(chǎn)生分歧。 4、應(yīng)壓木細(xì)胞壁次生壁外層和中層

19、的厚度比正常材要大，沒有次生壁內(nèi)層S3層 5、應(yīng)壓木管胞細(xì)胞壁的微纖絲傾角比正常材大，次生壁中層的纖維角比正常材大45~50 6、應(yīng)壓木的木質(zhì)素含量平均比正常材的大9%纖維素含量降低10%，半纖維素含量增加7.8% 7、應(yīng)壓木的密度與正常材的密度之比為4:3 8、應(yīng)壓木的順紋收縮率和膨脹率比正常樹材大 9、密度相同的氣干材，應(yīng)壓木比正常木的順紋抗壓強(qiáng)度稍低，順紋抗拉強(qiáng)度、彈性模量、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度顯著降低，脆性增大。由于應(yīng)壓木的干縮系數(shù)與正常材有較大的差異，鋸材易產(chǎn)生彎曲變形和開裂。 12.應(yīng)拉木與正常材的區(qū)別P216 1、通常應(yīng)拉木的早材中存在膠質(zhì)纖維 2、應(yīng)拉木的管孔尺

20、寸和數(shù)量減少 3、應(yīng)拉木的木質(zhì)纖維一般比正常材多 4、早材木質(zhì)纖維細(xì)胞的橫截面呈圓形，次生壁顯著加厚 5、應(yīng)拉木中所具有的膠質(zhì)纖維的次生壁層次結(jié)構(gòu)與正常材不同。由于膠質(zhì)層G層的存在，使細(xì)胞次生壁形成以下三種結(jié)構(gòu)：S1+S2+S3+G少\S1+S2+G普遍\S1+G 6、應(yīng)拉木的纖維素含量增加，半纖維素和木質(zhì)素的含量降低 7、應(yīng)拉木的密度比正常材大 8、應(yīng)拉木的順紋干縮率比正常材顯著增大，橫向干縮率降低 9、應(yīng)拉木的抗壓強(qiáng)度、順紋剪切強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和彈性模量比正常材低，由于膠質(zhì)纖維的存在，使其加工容易出現(xiàn)起毛現(xiàn)象，并且難于干燥，易產(chǎn)生翹曲和開裂 13.木材腐朽菌寄生的條件P219 1、適宜的溫度。真菌活性生長的最低溫度為4C，最高為38C，最佳生長溫度為24.4~30C，低于或高于最佳生長溫度會抑制真菌的生長 2、充足的水分。真菌寄生的最佳木材含水率是稍高于纖維飽和點(diǎn)，通常木材含水率在30%~40%最適合腐朽菌的生長 3、氧氣的供給。真菌靠呼吸作用得到能量，呼吸作用需要氧氣，排放出二氧化碳和水 4、養(yǎng)料的供給。構(gòu)成木材細(xì)胞壁的纖維素和半纖維素，細(xì)胞腔的淀粉和單糖等是木材腐朽菌、變色菌和霉菌寄生和發(fā)育所需要的養(yǎng)料 5、介質(zhì)的酸度。木材腐朽菌適合在弱酸介質(zhì)中生長和發(fā)育。 14.紅木 6