木材学实验(家具)_图文

发布于:2021-05-12 19:45:17

2013年10月

木材结构观察和性质测定综合实验
一、木材结构特征观察
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1、针叶树材宏观特征观察 (2学时)
2、阔叶树材宏观特征观察 (2学时)

3、针叶树材显微结构观察 (1.5学时)
4、阔叶树材显微结构观察 (1.5学时)

二、木材物理性质实验

(3学时)

一、木材结构特征观察
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(一)木材宏观构造观察
目的要求
通过对木材宏观构造特征的观察(肉眼或扩大镜下),认

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识木材表观结构性状,掌握识别木材的基本方法,对初步判断 木材性质的优劣以及合理利用,均具有重要意义,并为更好地
进行木材显微结构的观察打下良好的基础。

仪器和材料
扩大镜、解剖针、体视显微镜 木材三切面实木标本

(一)木材宏观构造观察
实验方法 (辨认三切面,以C面为主)
1.用肉眼观察,只当肉眼观察不清楚时,才用515倍(10倍)的扩大镜来帮助。如果某一特征比较模 糊,可再用清水滴一滴在标本上再观察(水滴相当 于凸透镜)。
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2.将木材标本置于体视显微镜载物台上,调节 焦距直至能够完全看清结构特征为止。 根据三切面观察的各种特征,进行梳理整合和 归纳,构筑木材整体宏观结构。

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横 切 面

弦 切 面

径 切 面

横切面

横切面 (croCC Cection)
与树干长轴相垂直的切面, 亦称端面或横截面。在这 个切面上,可以见到木材 的生长轮 、心材和边材、 早材和晚材、木射线、轴 向薄壁组织、管孔 ( 或管 胞 ) ,胞间道等,是木材 识别的重要切面。

横 切 面

弦 切 面

径 切 面

弦切面(tangential Cection)是顺着树干长
轴方向,与木射线垂直或 与生长轮相*行的纵切面 。弦切面和径切面同为纵 切面,但它们相互垂直。 在弦切面上生长轮呈抛物 线状,可以测量木射线的 高度和宽度。

弦切面

横 切 面

弦 切 面

径 切 面

径切面 (radial Cection)
是顺着树干长轴方向 ,通过髓心与木射线* 行或与生长轮相垂直的 纵切面。在这个切面上 可以看到相互*行的生 长轮或生长轮线、边材 和心材的颜色、导管或 管胞线沿纹理方向的排 列、木射线等。

径切面

(一)木材宏观构造观察
1、针叶树材特征观察
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(2学时)

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木材三切面实木标本: 马尾松(P.maCConiana Lamb) (急变) 杉木 (C.lanceolata(Lamb.)Hook) (缓变) 福建柏(F.hodginCii(Dunn)et ThomaC) (缓变或略缓变) 银杏 (G..biloba L.) (缓变) 红豆杉(T.chinenCiC(Pilger)Rhed.) (缓变或略缓变)

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1、针叶树材特征观察

(2学时)

观察项目 1.树脂道:①有无 ②明显程度 ③分布部位及形态 2.心边材区别及颜色:①有无区别 ②心边材比例 ③颜色 3.生长轮: ①明显度 ②轮廓形状:园形 梅花 波浪形 ③早晚材转变度:急、缓变

正常树脂道 马尾松 横切面

4.木射线 :①描述可见的切面
②分别描述在可见面的形态

③类型(宽、细、极细木射线)
5.纹 理 :直、斜纹理 6.结 构 :粗、中、细;均匀、不均匀 7.树 皮: ①厚度:薄﹤3mm ;厚﹥10mm ②颜色 ③质地(硬、脆、松软、纤维质) ④开裂情况 ⑤剥落情况(条状 块状 纸状 圆形等)

实验结果
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1.将所观察到的特征,填入表1

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2.本实验观察的重点和难点:树脂道、木射线。
3.思考题

(1)试述针叶树材树脂道出现的树种、部位和形式。
(2)心边材、早晚材如何区别?

(3) 木射线在三切面的形态?

2、阔叶树材特征观察 Ⅰ(环孔材)
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(1)目的要求

(1.0学时) 阔叶树木材根据横切面管孔排列:环孔材、 散孔材、半散孔材、切线孔材、辐射孔材和花 样孔材。本实验进行环孔材特征观察,重点观 察管孔的排列分布、轴向薄壁组织分布类型、 木射线类型以及材表等。通过认识阔叶树环孔 材表观结构性状,掌握识别阔叶树材的基本方 法,对初步判断木材性质的优劣以及合理利用, 均具有重要意义。

2、阔叶树材特征观察Ⅰ (环孔材) (2)仪器和材料
扩大镜、解剖针、体视显微镜 阔叶树环孔材实木标本
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檫木(P.tzumu(HemCl.)Lec.) 苦楝(M.azedarach L.) 榔榆(U.parviflora Jacq.) 栲树(F.fargeCii Franch.) 米锥(C.carleCii(HemCl.)Hay.) 格氏栲(C.kawakmil)

晚材管孔排列 星散状 星散状 榆木状 火焰状 火焰状 火焰状

2、阔叶树材特征观察Ⅰ (环孔材)
(3)实验方法 (辨认三切面,以C面为主)
1.用肉眼观察,只当肉眼观察不清楚时,才 用5-15倍(10倍)的扩大镜来帮助。如果某一特征 比较模糊,可再用清水滴一滴在标本上再观察 (水滴相当于凸透镜)。
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2.将木材标本置于体视显微镜载物台上,调 节焦距直至能够完全看清结构特征为止。

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根据三切面观察的各种特征,进行梳理、 整合和归纳,构筑木材整体宏观结构。

2、阔叶树材特征观察Ⅰ (环孔材)
(4)观察项目
1.管孔:①早材管孔列数
②沿生长轮方向排列疏密度
星散状

③晚材管孔排列形态

火焰状
榆木状

④有无内含物(侵填体、树胶)

①早材管孔 2-3列 ②排列紧密 ③晚材管孔 星散状 ④含侵填体 ⑤傍管束状

檫木(横切面)

①早材管孔 2-5列 ②排列稀疏 ③晚材管孔 火焰状 ④少见内含物 ⑤傍管束状 离管切线状

格氏栲(横切面)

①早材管孔 1-3列 ②排列紧密 ③晚材管孔 榆木状 ④少见内含物 ⑤傍管束状

榔榆(横切面)

①早材管孔 1-2列 ②排列紧密 ③晚材管孔 榆木状 ④少见内含物 ⑤傍管束状 桑木(横切面)

2.生长轮: ①明显度 ②轮廓形状

轮廓形状:圆形

2.生长轮:

①明显度 ②轮廓形状

轮廓形状:梅花形

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3.心边材区别颜色:①有无区别

②心边材比例
③颜色
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4.木射线 :①描述可见面 ②在可见面的形态 ③类型(细、中、宽、假宽) 5.轴向薄壁组织:①明显度 ②分类(傍管类、离管类)

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木射线
在木材横切面上有颜色较浅 的,从髓心向树皮呈辐射状排列 的组织。

在木材三切面上形态:
横切面:呈浅色辐射状细线从髓心 达树皮,显示其宽度和长度。 径切面:呈带光泽横行短带,反映 其高度和长度。 弦切面:木射线呈短竖线或纺锤形, 反映其高度和宽度。

轴向薄壁组织分布类型(C面)
(1)傍管型薄壁组织: (2)离管型薄壁组织: (环绕于管孔周围 (与管孔没有联系) 与导管相连生)

①环管束状:如檫木。
③聚翼状:如洋槐。 ④宽带状:如铁刀木。

①切线状:如米锥。
③离管带状:黄檀。 ④轮界状:银桦。

②翼状:如绒毛小叶红豆树 ②网状:柿树。

轴向薄壁组织分布类型

a 轴向薄壁组织傍管类

束状

晚材管孔星散状 见图a
b 傍管类 束状

火焰状 见图b

c 傍管类

束状

榆木状 见图c

轴向薄壁组织

傍管类

翼状、聚翼状

离管类

轮界状

离管类
傍管类

切线状
束状

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6.纹 理 :直、斜纹理 7.结 构 :粗、中、细;均匀、不均匀 8.髓 心: ①大小 ②形状 ③颜色 ④质地 9.材 表 :类型(光滑或尖刺、槽棱、棱条) 10.树 皮:①厚度:薄﹤3mm ;厚﹥10mm ②颜色 ③质地(硬、脆、松软、纤维质) ④开裂情况 ⑤剥落情况:条状 块状 纸状 圆形等

实验结果
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1.将所观察到的特征,填入表2
2.本实验的重点和难点:管孔、轴向薄壁组织 分布类型。 3.思考题 (1)图示阔叶树材环孔材晚材管孔排列分布。

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(2)轴向薄壁细胞的排列有哪几种类型?
(3)阔叶树材的木射线有什么特点?

阔叶树材特征观察Ⅱ(散孔材)
(4)观察项目
1.管孔: ①管孔明显度
②在生长轮内分布形态:散孔材、半散 孔材(半环孔材)、切线孔材、辐射孔材。

2.生长轮:①明显度
②轮廓形状

3.心边材区别颜色: ①有无区别

②心边材比例
③颜色
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4.木射线 :①描述可见面
②在可见面的形态 ③类型(细、中、宽、假宽木射线) 5.轴向薄壁组织:①明显度 ②分类(傍管类、离管类)
6.纹 理 :直、斜纹理 7.结 构 :粗、中、细;均匀、不均匀

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8.髓 心: ①大小 ②形状 ③颜色 ④质地 9.波 痕:有无(在弦切面和材表可见) 10.材 表 :类型(光滑或尖刺、槽棱、棱条) 11.树 皮:①厚度:薄﹤3mm ;厚﹥10mm ②颜色 ③质地(硬、脆、松软、纤维质) ④开裂情况 ⑤剥落情况:条状 块状 纸状 圆形等

实验结果
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1.将所观察到的特征,填入表2、3
2.本实验的重点和难点:管孔、轴向薄壁组织 分布类型。 3.思考题 (1)图示阔叶树材管孔排列分布(六大类)。

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(2)轴向薄壁细胞的排列有哪几种类型?
(3)阔叶树材的材表有什么特点?

3、 针叶树材的显微特征
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(1)目的要求 木材是由各种细胞组成,对构成木材细 胞分子的特征和相互之间的关系,必须借助 于显微镜的观察。通过对几种针、阔叶树木 材的切片观察,达到基本认识其显微结构, 了解各类细胞的形态特征以及它们之间的关 系,掌握针叶树材和阔叶树材显微结构的异 同点,为更好地了解木材、高效综合利用木 材打下良好的基础。

(2)仪器和材料
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显微镜、木材切片(上方C面,下方R和T)

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(3)实验方法
1、显微镜应放置离桌面边缘约6-7cm处,以免发生坠
地危险。 2、载物台调至最低后,将切片放在载物台上,用压片 夹轻轻压住切片,再将欲观察的材料对准载物台上圆孔 的正中。 3、采用先低倍后高倍的原则,转动粗调焦旋扭,将载 物台升至物镜与切片距离2-3mm为止,然后再用眼对准 接目镜注视镜内,同时将载物台徐徐下降(由上往下调 整焦距)直到清楚看到图像,若不够清楚再调节微调焦 旋扭直至清楚为止。 4、 在全面观察的基础上,选3种木材切片观察并记载。

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(4)观察项目
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仔细观察三切面上的特征: 横切面C——早、晚材管胞及形态,轴向树脂 道,轴向薄壁细胞,木射线。 径切面R——早、晚材管胞,管胞壁上纹孔类 别,有无眉条和螺纹加厚,轴向薄壁细胞,木 射线(射线管胞、射线薄壁细胞),井字区及 井字区纹孔。 弦切面T——早、晚材管胞,管胞壁上纹孔, 轴向薄壁细胞,木射线(有无纺锤形木射线), 横向树脂道,管胞壁上有无螺纹加厚。

针叶树材三切面的扫描电镜图

(4)观察项目
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1、生长轮明显度 :明显或不明显 C 40X 2、早晚材转变度 :急变或缓变 C 40X 3、树脂道 : 轴向树脂道 :有无 C 40X 泌脂细胞个数: C 100X 4、轴向管胞 : 早材管胞径壁具缘纹孔列数: R 100X 螺纹加厚:有无 R、T 40X 5、轴向薄壁细胞:有无 C 40X

螺纹加厚

井字区纹孔

(4)观察项目
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6、木射线
纺锤形射线: T 40-100X 射线管胞:锯齿状、*滑、无 R 40-100X 射线薄壁细胞:列 数 T 40-100X

井字区纹孔

R 40-100X

(窗格状、柏型、云杉型、杉木型、松木型)

井字区纹孔类型

实验结果
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1.将所观察到的特征,填入表4
2.本实验的重点和难点:树脂道 、轴向管胞壁上 特征、井字区纹孔 。

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3.思考题
(1)针叶树材各由哪些细胞分子组成?

(2)什么是井字区?井字区纹孔有哪几种类型?
(3)针叶树材中哪些树种有射线管胞?

4、 阔叶材的显微特征
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组成阔叶材的主要分子有:导管、木纤维、 阔叶材管胞、木射线及轴向薄壁组织等。区别各 分子的特征及其在横切面上的排列和分布。 仔细观察三切面上的特征: 横切面——早、晚材管孔大小的差异、分布及组 合,晚材管孔的排列,有无侵填体,木纤维及轴 向薄壁细胞的形状、排列,木射线的宽度。 径、弦切面——早、晚材导管形态,导管壁上纹 孔形状及排列,穿孔类型,木纤维形态及其径面 壁上纹孔,轴向薄壁细胞形态,木射线形态和类 型(同型、异型木射线)。

阔叶树材三切面的扫描电镜图

(4)观察项目
1、类别:管孔排列分布 C 40-100X 如:檫木:环孔材 星散状 2、导 管 管孔组合 C 40-100X 单管孔 复管孔 管孔链 管孔团 穿孔类型 R T 100-400X 单穿孔 梯状穿孔 导管间纹孔的排列 R 100-400X 互列纹孔 对列纹孔 内含物 R T 40-100X 侵填体 树胶

(4)观察项目
3、木 纤 维 R 100-400X 根据壁上纹孔判断:纤维状管胞 韧型纤维 4、轴向薄壁组织 排 列 C 40-100X 内含物 C R T 40-100X 5、木 射 线 类 型 单列、多列、聚合、栎式 T 40-100X 宽 度(细胞个数) T 40-100X 高 度(细胞个数) T 40-100X 组 成 同型、异型射线 R 40-100X 6、油 细 胞 R T 40-100X

轴向薄壁组织分布类型(C面)
(1)傍管型薄壁组织: (2)离管型薄壁组织: (环绕于管孔周围 (与管孔没有联系) 与导管相连生) ①环管束状:如檫木。 ②翼状:如绒毛小叶红豆树 ③聚翼状:如洋槐。 ①切线状:如米锥。 ②网状:柿树。 ③离管带状:黄檀。

④宽带状:如铁刀木。
⑤傍管稀疏状。 ⑥单侧傍管。

④轮界状:银桦。
⑤梯状 ⑥星散状

实验结果
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1.将所观察到的特征,填入表5
2.本实验的重点和难点:穿孔、导管间纹孔的排

列、木射线组成 。
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3.思考题 (1)阔叶树材各由哪些细胞分子组成?

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(2)什么是穿孔?穿孔有哪几种类型?
(3)何谓阔叶树材的异型木射线?

二、木材物理性质测定
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(一)目的要求
在木材生产和利用过程中,经常需要了解 木材的物理性质,作为判断材性的一个依据。 一般所指的木材物理性质主要包括:年轮宽度、 晚材率(针叶材为主)、含水率、干缩率和密 度(比重)等。其中密度特别重要,常常用来 代表木材物理性质的一个重要指标,本试验通 过对一个试样的实际操作,达到掌握测定这些 物理性质指标的基本方法。

(二)仪器和材料
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1、仪器 2、材料



树种:马尾松木材

试样尺寸:20(T)×20(R)×20mm(L)、 20(T)×20(R)×30mm(L) (密度测定),
精确至0.5mm。 测定项目:年轮宽度、晚材率、含水率、干缩率 和密度(比重)等物理性质可在同一试样上进行。

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(三)实验方法和步骤
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步骤如下: 1、用铅笔在试样各面中心画相互垂直的十字线。 2、在试样端面沿径向的直线上,测出所有整生长 轮总宽度(b)准确至0.01mm,其中每个生长轮的 晚材宽度(Lb1、Lb2、……Lbn)准确至 00.1mm, 并数出总宽度b内的整生长轮个数 n。 3、在试样两相对面的十字线中心,用螺旋测微计, 分别测定径向(Rw)、弦向(Tw)及顺纹方向(Lw)的长 度,准确到0.01mm。 4、用天*称重(Gw),准确至0.001克。 5、将测定数据填入表八内有关各栏。

(三)实验方法和步骤
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6、将试样放入干燥箱,以103±2℃烘至恒重, 然后取出放入玻璃干燥器内令其冷却,冷却后 置电子天*上称重(G0)。并迅速在原来两对面的 中心点,用螺旋测微计,分别测出各方向长度 (R0、T0、L0)。 7、将结果填入表八内各栏。

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注意:称重和测量尺寸,力求动作迅速,以防 试样吸湿,影响尺寸和重量的精度。烘干前后 所使用的仪器应一致,避免仪器测定的误差。

(四)实验结果计算与分析
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1、年轮*均宽度(Rb):准确至0.1mm
b Rb ? n 2、晚材率(Lw):以百分率计算,准确至0.1%

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L ? Lw ? b

b

? 100%

?L

b

? Lb1 ? Lb 2 ? ?Lbn

(四)实验结果计算与分析
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3、气干材含水率(W):准确至0.1%

G w ? G0 W? ? 100 G0
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? ):准确至0.001g/cm3 4、气干材密度( w

Gw ?w ? Vw
?

Vw ? Rw ? Tw ? Lw

(排水法,水银测容计按上述方法直接计算)

(四)实验结果计算与分析
? ? ? ? ? ? ?

5、干缩率(?):准确0.1%(气干→全干) 径(弦)向干缩率 ? R( ? T)
Rw (Tw ) ? R0 (T0 ) % ? R (T ) ? ? 100 Rw (Tw )

容积干缩率(? v):准确0.1% (气干→全干)
Vw ? V0 ?w ? ? 100% Vw Vw ? Rw ? Tw ? Lw V0 ? R0 ? T0 ? L0

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6、干缩系数(K):准确至0.001

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W 容积干缩系数(Kv):准确至0.001

K R (T ) ?

? R (T )

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W 7、12%含水率的密度(?12):0.001g/cm3

K R (T ) ?

? R (T )

?12 ? ? w [1 ? 0.01(1 ? K v )(W ? 12)]
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8、差异干缩值:准确至0.01

K R : KT ? 1 : X

KT X? KR

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将上述结果分别填入表六、七各栏内。

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(五)思考题
1、何谓木材纤维饱和点?Wf为多少?有什 么重要的意义? 2、何谓*衡含水率、吸着滞后现象概念? 形成吸着滞后现象的原因? 3、三个方向的干缩率有什么差异?说明影 响干缩率差异的原因。

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