了解木材

数千年来，木材一直被用作燃料、建筑材料以及制造工具和武器、家具和纸张。它最近已成为用于制造玻璃纸和其他纤维素衍生物（例如醋酸纤维素）的原料。今天，木工和土木工程领域的人都知道木材的基本价值。这就是为什么木材这个词是一个必须讨论的术语。

在本文中，将讨论以下有关木材的问题，并回答以下问题：

• 什么是木头？
• 木材有什么用途？
• 木材的特性是什么？
• 有哪些不同类型的木材？
• 木材是如何生产的？

让我们潜入水中！

什么是木头？

木材是一种来源于活树的有机物质，具有纤维状、异质性和各向异性的质地。古代建筑材料之一是木材。自史前时代以来，木材就被人类用作一种保护和避难所。由于多种因素导致森林的衰退，被砍伐的树木难以用新树替代，或者树木发育迟缓，今天木材的价值已经增长。除了在模型和脚手架中用作承重或美观材料外，木材还用作屋顶配件、木制品和涂层材料。此外，由木材工业的副产品（如木屑、锯末和灰尘）制成的人造建筑材料包括刨花板、MDF 和胶合板。木材是经过处理并切割成统一尺寸的木材。

在树木和其他木本植物的茎和根中，木材是一种多孔的纤维结构物质。它是一种由纤维素纤维制成的有机物质，在张力下具有很强的张力，包含在木质素基质中，具有抗压缩性。木材在活树中起到支撑作用，使木本植物长得大或独立站立。木材有时仅被定义为树茎中的次生木质部，或者更广泛地定义为包括其他地方的相同类型的组织，例如树木或灌木的根部。此外，它还能在根部、其他发育组织和叶子之间传递养分和水分。

木材有什么用途？

以下是木材的常见用途：

• 燃料
• 纸浆
• 建筑
• 工程产品
• 家具和餐具
• 艺术
• 运动和娱乐设备
• 其他

燃料

今天，大部分在世界农村地区，木材仍然被用作燃料，这已经很长时间了。因为它比软木产生更少的烟并且燃烧更慢，所以推荐使用硬木。人们通常认为木炉或壁炉会给房子带来温暖和氛围。

纸浆

“纸浆”一词是指专门用于造纸的木材。

建筑

自从人们开始建造小屋、房屋和船只以来，木材就在建筑中发挥了重要作用。直到 19 世纪后期，几乎所有的船都是用木头制成的，今天仍然经常使用木头来制造船。榆树被专门用于此应用，因为只要保持湿润，它就可以抵抗腐烂（在更现代的管道出现之前，它还用作水管）。

木材是北美建筑用木材的流行名称。木材是锯切的可用木板的术语，而木材通常用于表示已在其他地方砍伐的树木。橡木是中世纪欧洲所有木结构建筑的首选材料，包括横梁、墙壁、门和地板。现在使用的木材种类较多，常使用杨木、小结松和花旗松来制作实木门。

工程产品

建筑和工业应用经常使用工程木制品，这是为特定应用的性能标准“设计”的粘合建筑组件。为了制造更坚固、更有效的复合结构单元，将木条、单板、木材或其他类型的木纤维粘合在一起，形成胶合工程木制品。

这些商品包括平行股材、工字梁、层压单板木材 (LVL) 和其他结构复合木材 (SCL) 产品。由胶合板、定向刨花板和复合板制成的木结构板也在其中。 1991 年，为此使用了大约 1 亿立方米的木材。根据趋势，预计刨花板和纤维板将取代胶合板。

家具和器皿

对于椅子和床以及其他家具物品，木材长期以来一直是一种流行的材料。此外，它还用于木勺和铅笔等器皿的把手，以及筷子和牙签等工具和餐具。

艺术

多年来，木材一直是一种流行的艺术媒介。几千年来，它一直被用来雕刻和创作雕塑。例子包括由北美土着部落用针叶树原木制成的图腾柱，通常是西部红雪松。木材在艺术中的其他用途包括：

• 木刻版画和雕刻
• 木头可以作为绘画的表面，例如在面板绘画中
• 许多乐器大部分或完全由木头制成

运动和娱乐设备

许多运动器材类别目前或曾经是由木头制成的。例如，白柳是制作板球拍的常用材料。允许在美国职业棒球大联盟中使用的棒球棒通常由白蜡木、山核桃木和最近的枫木制成，尽管这种木头更精致一些。国家篮球协会的球场通常由镶木地板组成。

其他

木质素胶水、可回收食品包装、橡胶轮胎替代品、抗菌医疗和高强度纺织品或复合材料的新用途是其他一些进步。随着科学家和工程师继续研究和创造从木材中提取不同成分或对木材进行改性（例如在木材中添加成分）的新程序，新的、更复杂的产品将进入市场。电子水分含量监测有助于提高对下一代木材的保护。

木材的特性是什么？

• 感官特征
• 密度和比重
• 机械性能
• 热性能
• 电气性能
• 声学特性
• 退化
• 吸湿性
• 缩胀

• 感官特征

木材的颜色、光泽、气味、味道、质地、纹理、形状、重量和硬度是感官特性的例子。出于识别或其他用途的目的，这些附加的宏观特征可用于描述一块木头。有多种颜色的木材，尽管大多数木材是白色和棕色的色调。其他颜色包括黄色、绿色、红色和几乎纯白色。根据心材、边材、早材、晚材、射线和树脂管之间的颜色差异，单块木材可能会出现差异。漂白或染色，以及长时间暴露在环境中，会改变自然颜色。刺槐、蜜蝗和少数热带物种只是辉煌木材的几个例子。

密度和比重

比重是木材的重量或质量与水的重量之比，而密度是单位体积木材的重量或质量。因为 1 cc 的水重 1 克，所以在公制测量系统中，花旗松木的平均密度和比重分别为 0.45 克/立方厘米 (g/cc)。 （每立方厘米 1 克，或每立方英尺大约 62.4 磅，表示为每单位体积的重量。）由于木材具有吸湿性，因此水分的多少会显着影响其重量和体积，因此确定其密度比其他方法更具挑战性。材料。在预定的水分值下计算重量和体积以产生相似的结果。

吸湿性

如果与水接触，木材可以从空气中以液体或蒸气的形式吸收它。尽管如此，水是木材可以吸收的最重要的液体或气体。由于木材的吸湿性，木材总是包含水分，无论它是活树的组成部分还是材料。 （术语水和水分在这里可以互换使用。）水分对木材的各个方面都有影响，但应该强调的是，只有细胞壁中的水分才是重要的；细胞腔中的水分只会增加重量。

收缩和膨胀

当木材中的水分含量低于纤维饱和点时，就会发生尺寸变化。收缩和膨胀分别是由水分的增加和损失引起的。这些尺寸变化是各向异性的，这意味着它们在轴向、径向和切向方向上有所不同。大约 0.4%、4% 和 8% 分别是平均收缩值。体积损失约为 12%，但物种之间存在显着差异。这些数字以生坯尺寸的百分比形式提供，并对应于从生坯到烘干条件的转变。细胞壁结构主要负责不同发育方向的差异收缩和膨胀。

次生细胞壁层中微纤维的方向可以用来解释轴向和两个横向（径向和切向）方向之间的变化，但是，尚不清楚为什么这些差异存在于径向和切向方向。

退化

细菌、真菌、昆虫、海洋蛀虫以及环境、机械、化学和热变量都会导致木材的破坏。木材的外观、结构或化学成分会因退化而发生变化，这会影响活的树木、原木或产品。这些变化的范围从轻微的变色到使木材完全一文不值的不可逆转的转变。例如，在古埃及法老的陵墓中发现的完好无损的家具和其他木制文物证明，木材可以保存数百年或数千年（参见埃及艺术）。只有在外界因素的影响下，木材才会变质或被破坏。

机械性能

木材的机械或强度特性是其承受外力的能力的标志，外力可能会改变其尺寸和形状。施加这些力的量和方法，以及木材的密度和水分含量，都会影响对这些力的抵抗力。在轴向或平行于纹理的方向上，木材的强度特性与沿纹理方向（横向）的强度特性明显不同。

木材的拉伸和压缩强度（在轴向和横向测量）、剪切、劈裂、硬度、静态弯曲和冲击是它的一些机械特性（冲击弯曲和韧性）。相应的测试确定每单位负载区域的应力（在弹性极限和最大负载下）以及其他强度标准，包括韧性、断裂模量和弹性模量（刚度的量度）。通常使用横截面为 2 x 2 厘米或 2 x 2 英寸的小型透明样品进行测试。

热性能

尽管木材会随着温度的变化而膨胀和收缩，但水分含量变化带来的收缩和膨胀是更显着的尺寸变化。这种与温度相关的膨胀和收缩通常是微不足道的并且没有实际影响。表面检查只能在低于 0 °C (32 °F) 的温度下进行；由于外层和内层收缩不均匀，活树会出现冻裂。

与金属、大理石、玻璃和混凝土等材料相比，木材的导热率低（隔热能力高）。轻且干燥的木材是优良的绝缘体，因为导热系数在轴向上最高，并且随着密度和水分含量的增加而增加。

电性能

电绝缘可以在烘干的木材中找到。然而，当含水量上升时，电导率也会上升，导致饱和木材（含水量最高的木材）表现得更像水。值得注意的是，随着水分含量从 0 上升到纤维饱和点，电阻会急剧下降。在此范围内，电阻下降超过 10 亿倍，但从纤维饱和点到最高水分含量仅下降约 50 倍。木材的电阻大多不受树种、密度等其他参数的影响；物种间的差异与提取物的化学性质有关。轴向阻力大约是横向阻力的一半。

介电或不良导体，木材的特性也很重要。介电常数和功率因数在制造用于测量木材水分含量的电表（容量和射频功率损耗型）、用电流干燥木材（理论上的可能性，但目前不是现实）和粘合木材方面发挥着实际作用用高频电流。施加机械应力时发生的电极化（在一块相反的两侧出现相反的电荷）导致木材显示出压电效应。相反，木材在暴露于电场时会发生机械变形（尺寸变化）。

声学特性

木材既可以产生声音（通过直接敲击），也可以放大或偏转来自其他物体的声波。由于这些因素，它是一种用于乐器和其他声学应用的特殊材料。木材的尺寸、密度、含水量和弹性模量都会对振动频率产生影响，进而影响所产生声音的音高。更高的密度和弹性会降低水分含量，而更小的尺寸都有助于发出更高音调的声音。

木材有哪些种类？

所有类型的木材分为以下几类：

• 困难
• 软
• 人造木材

硬

任何不产生针叶或球果的树都是硬木的来源。这些树在科学术语中最常被称为落叶树或被子植物。产生叶子和种子的树木被称为硬木。橡木、枫木、樱桃木、桃花心木和胡桃木是常见硬木树种的例子。尽管有几种硬木以其令人惊叹和独特的木纹图案而闻名，但硬木并不总是比软木更坚固。

此外，一些木材被归类为硬木，但来自非落叶树，如竹子和棕榈树。尽管在技术上被称为单子叶植物，但这些植物经常被归类为硬木，因为它们具有许多相同的特征。竹子和棕榈树有时会包含在以下人造木材类别中。

软

针叶树用于生产软木，例如木材和木制品。针叶树，也称为裸子植物，是任何有针叶和熊果的树木。松树、雪松、冷杉、云杉和红木是一些用于家具制造、木工和其他相关领域的常见软木树的例子。

工程木材

工程木材是您可能会遇到的第三种木材。工程木材是创造出来的，而不是在环境中自然产生的。这些板通常由经过修改以具有特定特性或特性的木材制成。这些商品，也称为复合木材，经常使用锯木厂废料制成。

工程木材经常被加热或化学处理，以产生可以满足在自然界中难以获得的特定尺寸的木制品。胶合板、定向刨花板、中密度纤维板和复合板是工程木材的一些常见例子。考虑到它经常需要使用专业切割技术或将碎片拼在一起以产生精确的尺寸或木纹图案，因此木饰面有时可以归类为工程木材。

木材是如何生产的？

木材是植物用来储存光合作用过程中产生的食物的系统的一个组成部分，将水和溶解的矿物质从根部输送到植物的其余部分，并提供机械支撑。据估计，在生产木材的 25,000 至 30,000 种植物中，只有 3,000 至 4,000 种植物（包括草本植物）被认为可以产生适合用作材料的木材。裸子植物和被子植物是包括产木林木和其他木本植物的两组。被子植物或带有球果的树木会产生温带和热带硬木，如橡木、山毛榉、柚木和轻木，而裸子植物或带球果的树木会产生松树和云杉等软木。应该注意的是，并非所有情况都属于硬木和软木之间的区别。一些硬木（例如轻木）比一些软木（例如红豆杉）更柔软。

木材是一种具有重要经济价值的物质。与逐渐枯竭的煤炭、矿石和石油相比，它是一种可以可持续维护的可再生资源。木材通过森林采伐、运输、工厂加工、商业和消费促进经济增长、创造就业机会并确保一些国家的基本生活。对木材和木制品的持续强劲需求是其重要性的标志。

就重量而言，木材的消耗量远高于其他材料。世界上大部分圆木（原木）生产用作燃料，主要在发展中国家。木制品生产增长最快的是纸和纸板，随着发展中国家人均消费量赶上工业化国家，这种模式预计将继续下去。不断增长的木材使用和随之而来的森林砍伐是由全球人口增长造成的。由于许多森林遭到破坏，特别是热带地区的森林遭到破坏，能否生产出足够的木材来满足预期需求是值得怀疑的。阻止地球上森林覆盖的丧失，提高现有森林的生产力，建立广泛的重新造林项目和种植速生树种苗圃，回收纸张，通过研究提高木材利用率，有助于解决木材供应问题并减少木材行业对环境的影响。

常见问题解答

什么是木解释？

木材是一种有机材料，由树木制成，具有纤维状、异质性和各向异性纹理，树木是一种活的有机体 .木材是最古老的建筑材料之一。自古以来，人类就使用木材来遮蔽和保护。

木头是用什么做的？

木材由纤维素组成 ：纤维素是一种聚合物（C6H10O5），可以结晶形成非常强的纤维。纤维素是木材的主要强化材料。木质素：木质素也是一种聚合物，但通常呈无定形。

木材的主要用途是什么？

房屋和其他结构的建造：木制房屋在家庭环境中仍然经常使用。此外，某些建筑物的内部屋顶是用木头建造的。类似于有时在建筑中使用竹木来支撑建筑物，直到它坚固到可以独立站立。

木材的特性是什么？

木材的主要物理特性包括颜色、光泽、质地、宏观结构、气味、水分、收缩、内应力、膨胀、开裂、翘曲、密度、声-电-导热性 .颜色、光泽、质地和宏观结构决定了木材的外观。

木材的形成是一个复杂的生物学过程，涉及五个主要的发育步骤，包括 (1) 称为维管形成层的次级分生组织的细胞分裂，(2) 细胞扩张（细胞伸长和径向扩大），(3) 次生细胞壁沉积， (4) 程序性细胞死亡，(5) 心材

天然木材是指树木，包括原木、树桩或木板、树干、树枝、四肢和树桩木材，包括木材、原木或木板，尤其是经过处理以供使用时 .

木头是什么时候开始使用的？

木工的最早证据来自一个150万年前 坦桑尼亚直立人遗址Peninj。

例子包括白蜡木、山毛榉、桦木、桃花心木、枫木、橡木、柚木和胡桃木。软木通常来自常绿（针叶）树（那些有针叶和球果并全年保留它们的树，也称为裸子植物。示例包括雪松、柏树、冷杉、松树、云杉和红木。

木材的机械性能包括拉伸和压缩强度（在轴向和横向测量）、剪切、劈裂、硬度、静态弯曲和冲击（冲击弯曲和韧性） .

通常被认为是最硬的木材，木脂（Guaiacum sanctum 和 Guaiacum officinale） 在 Janka 量表上测量为 4,500 磅力 (lbf)。

结论

木材是一种来源于活树的有机物质，具有纤维状、异质性和各向异性的质地。古代建筑材料之一是木材。自史前时代以来，木材就被人类用作一种保护和避难所。木材用于燃料、纸浆木材、建筑、工程产品、家具、器皿等。

这就是本文的全部内容，其中正在讨论以下问题：

• 什么是木头？
• 木材有什么用途？
• 木材的特性是什么？
• 有哪些不同类型的木材？
• 木材是如何生产的？

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