《木材学》考研核心考点归纳 - 图文

【计算题】

1、干缩率、干缩系数、差异干缩

有一块标准的马尾松湿材，已知弦向尺寸为20cm,径向尺寸为15cm,现欲将其干燥到含水率为6%，弦向和径向尺寸分别变为10cm和12cm,试分别计算弦向、径向干缩系数和差异干缩。 弦向干缩率：[（20-10）/20]×100%=50% 径向干缩率：[（15-12）/15]×100%=20% 弦向干缩系数：50%/（30%-6%）=2.08 径向干缩系数：20%/（30%-6%）=0.83 差异干缩：50%/20%=2.5

2、各种密度、孔隙度P=（1-ρ/1.5）、含水率

3

某种木材的绝干密度为0.51g/cm,其孔隙度为(d) a.30% b.40% c.50% d.60% e.70%

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纤维饱和点时的含水率,在20C时为30%,在120C时为(b) a.增加b.减小c.不变 【树种识别】 【画图题】 【问答题】

◇什么是木材的pH值和缓冲容量？有些树种木材的心材呈碱性，在采用脲醛胶进行胶合板生产时胶合质量不佳，其原因何在？

答：木材的PH值一般泛指木材中水溶性物质的酸性和碱性程度，是定量反应木材水溶液中氢离子溶度大小的指标，通常以木粉的抽提物的pH值表征。它不仅是木材的重要物化性质之一，也是木材加工利用的一个重要指标。

在化学上，在一些由弱酸及其弱酸盐，或弱碱及其弱碱盐组成的混合溶液中，加入一定量的酸或碱液时，溶液的pH值变化很小，即能在一定程度上对外来的酸和碱具有缓冲能力，这种溶液叫座缓冲溶液。木材的水抽提液是具有缓冲能力缓冲溶液，即木材具有缓冲容量。

因为脲醛胶的固化原理是，在加入氯化铵或硫酸铵作为固化剂的弱酸条件下，尿素与甲醛反应。若树种的心材呈弱碱性，则会影响脲醛胶的固化，从而使得生产的胶合质量不佳。 ◇木材具有各向异性的原因是什么？试从木材的干缩、渗透及力学强度三个方面说明木材的各向异性。 答：

木材是天然生长的生物材料，由于组织构造的因素决定了木材的各向异性（anisotropy） 木材干缩方面的各向异性主要表现在纵向和横向，弦向和径向之间的差异。

木材纵向、横向干缩湿胀差异的原因：是由木材的构造特点造成的，绝大多数细胞都是纵向排列; 而细胞主要取决于次生壁中层(S2)微纤丝的排列方向。因此原因有二：

（1）细胞壁微纤丝是由平行排列的大分子链所组成的，大分子链长度方向可移动的距离是大分子链横向之间的0.2%～0.05%，纤丝间距离的变化主要表现在横向。

（2）S2微纤丝的排列与细胞主轴成10?-30?几乎相平行，干缩湿胀时表现在纵向的量：asinα；表现在横向的量：acosα。sinα﹤﹤ cosα 木材径向、弦向干缩湿胀差异的原因：（1）木射线对径向收缩的抑制 （2）早晚材差异的影响 （3）径向壁和弦向壁中的木质素含量差别的影响（4）径壁、弦壁纹孔数量的影响 木材渗透方面的各向异性

◇比较纤维素和半纤维素的异同。 答题要点：

相同点：同为碳水化合物（高聚糖），糖基间均由主价键苷键连接。（1分+1分） 不同点：纤维素单一糖基，半纤维素多种（二或二和以上）糖基；（1） 纤维素长链形，半纤维素枝链形；（1） 聚合度纤维素高，半纤维素低；（1）

纤维素具晶区和非晶区，半纤维素为无定形区；（1）

纤维素吸湿、润胀性小，化学稳定性较好，半纤维素相反；（1） 纤维素在胞壁中骨架物质作用，半纤维素在胞壁中粘结物质作用；（1）

【名词解释】

心材：在靠近髓心周围与边材之间（通常颜色较深）的木质部，在立木时已不具有生理功能的。

边材：在木质部中，靠近树皮（通常颜色较浅）的外环部分，含水率高，立木时具生理功能的木材称边材，担负着由下往上输送水分和养分

早材：在一个生长轮内，靠近髓心一侧，是树木生长季节早期形成的部分，材色较浅，组织松软又称为春材

晚材：在一个生长轮内，靠近树皮一侧，是树木生长季节后期形成的部分，材色较深，组织紧密，材质坚硬，又称为秋材

管孔：阔叶材各类纵向细胞中有一种直径较大，专门承担输导作用的组织叫导管；导管在横断面上的孔穴状称管孔。

纹孔：指木材细胞壁加厚产生次生壁时，初生壁上未被增厚的部分，即次生壁上的凹陷。在立木中，纹孔是相邻细胞间的水分和养分的通道。

穿孔：两个导管分子纵向相连时，其端壁相通的孔隙称为穿孔

井字区：径切面上射线薄壁细胞与轴向管胞相交的平面，又称交叉场。交叉场纹孔可分为五种类型：窗格状，松木型，云杉型，杉木型，柏木型。

螺纹加厚：在细胞次生壁内表面上，由微纤丝局部聚集而形成的屋脊状凸起，呈螺 旋状环绕着细胞内壁

螺纹裂隙：在应压木中，有些管胞壁上具有一种贯穿胞壁的螺纹裂隙，称为螺纹裂隙

螺纹裂隙与螺纹加厚的区别在于螺纹加厚见于正常材，螺纹裂隙见于应压木；螺纹加厚与轴线的夹角大于45°，螺纹裂隙与轴线的夹角小于45°；螺纹加厚限于内内壁，为加厚，螺纹裂隙延至复合胞间层。

结晶区：在大分子链排列最致密的地方，分子链规则平行排列，定向良好，反映出一些晶体的特征，所以被称为纤维素的结晶区。

无定形区：当纤维素分子链排列的致密程度减小、分子链间形成较大的间隙时，分子链与分子链彼此之间的结合力下降，纤维素分子链间排列的平行度下降，此类纤维素大分子链排列特征被称为纤维素非结晶区

氢键：当氢原子以主价健与电负性很强的氧原子结合后再以付价键与另一电负性很强的原子相结合所形成的键。

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。

胞间道——指由分泌细胞围绕而成的长形细胞间隙（特殊孔道）。 树脂道——贮藏树脂的胞间道。存在于部分针叶树材中。(红松) 树胶道——贮藏树胶的胞间道。存在于部分阔叶树材中

导管——由一连串的轴向细胞形成无一定长度的管状组织，构成导管的单个细胞称为导管分子。导管是由管胞演化而成的一种进化组织，专司输导作用。

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壁集合体。 同形射线 射线组织全部由横卧细胞组成的射线

同形单列 射线组织全为单列射线或偶见二列射线，且全由横卧细胞组成。如杨属、苦木、丝棉木、海南锥

同形单列及多列 射线组织由单列和多列射线，全由横卧细胞组成 异形射线 射线组织全部或部分由方形或直立细胞组成

异形单列 射线组织全为单列或偶尔出现成对者，由横卧与直立或方形细胞所组成 异形多列 射线组织全为二列以上，偶见单列，由横卧与直立或方形细胞组成

异形Ⅰ型 由单列和多列射线组成。单列射线由直立和方形细胞构成；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，多列部分有横卧细胞构成

异型Ⅱ型 由单列和多列射线组成。与异形Ⅰ型区别为多列射线的单列尾部较多列部分要短 异形Ⅲ型 由单列和多列射线组成。单列射线全为横卧细胞或直立与横卧细胞混合组成。多列射线的单列尾部通常为一个方形细胞，一个以上者也应为方形细胞；多列部分由横列细胞所组成。

同胞射线：在针叶材中木射线由射线薄壁细胞组成

异胞射线：在针叶材中木射线由射线薄壁细胞和射线管胞组成

散孔材(diffuse-porous wood)：指一个年轮内早晚材管孔的大小没有显著区别，分布也均匀。如槭木、杨木、椴木、桦木、柳木。

环孔材(ring-porous wood)：指木材中早材管孔明显比晚材管孔大，沿年轮呈环状排列，有一至多列。如水曲柳、刺槐、黄波罗、榆木、柞木。

半环孔材(semi-ring porous wood, 半散孔材)：指在一个生长轮内，管孔的排列介于环孔材与散孔材之间，早材管孔较大，略成环状排列，早材管孔到晚材管孔渐变，界限不很明显。如核桃、核桃楸。

为什么木质部比树皮多得多？

1、形成层分生出的次生韧皮部细胞不再分裂了，而次生木质部细胞还能在分裂两次，因此木质部细胞比韧皮部细胞多

2、树皮受压迫，薄壁细胞变小 3、树皮经常脱落

【木材构造】

——三切面的分辨（微观）弦切面：能看到木射线的端头；径切面：井字状

——木材宏观构造特征 1、生长轮明显度

针叶材几乎所有树种都是明显的；阔叶材明显、不明显都有 2、早晚材转变度

针叶材常用急变缓变来描述，急变的不多（硬松类），其他都是缓变或略急变；阔叶材通常不用急缓变来描述，而是用环孔、散孔材描述，环孔材即为急变，散孔材是缓变 3、树脂道

针叶材只有松科的六个属（松属、银杉属、落叶松属、黄山属、云杉属、油杉属）有树脂道，其中油杉属没有横向树脂道，其他属都是轴向与径向树脂道同时存在的。 4、心边材

心材的颜色深，边材的颜色浅。心材的颜色是由内含物决定的，边材的颜色是由木素决定的 5、管孔——导管分子

针叶材是无孔材；阔叶是有孔材 6、木射线

A所有树种都有木射线

B针叶材所有木射线都是极细的，阔叶材从极细到宽的都有；所有木材都有极细木射线，所以只能说某种木材具有宽的射线，而不能说它的木射线就是宽的。 7、轴向薄壁细胞

两大类（1）离管型（2）傍管型 8小类：（1）星散状、切线状、带状、轮界线 （2）环管状、翼状、聚翼状、带状

8、材色（同4心边材） 9结构（细胞的大小）

结构用“均匀粗细”来描述，实际上表示的是细胞的小。对于针叶材，早晚材急变的结构粗，缓变的结构细；对于阔叶材，环孔材结构粗。

心材树种：木材横切面上中心和外围材色有差异；（红松、落叶松、柏木、黄波罗、核桃(楸)、水曲柳、紫檀）

边材树种：木材横切面上中心和外围材色无差异，水分也无差异（桦木、白杨、椴木）； 熟材树种：木材横切面上中心和外围材色无差异，但水分有差异，中心部分水分少。

——关于细胞壁 1、壁层结构

（1）胞间层（I层）主要成分：果胶物质，木素，几乎没有纤维素 （2）P层（初生壁）厚度：0.1-0.2μm，有少量纤维素

（3）复合胞间层：P+I+P1，占总厚度的2.1-8.9%，主要成分：木素，少量纤维素和半纤维素，微纤丝是无规则、松散的网状结构，与细胞轴向接近90度 （4）次生壁（S）：分3层（因纤丝排列方向，纤维素和半纤维素的比例不一样）总体是纵向2，外面用横向包起来。S1层：占厚度的10%-22%，厚度约为0.5μm，木素占40%，纤维素占30%，半纤维素占30%，纤维排列：有规则的网状结构，与轴的角度50-70度（横向排列） S2层：占总壁厚的70-90%，厚度约为5-10μm，纤维素占50%，半纤维素占32%，木素18%，微纤丝角10-30度（几乎与轴平行，纵向排列）

s3层：占总壁厚的2-8%，纤维素占50%，半纤维素35%，木素占15%（与S2层差异不大）纤维素排列60-90度（横向排列） 2、丝状结构

40根纤维素大分子——基本纤丝——微纤丝——粗纤丝（小纤维）——薄层——壁层 3、细胞壁上的特征 （1）纹孔

纹孔的组成：纹孔膜、纹孔腔、纹孔口

纹孔差别：a单纹孔：所有薄壁细胞上的纹孔都是单纹孔，厚壁细胞的韧形纤维细胞上纹孔也是单纹孔b具缘纹孔：存在与厚壁细胞（除韧形纤维细胞，所有厚壁细胞都是具缘纹孔） （2）主义螺纹加厚与螺纹裂隙的区别 ——关于针、阔叶材的组织细胞 1、管胞

纹孔分布：早材管胞纹孔多；径面壁上的纹孔多；纹孔集中在两头 2、木纤维

类型：韧形木纤维和纤维管胞两种

胶质木纤维：具有胶质层的纤维（所谓胶质层就是全由纤维素组成的壁层）出现在阔叶材的应拉木中

分隔木纤维：出现在热带某些树种 3、导管分子

（1）导管壁上的纹孔分布：互列纹孔；对列纹孔；梯状纹孔（最原始） （2）穿孔：导管分子间上下相通的孔 注意纹孔和穿孔的区别

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