《木质资源材料学 Wood Science》课程教学资源（PPT课件）第九章 木材缺陷 The Defects of Wood

§9木材缺陷 (The Defects of Wood) 木材缺陷( defects of wood):指降低木材商品价值 和使用价值的各种特征总称。 ① Brown指出:木材缺陷是指降低木材商品价 值的非正常和不规则部分,它们会降低木材强 度,影响加工和装饰质量或外观。 ② Panshin认为:木材缺陷是指木材适用于某 种特殊用途时的质量缺陷 ③cote的观点是:从经济的角度,木材缺陷是 指降低木材商品价值的性状。 ④我国国家标准有关木材缺陷的定义:凡呈现 在木材上能降低其质量、影响其使用的各种缺 点,均为木材缺陷

§9 木材缺陷 ( The Defects of Wood ) • 木材缺陷( defects of wood ) ：指降低木材商品价值 和使用价值的各种特征总称。 • ①Brown指出：木材缺陷是指降低木材商品价 值的非正常和不规则部分，它们会降低木材强 度，影响加工和装饰质量或外观。 • ②Panshin认为：木材缺陷是指木材适用于某 种特殊用途时的质量缺陷。 • ③cote的观点是：从经济的角度，木材缺陷是 指降低木材商品价值的性状。 • ④我国国家标准有关木材缺陷的定义：凡呈现 在木材上能降低其质量、影响其使用的各种缺 点，均为木材缺陷

木材缺陷 国家标准将木材缺陷分为10大类: 节子、变色、腐朽、虫害、裂纹、树干形状 缺陷、木材构造缺陷、伤疤(损伤)、木材 加工缺陷和变形。 为研究和讨论方便,将缺陷分三大类: ①天然缺陷采伐前产生的缺陷是生长过程中 由于生长和环境等原因在木材内部产生的缺 ②生物危害缺陷是由于生物对活立木伐倒木 或成材的危害而产生的缺陷 ③加工缺陷木材在加工、干燥不当所产生的 缺陷

木材缺陷 • 国家标准将木材缺陷分为10大类： • 节子、变色、腐朽、虫害、裂纹、树干形状 缺陷、木材构造缺陷、伤疤（损伤）、木材 加工缺陷和变形。 • 为研究和讨论方便，将缺陷分三大类： • ①天然缺陷 采伐前产生的缺陷是生长过程中 由于生长和环境等原因在木材内部产生的缺 陷。 • ②生物危害缺陷 是由于生物对活立木伐倒木 或成材的危害而产生的缺陷 • ③加工缺陷 木材在加工、干燥不当所产生的 缺陷

木材缺陷 学习木材缺陷的意义: 木材缺陷对木材材质评定具有重要意义 木材的等级评定主要依据木材不同的用途所 容许的缺陷限度而定 2.缺陷是相对的、决定于木材资源、加工 利用等技术的实际情况,如乱纹,在力学性 质意义上是缺陷,在装饰上是优点,可作单 板刨片 3.了解缺陷的成因对合理利用木材,改进 加工工艺,促进木材改性工业的发展都具有 重要意义

木材缺陷 • 学习木材缺陷的意义： • 1．木材缺陷对木材材质评定具有重要意义， 木材的等级评定主要依据木材不同的用途所 容许的缺陷限度而定。 • 2．缺陷是相对的、决定于木材资源、加工 利用等技术的实际情况，如乱纹，在力学性 质意义上是缺陷，在装饰上是优点，可作单 板刨片。 • 3．了解缺陷的成因对合理利用木材，改进 加工工艺，促进木材改性工业的发展都具有 重要意义

§9-1天然缺陷 (The Natural Defects) 节子(节疤)(knot) 节子在树木生长过程中是不可避免的,节子 是木材中影响最大而又最为普遍的一种天然 缺陷。节子能破坏木材的均匀性,影响成材 表现,降低木材某些强度性质,不利于木材 的加工利用。节子是木材分等的关键因素, 是造成木材降等的主要因素。 节子(knot) 树木生长期间、生长在树 干内部的枝条或枯死枝条的基部,在用材中 称节子

§9-1 天然缺陷 (The Natural Defects) • 一、节子（节疤） （knot） • 节子在树木生长过程中是不可避免的，节子 是木材中影响最大而又最为普遍的一种天然 缺陷。节子能破坏木材的均匀性，影响成材 表现，降低木材某些强度性质，不利于木材 的加工利用。节子是木材分等的关键因素， 是造成木材降等的主要因素。 • 节子（knot） ——树木生长期间、生长在树 干内部的枝条或枯死枝条的基部，在用材中 称节子

(一)节子分类: 1.按断面形状分: 1)圆形节( round knot)发生于圆木材表面或 成材的弦切面 2)条状节( splay knot)—径切面发生于成材,呈 单行排列,长条状 3)掌状节( palmate)发生于成材径切面,呈两 个对称排列的长条状 按节子与周围木材的连续程度分 1)活节( live knot)—节子与周围木材有机地连 续,构造正常,质地坚硬 2)死节( dead knot)—节子与周围木材全部或部 分脱离,是枯死枝条埋藏在树干的部分 3)漏节( seriously decayed knot)—节子本身构 造已大部分破坏,呈筛孔状、粉末状或空洞,并已 延伸到木材内部与内腐相连

（一）节子分类： • 1．按断面形状分： • 1）圆形节（round knot）——发生于圆木材表面或 成材的弦切面 • 2）条状节（splay knot）——径切面发生于成材，呈 单行排列，长条状 • 3）掌状节（palmate）——发生于成材径切面，呈两 个对称排列的长条状 • 2．按节子与周围木材的连续程度分： • 1）活节（live knot ）——节子与周围木材有机地连 续，构造正常，质地坚硬 • 2）死节（dead knot）——节子与周围木材全部或部 分脱离，是枯死枝条埋藏在树干的部分 • 3）漏节（seriously decayed knot）——节子本身构 造已大部分破坏，呈筛孔状、粉末状或空洞，并已 延伸到木材内部与内腐相连

(二)节子对材质的影响 1.破坏木材的均匀性质和完整性,是木材评等分级 的主要因子 形成斜纹,弯曲条纹,一般要影响到力学性质强度。 2.造成加工困难:①切削阻力上升(由于节子本身 致密,硬度较高)②干燥时易产生裂纹、翘曲(由 于节子色深,其木纹方向与树干方向不一致,因此 干燥时收缩不均)③由于节子中多含树脂,涂饰油 漆困难。 3.影响力学性质:降低强度 受影响较大的顺纹拉伸强度下降,抗弯强度上升。 原因:节子周围的局部的木材纹理的紊乱和在节子的 内部与周围存在干燥开裂

（二）节子对材质的影响 • 1．破坏木材的均匀性质和完整性，是木材评等分级 的主要因子 形成斜纹，弯曲条纹，一般要影响到力学性质强度。 • 2．造成加工困难：①切削阻力上升（由于节子本身 致密，硬度较高）②干燥时易产生裂纹、翘曲（由 于节子色深，其木纹方向与树干方向不一致，因此 干燥时收缩不均）③由于节子中多含树脂，涂饰油 漆困难。 • 3．影响力学性质：降低强度 受影响较大的顺纹拉伸强度下降，抗弯强度上升。 原因：节子周围的局部的木材纹理的紊乱和在节子的 内部与周围存在干燥开裂

生长应力缺陷 1.应压木( compression wood) 针叶树材倾斜树干下方,凹面的受压部位 对材质的影响主要如下: ①由于S2层的微纤丝倾角大,导致轴向干缩 率增大,顺纹拉伸强度下降,顺纹抗压强度 低 ②密度上升,即密度大,15-40%,强重比下 降 ③不能做乐器共振材

二、生长应力缺陷 • 1．应压木（compression wood） • 针叶树材倾斜树干下方，凹面的受压部位 • 对材质的影响主要如下： • ①由于S2层的微纤丝倾角大，导致轴向干缩 率增大，顺纹拉伸强度下降，顺纹抗压强度 低。 • ②密度上升，即密度大，15-40%，强重比下 降。 • ③不能做乐器共振材

、生长应力缺陷 2.应拉木( tension wood) ①因具胶质纤维,通常早材上存在胶质纤维, 切削时材面起毛,锯解时夹锯 ②轴向干缩率增大(胶质层(G层)的倾角 极小) ③顺压、抗弯强度加重降低 ④千燥时,胶质纤维的G层的微纤丝进行明 显的集聚,因这种集聚是不可塑的,所以其 易产生塌陷

二、生长应力缺陷 • 2．应拉木（tension wood） • ①因具胶质纤维，通常早材上存在胶质纤维， 切削时材面起毛，锯解时夹锯 • ②轴向干缩率增大（胶质层（G层）的倾角 极小） • ③顺压、抗弯强度加重降低 • ④干燥时，胶质纤维的G层的微纤丝进行明 显的集聚，因这种集聚是不可塑的，所以其 易产生塌陷

三、压坏 压坏—纤维局部的屈伏,在纵切面上呈现皱痕。 成因:①强风或大雪使树木弯曲造成的顺纹受压的 永久变形 ②机械碰伤。压坏使木材强度下降,以冲击韧性 为显著。 四、斜纹理( cross grain) 斜纹理纤维的轴向与成材的长轴不平行,对抗 拉强度影响最大,斜度>1/20,强度明显下降,斜度 愈大,强度愈小,对抗压强度影响较小,斜度<1/10 时不甚明显。斜纹木材纵向收缩增大,干燥时易发 生翘曲

• 三、压坏 • 压坏——纤维局部的屈伏，在纵切面上呈现皱痕。 • 成因：①强风或大雪使树木弯曲造成的顺纹受压的 永久变形 • ②机械碰伤。压坏使木材强度下降，以冲击韧性 为显著。 • 四、斜纹理（cross grain） • 斜纹理——纤维的轴向与成材的长轴不平行，对抗 拉强度影响最大，斜度>1/20，强度明显下降，斜度 愈大，强度愈小，对抗压强度影响较小，斜度<1/10 时不甚明显。斜纹木材纵向收缩增大，干燥时易发 生翘曲

五、开裂 (shake) 开裂是由于风造成的树干的振动所致的形成层的损 伤。生长应力、严重的霜冻等各种自然原因,在立 木的树干内产生的应力破坏了木质部而引起的 轮裂( ring shake)也叫环裂即平行于生长轮的纵向 开裂,主要原因是风引起的树干的振动所造成的, 故也称风裂,实质上生长应力在树干内引起的径向 拉应力产生的。 星裂即心裂,裂隙走向垂直于生长轮。主要是由于 生长应力在树干内部形成的周围方向的拉应力而产 生的

五、开裂 （shake） • 开裂是由于风造成的树干的振动所致的形成层的损 伤。生长应力、严重的霜冻等各种自然原因，在立 木的树干内产生的应力破坏了木质部而引起的。 • 轮裂（ring shake）也叫环裂即平行于生长轮的纵向 开裂，主要原因是风引起的树干的振动所造成的， 故也称风裂，实质上生长应力在树干内引起的径向 拉应力产生的。 • 星裂即心裂，裂隙走向垂直于生长轮。主要是由于 生长应力在树干内部形成的周围方向的拉应力而产 生的