木材學考試復習資料

一、解釋下列概念（共計30分）1形成層：形成層位于樹皮和木質(zhì)部之間，是包裹整個樹干、樹枝、樹根的一個連續(xù)的鞘狀層2. 纖絲傾角：微纖絲排列方向和細胞軸所成的角度。3纖維飽和點：細胞腔中自由水慢慢蒸發(fā)，當細胞腔中沒有自由水，而細胞壁中結(jié)合水的量處于飽和狀態(tài)，這時的狀態(tài)稱為纖維飽和點4紋孔：木材細胞壁加厚產(chǎn)生次生壁時，初生壁上未被增厚的部分，即次生壁上的凹陷5. 管孔：導管是絕大多數(shù)闊葉樹材所具有的中空狀軸向疏導組織，在橫切面上可以看到許多大小不等的孔眼，稱為管孔6. 徑列復管孔：指由兩個或兩個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8. 直紋理：直紋理是指木材軸向細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胞排列不整齊，即他們的排列上下交錯，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：細胞壁S2層中微纖絲的方向和細胞軸所成的角度，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，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，它是厚壁細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：在恒定應變條件下，應力隨著時間的延長而逐漸減少的現(xiàn)象稱為應力松弛19.應力木：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.熱擴散率：即導溫系數(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，各點溫度迅速趨于一致的能力（即各點達到同一溫度的速度） 21.彈性模量：物體產(chǎn)生單位應變所需要的應力，它表征材料抵抗變性能力的大小，是表示材料力學性質(zhì)的重要常數(shù)。 22.壓電效應：具有晶體結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)在壓力或機械振動等作用下得應變也能引起電荷向集聚極化從而產(chǎn)生電場，這種由力學變形而引起的介質(zhì)極化稱為壓電效應。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，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個導管分子縱向相連時，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到平衡時的含水率，稱為平衡含水率30.吸著滯后現(xiàn)象：在相同的溫濕度條件下，由吸著過程達到的木材的平衡含水率低于解吸過程達到的平衡含水率，這個現(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，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.導熱系數(shù)（ ）：表征物體以傳導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位，溫度差恒定為1C時，單位時間內(nèi)通過單位面積的熱量。35.導溫系數(shù)：又稱熱擴散率。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，各點溫度迅速趨于一致的能力（即各點達到同一溫度的速度） 36.應拉木：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漸變小，管孔的大小界線不明顯 散孔材：指一個生長輪內(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，全由橫臥細胞組成。（2）異型射線：射線組織全部或部分由方形或直立細胞組成。異型單列：射線組織全為單列或偶有成對者，由橫臥與直立或方形細胞所組成。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胞組成。異型型：由單列或多列射線組成。單列射線由直立和方形細胞構(gòu)成，多例射線弦面觀察期單列尾部較多列部分要長，單列尾部直立細胞構(gòu)成，多列部分有橫臥細胞構(gòu)成。異型型：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型：由單列或多列射線組成。單列射線全為橫臥細胞或直立或橫臥細胞混合組成。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)管管胞和導管狀管胞）。木纖維（纖維狀管胞和韌性纖維）是主要分子，細胞橫切面形狀不規(guī)則，早晚材之間差異不大木射線具有木射線管胞，組成射線的細胞都是橫臥細胞，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胞，組成射線的細胞也有都是橫臥的，一般是橫臥和直立，與方形細胞一起組成較多，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胞中含有草酸鈣結(jié)晶，結(jié)晶形狀多樣，有些熱帶樹種細胞中含二氧化硅3.半纖維素與纖維素的異同點 答：相同點：（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?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：（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反 應。（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 0.10.3，而徑向和弦向的干縮率范圍則為 36%和 612，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。針葉樹材的主要細胞是軸向管胞，闊葉樹材的主要細胞是木纖維，他們細胞壁結(jié)構(gòu)是相似的，且在排列上都與樹干主軸呈近似平行，木材主要細胞的細胞壁內(nèi)微纖絲方向在次生壁外層s1和內(nèi)層s3與細胞幾乎近于垂直，中層s2則與主軸近似平行，而細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，射線細胞是唯一的橫臥細胞。當射線細胞收縮時，由于縱向收縮小于橫向收縮，因而射線細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，由于晚材的強度大于早材，因此收縮大的晚材就會強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。同時木材纖維的胞壁是微纖絲排列和化學組成明顯不同的多層結(jié)構(gòu)，這兩者都是導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胞長軸方向，產(chǎn)生了可達45的夾角，因此對細胞壁的收縮產(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很大，對弦向收縮產(chǎn)生的限制小，最終導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)生瞬時變形后，變形隨著時間的推移而增大的蠕變過程。 2，卸載后有一瞬間恢復變形，在數(shù)值上等于施載的瞬時變形 3，卸載后又隨著時間的推移而變形減小的蠕變恢復，在此過程中的是可恢復蠕變部分 4，完成蠕變恢復后，變形不在恢復，殘留的為永久變形 5，蠕變變形值等于可恢復變形形值和不可恢復變形值之和6繪圖題7. 簡述木材的優(yōu)缺點。P810優(yōu)點：1）易于加工2）木材強重高3）氣干材是良好的絕緣材料4）木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：1）濕脹、干縮：木材含水率在 纖維飽和點以下時，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，則常為海生鉆孔動物所侵害4）木材易于燃燒。容易引起火災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，在切割加工時易造成刀具的損傷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，順紋壓縮和彎曲強度，但可以提伸橫紋壓縮和順紋剪切強度。9.宏觀識別木材的主要依據(jù)要點：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）8、胞間道（有無）10.影響木材力學性質(zhì)的主要因素P2062091）木材密度的影響：木材強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以上時對木材力學性質(zhì)幾乎沒有影響；當含水率處在纖維飽和點以下時，隨著含水率下降，木材力學強度急劇增加3)溫度的影響：在溫度20160C 范圍內(nèi)，木材強度隨溫度升高而較為均勻地下降；當溫度超過160C 時力學強度下降速率明顯增大4)長期荷載的影響：對長期負荷的橫梁，在破壞前卸去載荷，那么應力在彈性極限以下時，靜態(tài)強度和彈性模量不受影響；隨時間推移，如果木梁的變形速度呈減少狀態(tài)，則在長期負荷下也安全5）紋理方向及超微構(gòu)造的影響：拉伸強度和壓縮強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)生應力集中，彈性模量將比同一密度的無節(jié)子木材小11.應壓木和正常材的區(qū)別P2151、正常材晚材管胞的橫截面基本上是長方形，應壓木晚材管胞的橫截面有趨于圓形的傾向，因此相鄰的34個管胞之間存在間隙2、應壓木早材管胞的細胞壁厚度比正常材的厚，晚材管胞的細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)，應壓木的管胞長度比正常材的短，管胞末端通常變細及產(chǎn)生分歧。4、應壓木細胞壁次生壁外層和中層的厚度比正常材要大，沒有次生壁內(nèi)層S3層5、應壓木管胞細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4550 6、應壓木的木質(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、應壓木的密度與正常材的密度之比為4:38、應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，應壓木比正常木的順紋抗壓強度稍低，順紋抗拉強度、彈性模量、彎曲強度和沖擊強度顯著降低，脆性增大。由于應壓木的干縮系數(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.應拉木與正常材的區(qū)別P2161、通常應拉木的早材中存在膠質(zhì)纖維2、應拉木的管孔尺寸和數(shù)量減少3、應拉木的木質(zhì)纖維一般比正常材多4、早材木質(zhì)纖維細胞的橫截面呈圓形，次生壁顯著加厚5、應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+G6、應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、應拉木的密度比正常材大8、應拉木的順紋干縮率比正常材顯著增大，橫向干縮率降低9、應拉木的抗壓強度、順紋剪切強度、沖擊強度、抗彎強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P2191、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24.430C，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，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)成木材細胞壁的纖維素和半纖維素，細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