第二章木材宏观构造与微观构-1

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2第二章---木材宏观构造幻灯片1:三切面到早晚材解析

2第二章---木材宏观构造幻灯片1:三切面到早晚材解析


心材树种 (heartwood tree) :心材和边材 区别明显的树种,如:红松、落叶松、 黄波罗、核桃(楸)、水曲柳、紫檀等等;
边材树种(sapwood tree):树干的中心和 外围既无材色差别,含水量又相等,这 样的树种称为边材树种,如桦木、白杨、 椴木等。

边材到心材的转变:
(1)心材是由边材转变而来的,是树木生长过程中的
木射线:相互平行的短线,可观察高 度与宽度。
图 2 - 5 木 材 的 弦 切 面

四、 径切板和弦切板
径切板
弦切板
2-6 木材的三切面和径切板,弦切板(自国标锯材检验)
第二节
木材的主要宏观特征
木 材 的 心 材 和 边 材
一、边材、心材和熟材
图 2 7
(Photo by Randy O’Rourke)
指顺着树干轴向,通过髓与木射线平行或 与生长轮垂直的切面。 特征:生长轮:平行带状;
木射线:呈宽带状。
图2-4木材的径切面 (Photo by Randy O’Rourke)
三、弦切面(tangential section)

没有通过髓心的纵切面, 顺着木材纹理。 特征: 生长轮:“V”字形或抛物线状;
图2-14 早材和晚材
急变和渐变?

急变 :在一个年轮内,早材和晚材之间界限很明确,
晚材带鲜明,这样早材到晚材为急变。见针叶树材的 硬松类 (如马尾松、油松 ) ,阔叶树材的环孔材 (如水曲 柳、榆木);

渐变:在一个年轮内,早材和晚材之间界限不很明
确,早材到晚材缓慢过渡,这样早材到晚材为渐变(缓 变)。见针叶树材的软松类(如红松、华山松),阔叶树 材的散孔材和部分半环孔材(如白杨)。

木材宏观构造与微观构

木材宏观构造与微观构

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图2- 树皮的构造
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3.树皮的特征
⑴外皮特征(从树皮纵表面观察) ①开裂方式 纵裂—外皮呈纵向开裂,深度2~20mm。
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不规则裂—外皮呈不规则的纵、横列。 图2-26 平滑—外皮不开裂并且较平整光滑。 图2-27
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②特殊外皮
皮孔—外皮上各种形状凸起的气孔。 图2-28
29
皮刺—长在树皮上的尖刺。 栓皮—呈木栓质的外皮。
正常树脂道有轴向和径向之分,除油杉属仅有轴向树脂道外, 其余5属均有轴向树脂道与径向树脂道。 图2-29、 图2-30
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(2)受伤树脂道: 立木受虫菌危害或机械损伤形成的树脂道。 它与正常树脂道的区别是成串分布,多出现在
无正常的针叶材中。图2-7A (3)树脂道的作用:
可根据树脂道及树脂香气的有无,将针叶材分 为三大类。
不整齐槽棱—槽与 棱的长短、大小、疏密 明显不一致。
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• 网纹槽棱—槽与 棱均呈纺缍形, 粗而密,成网眼 状。
• 细长槽棱—凸 起的棱细而长. 底部宽平。
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• 2.灯纱纹(细纱纹)— 木射线在材表上作 规则而均匀排列,形 如汽灯纱罩的花纹。 图2-23

木材基本知识PPT课件

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二、木材的应用
(一)原木与成材 原木用于屋架、梁、椽、木桩、电杆、坑木等。 成材包括板材、枋木,用于家具、装修等。 (二)综合利用 l、胶合板 又称层压板,是将原木旋切成大张薄片,又将各片 的木纤维方向相互垂直交错,用胶粘剂加热压制而成, 通常以奇数层组合,有3-13层,并以层数取名。 增大板材的尺寸(厚度2.5-30mm,宽215-1220mm, 长95-2440mm) ,消除各向异性,并克服木节和裂纹 等缺陷的影响。 胶合板可用作隔墙板、天花板、门芯板、室内装 修和家具等。
(二)影响木材强度的主要因素
1、树种和表观密度的影响 木材的力学性质与构成木材物质的数量及构造有关。木材表 观密度和强度之间不分树种,大体上存在成正比例的直线关 系。 2、含水率的影响 木材的强度受含水率的影响 很大,其规律是当木材的含水 率在纤维饱和点以下时,随含 水率的降低,木材强度增大; 反之,则强度减少。当木材含 水率在纤维饱和点以上变化时, 木材强度不变 。
二、木材的力学性质
(一)木材的强度 本材是一种非均质材料,具有各向异性。木材的强 度也有很强的方向性。木材的强度有顺纹强度(作用 力平行于木纤维方向)和横纹强度(作用力垂直于木 纤维方向)之分。木材的顺纹强度比其横纹强度要大 得多.所以工程上均充分利用木材的顺纹强度。 1、抗压强度 顺纹抗压强度 30—70 MPa 横纹抗压强度 顺纹抗压强度的10%--30%。 受压破坏原因;失稳破坏
木材的微观构造需在显微境下观察。 大部分力纵向排列,少数为横向排列 由细胞壁和细炮腔两部分所组成; 细胞壁又由细纤维组成,其纵向连结牢固,横向连 接较弱、细纤维间具有极小的孔隙,能吸附和渗透 水分。胞壁围成的长形空拄称为细胞腔。
第二节木材的物理力学性质
木材的物理力学性质主要有密度、含水率、湿胀干缩、 强度等。其中,含水率对木材的湿胀干缩和强度的 影响很大。

1.2木材的构造(1.宏观)

1.2木材的构造(1.宏观)

思考:
1.心材、边材、早材、晚材这四个概念有何区别?
2.年轮分界线和早晚材过度线有何区别?
材,称为径切板;将板宽面与生长轮之间
的夹角在0°~45°的板材,称为弦切板。
主要宏观特征(心材和边材、
生长轮、早材和晚材、管孔、木射线、 轴向薄壁组织、胞间道及髓斑和色斑)
边材(sapwood)和心材(heartwood)
一些树种树干的外围部位,水分较多, 细胞仍然生活,颜色较浅的木材称为 边材;
新陈代谢旺盛,从而不断增加细胞数量, 增大细胞体积
直径生长(次生长)(secondary
growth):形成层(即侧生分生组织) 细胞向平周方向分裂的结果。 形成层原始细胞向内形成次生木 质部,向外韧皮部,于是树木的直径 不断增大。
(二)树干的构造 (由树皮、形成层、木质部和髓组成)
1.树皮 指包裹在树木的干、枝、根次生木质部圆柱体外侧的全部 组织。作用:识别原木;造纸;水上救生用具;药材。 2.形成层(cambium)
一些树种的树干中心部位,水分较少, 细胞已死亡,颜色比较深的木材称为 心材。
注: 2000年国家质量技术监督局发布红木国家 标准,规定红木为“紫檀属、黄檀属、柿属、崖 豆属及铁刀木属树种的心材,其密度、结构和材 色(以在大气中变深的材色进行红木分类)符合 本标准的必备条件的木材。此外,上述5属中标 准未列入的其它树种的心材,其密度、结构和材 色符合标准的也可称为红木。”

幼龄材的纤维(管胞或木纤维)长度均小于相应的成熟 材; 树干的螺旋纹理倾角(针叶树材的管胞倾角)和细胞壁 微纤丝倾角均大于成熟材; 幼龄材干缩系数大,木制品尺寸不稳定,易产生翘曲变 形。 因此幼龄材在一些用途方面要受到限制。

木材的微观构造1

木材的微观构造1

2.1.1 木材的微观构造
木材按照植物学特点分类:针叶材和阔叶材。

针叶材与阔叶材的微观构造是不同的。

针叶材的微观构造机构是由轴向管胞、木射线、轴向薄壁组织和树脂道等组织组成,其中轴向管胞的形态特征是细长而狭窄,在微观结构中的排列方向与年轮的方向一致,它是针叶材的主要组成部分,约占总体积的90%;木射线的含量仅次于轴向管胞,约占针叶材总体积的7%左右;轴向薄壁组织一般含量较少,有时甚至没有,仅占1%左右;树脂道通常是一种由细胞形成的孔道,并且该细胞具有分泌树脂的作用,其含量比轴向薄壁组织的含量还少,约占0.1%-0.7%。

木材的构造与组成

木材的构造与组成

9.1 木材的构造与组成
1. 木材的宏观构造
指用肉眼和放大镜观察到的构造。

木材的构造不均匀,而其性能与构造有密切的关系。

横切面:垂直于树轴的切面。

径切面:通过树轴的纵切面。

弦切面:平行于树轴的切面
从横切面来观察树木的构造,可见树木有树皮、木质部和髓心所组成,表示如图9.1、9.2所示。

木质部:髓心和树皮之间的部分,是使用的主要部位。

髓心:木材第一年生的部分,材质松软,强度低,容易被腐蚀和虫蛀。

2. 木材的微观构造
指在显微镜下能观察清楚木材的构造。

木材由无数管状细胞紧密结合而成。

绝大部分纵向排列,少数横向排列。

每一个细胞分为细胞壁和细胞腔两部分,细胞壁是有细纤维组成。

细胞中存在的水,可分为自由水和吸附水
自由水:是存在于细胞腔、细胞间隙的水分,对木材的性能影响较小。

吸附水:是存在于细胞壁内被木纤维吸附的水分,对木材性能影响较大。

纤维饱和点:木材内无自由水,而细胞壁内饱和,即仅含有吸附水的最大含水率。

木材宏观构造1

木材宏观构造1

韧皮部
外树皮
形成层
心材 边材
心材树种(heartwood tree):心材和边材区别明显的树 种,如:红松、落叶松、柏木、黄波罗、核桃(楸)、 水曲柳、紫檀等等。
边材树种(sapwood tree):树干的中心和外围既无材 色差别,含水量又相等,这样的树种称为边材树种, 如桦木、白杨、椴木等。
tangential section
3 心材与边材
边材 sapwood
心材 heartwood
熟材 ripewood
树干中靠近树皮,材色较浅, 水分较多的外围木质部。
树干中靠近髓心,材色较深, 水分较少的中心木质部。
树干的中心部分与外围部分 的材色无区别,但含水率不 同,中心水分较少的部分称 为熟材。
X射线/电子显微镜 1600倍以上 胞壁局部形态
2. 木材的三切面
切面名称 定义
生长轮形状 木射线形状
横切面 与树干垂直的切面 径切面 与射线平行或与生
长轮垂直的切面
同心圆状 平行线状
辐射线状 片状
弦切面 与射线垂直或与生 抛物线状 纺缍状
长轮平行的切面
cross section
radial section
早晚材识别与应用
早材至晚材的变化缓急:
急变(rapid change)—硬松类
缓变(slow change)—软松类
晚材率
定义:晚材宽度占生长轮宽度的 百分比
公式
p
b a
100%
P-晚材率(%) a—一个年轮的宽度; b—一个年轮中晚材的宽度
意义:晚材率的大小不仅在识别 中有用,而且是衡量木材强度及 材质材性的一个重要标志。
4 生长轮和年轮
生长轮和年轮

木材的宏观构造

木材的宏观构造

木材的宏观构造木材是一种常见的材料,广泛应用于建筑、家具、工艺品等多个领域。

它的宏观构造主要包括树皮、边材和纹理三个部分。

首先,树皮是木材宏观构造的外部部分。

它是木材干的外层,主要由废物细胞组成,具有保护树干和输送养分的功能。

树皮的厚度和质地因树种的不同而有所差异,如杉木的树皮较薄而质地较软,橡木的树皮则较厚且质地较粗糙。

除了起到保护作用外,树皮也能反映出木材的品质,例如某些树种的树皮上可能会有裂纹或虫蛀的痕迹,这些都会影响木材的使用价值。

其次,边材是木材宏观构造中的一部分。

它位于树干的外部,紧贴树皮。

与心材相比,边材的密度相对较低,纤维较松散。

由于边材与心材之间的差异,其物理性质也存在差异。

边材通常容易吸湿与变形,而心材则相对稳定。

在加工木材时,边材通常需要被去除或削减,以保证木材的整体质量和耐久性。

最后,木材的纹理也是其宏观构造中的重要组成部分。

纹理是由木材纤维的走向和排列方式决定的。

根据纤维的排列方式,木材的纹理可以分为直纹、斜纹和曲纹等。

直纹是指木材纤维与长轴平行排列,这种纹理具有均匀的纹路和直接的纹理感,常见于橡木等木材。

斜纹是指木材纤维与长轴呈斜角排列,这种纹理使得木材具有一定的坚固性和弹性,常见于松木等木材。

曲纹是指木材纤维具有波浪状或曲线状排列,这种纹理使得木材具有独特的美观效果,常见于胡桃木等木材。

纹理不仅会影响木材的外观,而且还会影响木材的物理性能,如强度、硬度等。

总之,木材的宏观构造包括树皮、边材和纹理三个部分。

树皮具有保护作用,边材与心材具有不同的物理性质,纹理则决定了木材的外观和物理性能。

了解木材的宏观构造对于选择合适的木材材料以及合理利用木材具有重要的指导意义。

木材作为一种天然材料,具有独特的宏观构造和特性,因此在各个领域得到广泛应用。

接下来,我们将进一步探讨木材的宏观构造的相关内容。

首先,让我们来仔细了解一下树皮。

树皮是在木材宏观构造中的外部部分,覆盖在木材的表面。

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2.无孔阔叶材识别 生长轮明显,早材至晚材缓变。木射线
在肉眼下明显,显微镜下多列,异型I形。 材表灯纱纹明显。
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3.管孔类型
(1)散孔材:在生长轮中,管孔大小,疏密近一致,无早晚材 区别。 图2-8、 图2-8A、 图2-8B
(2)环孔材:在生长轮中,早材管孔比晚材管孔大得多,肉眼 下显著,并沿生长轮呈环状排列。 图2-9、 图2-9A、 图2-9B
图2- 树皮的构造
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3.树皮的特征
⑴外皮特征(从树皮纵表面观察) ①开裂方式 纵裂—外皮呈纵向开裂,深度2~20mm。
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不规则裂—外皮呈不规则的纵、横列。 图2-26 平滑—外皮不开裂并且较平整光滑。 图2-27
28
②特殊外皮
皮孔—外皮上各种形状凸起的气孔。 图2-28
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皮刺—长在树皮上的尖刺。 栓皮—呈木栓质的外皮。
图2-31、 图2-32 网状—薄壁组织作短线状,相互间距与射线间距大致相等
而成网眼状。 图2-18、 图2-33 离管带状—薄壁组织呈同心的细线状 图2-11 或宽带状
排列。 图2-19
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(2)傍管型:指轴向簿壁组织环绕管孔周围分布。
环管(束)状—薄壁组织于管孔周围呈圆圈状或鞘状。 图2-20、 图2-33
不整齐槽棱—槽与 棱的长短、大小、疏密 明显不一致。
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• 网纹槽棱—槽与 棱均呈纺缍形, 粗而密,成网眼 状。
• 细长槽棱—凸 起的棱细而长. 底部宽平。
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• 2.灯纱纹(细纱纹)— 木射线在材表上作 规则而均匀排列,形 如汽灯纱罩的花纹。 图2-23
• 3.波痕—叠生木射 线在材表上呈与木 纹垂直相交的细线 条,形如布格花纹。
图2-5
阔叶树材三维立体图
切面名称 横切面 径切面
弦切面
定义 与树干垂直的切面 与射线平行或与生
长轮垂直的切面 与射线垂直或与生
长轮平行的切面
生长轮形状 同心园状 平行线状
抛物线状
木射线形状 辐射线状 片状
纺缍状
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2.1.2 生长轮或年轮
图2-6 松木年轮
1.定义:在木材横切面上看到围绕髓心呈同心园环的木质层称为 生长轮,它是一个生长期内形成的。若一年仅形成一层,则称 为年轮。
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3. 结构和纹理
⑴结构:指组成木材的各种细胞大小的差异程度。
结构细:板面细腻平滑。针叶材晚材带窄,早材至晚材缓变 者;阔叶材管孔小、射线细者均属结构细。
结构中:板面略粗糙。针叶材晚材带宽,早材至晚材急变者; 阔叶材管孔中、射线细者均属结构中。
结构粗:板面粗糙。针叶材晚材带宽,早材至晚材急变者; 阔叶材管孔大或射线宽者均属结构粗。
⑵光泽:指木材表面的反光程度。反光强或有光泽者,青冈
木;反光弱或无光译者,稠木。
2.气味和滋味
⑴气味:在许多木材的新鲜切而上可闻到各种气味。例如:
松木具松香气味;杉木具杉香气味;樟木具樟脑气味;花梨木具 清香气味;酸枝木具酸臭气味;香榧具难闻药味。
⑵滋味:滋味是用舌头品尝到的味道。但这里不主张大家
品尝,因为不少树木的汁液是有毒的。例如:漆树的汁液会使 人皮肤过敏;箭毒木的汁液会使人致死。
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⑵内皮特征:(从树皮 横切面观察) ①花纹—为韧皮纡 维在树皮中的排列 形态。
②石细胞—树皮中 的硬质细胞,常白色, 偶深红色。
③针状晶体—树皮 中呈银白色的草酸 钙结晶。
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正常树脂道有轴向和径向之分,除油杉属仅有轴向树脂道外, 其余5属均有轴向树脂道与径向树脂道。 图2-29、 图2-30
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(2)受伤树脂道: 立木受虫菌危害或机械损伤形成的树脂道。 它与正常树脂道的区别是成串分布,多出现在
无正常的针叶材中。图2-7A (3)树脂道的作用:
可根据树脂道及树脂香气的有无,将针叶材分 为三大类。
(3)半环孔材:在生长轮中,管孔的大小及排列介于散孔材与 环孔材之间。 图2-10、 图2-10A、 图2-10B
(4)辐射孔材:管孔大小近似,四个以上或成串作径向排列, 可穿过一至数个生长轮。 图2-11、 图2-11A 、图2-11B
(5)横列孔材:在生长轮中,管孔成数列弦链状,并在宽射线 之间向树心凸起。 图2-12、 图2-12A
名贵药材等。 4.心材的材性:材质重硬,渗透性差, 耐久性高,材色美观。
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2.1.5 木射线
1.定义:在木材横切面上看到呈辐射状排列的浅色线条。 2.射线宽度
细射线:宽度0.05~0.1mm,肉眼下不见至略可见。图2-17 中射线:宽度0.1~0.2mm,肉眼下易见至略明显。 图2-10 宽射线:宽度0.2mm以上,肉眼下显著。 图2-12
第二章 木材宏观构造 与微观构造
本章的重点与难点:
重点是:木材细胞壁的超微结构。木材主要宏观构造特 征;针、阔叶树材主要微观构造特征。
难点是:木材构造特征与木材识别、木材性质的关系。
本章的主要内容:
2.1 木材的宏观构造特征 2.2 木材细胞壁的超微结构 2.3 针叶树材微观构造特征 2.4 阔叶树材微观构造特征
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2.1.3 早材和晚材
1.定义
(1)针叶材:在生长轮内,靠髓心材色较浅者为早材;而靠树 皮材色较深者为晚材。 图2-7A 图2-7B
(2)阔叶材:在生长轮内,靠髓心管孔较大者为早材;而靠树 皮管孔较小者为晚材。 图2-9
2.早材过渡至晚材的变化
(1)缓变: 在针叶材,材色逐渐加深,早晚材间无明显界限;图2-7A。 在阔叶材,管孔由大变小,早晚材间无明显界限。图2-10
团状—晚材管孔3个以上成团状排列。 图2-9B
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5.管孔内含物 (1)侵填体:
在管孔内呈泡沫状或膜状物质,为木材形成 过程中,导管周围的薄壁细胞被挤压进导管腔内 而形成;常具艮白色的光泽。 图2-8
(2)树胶:
在管孔内呈块状或不规则状的物质,通常为 黄褐色或红褐色。 图2-14
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2.1.7 胞间道
(2)急变: 在针叶材,早晚材带材色区别明显,有明显界限; 图2-7B。 在阔叶材,早晚材管孔大小差异显著,有明显界限。图2-9
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2.1.4 边材和心材
1.定义:在木材横切面或径切面上观察,靠髓心,材色较深 部分称心材;靠树皮材色较浅部分称边材。
图2-5A 相思木; 图2-5B 花梨木
2.心材形成的原因与机理
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(4)导管中形成侵填体以及从根部吸收来的无机物沉积在 导管腔中而堵塞输水系统。
3.心材的利用 (1)识别木材:根据有无心边材,将木材分为 心材树种(显心材树种):心边材区别明显的树种。 边材树种:无心边材区别的树种。 熟材树种(伪心材树种): (2)心材的工业用途:高级家具用材;提取色素、芳香油;

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• 4.棱条—材表因 受树皮不平衡压 力而呈起伏条纹。 图2-24
• 5.平滑—材表平 整光滑。
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2.1.11 树皮的宏观特征
1.树皮的概念:所谓 树皮,是
指树木木质部以外所有组织的总 称。
2.树皮的层次
⑴外皮:指树皮外层已死的组 织,一般颜色较浅,亦称死皮。
⑵内皮:指树皮内层活的组织, 颜色较深,亦称活皮。
(2)受伤树胶道:立木受虫菌危害或机械损伤形成的 树胶道。可见于枫香、木棉、桉树、苦栋、樱桃等木 材中。
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2.1.8 轴向薄壁组织
1.定义:在木材横切面上看到材色较浅,用水润湿后更加明显
的组织。
2.类型
(1)离管型:指轴向薄壁组织不依附于管孔周围分布。 轮界状—薄壁组织沿生长轮交界处作线状分布。
(6)花彩孔材:在生长轮中,管孔大小近似,成串斜列或交叉 成不规则网状。 图2-13、 图2-13A
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4.环孔材、半环孔材晚材管孔的排列方式
星散状—晚材管孔单个(偶2个)呈星散排列。 图 2-9
径列或斜列—晚材管孔3个以上或成串与木射线 平行排列或斜列,有时尾部分叉成火焰状。 图2-10A
弦列或波列—晚材管孔3个以上或成串弦向排列 或呈波浪状排列。 图2-9A、 图2-9B
⑵纹理:指组成木材的纵向细胞的排列情况。
直纹理—指木纹与树干纵轴平行者。 斜纹理—指木纹与树干纵轴成一定角度者。 交错纹理—各层木材均为斜纹理,并且各层间交错排列。
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4. 髓斑和内函韧皮部
⑴定义:在木材横切面上见到一些呈弯月状而且组 织疏松的褐色斑点或斑块,在纵切面上呈褐色条纹。
⑵存在树种
髓斑:多出现在桦木属( Betula ),槭属( Acer), 樱桃属(Prunus),杉木属(Cunninghamia),柏木属 (Cupressus)的木材
翼状—薄壁组织围绕管孔并向一侧或两侧延伸,形如翅膀 断面形状或眼状。 图2-21、 图2-8A
聚翼状—翼状簿壁组织的翼尖相互连接在一起。图2-21、 图2-22
傍管带状—环管或聚翼状薄壁组织相互连成同心带状。 图2-22、 图2-34
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2.1.9 木材的次要宏观特征
1.材色和光泽
⑴材色:木材具有各种不同的颜色,而且一般为混合色。
1.胞间道定义:
由分泌细胞围绕而成的狭长细胞间隙。在针叶树材称树脂道; 在阔叶树材称树胶道.
2.树脂道:
在某些针叶树材的横切面上呈星散分布的浅色小点或小孔称 之;多出现在晚材带或早晚材交界处。多数单个分散,偶2-3个弦 列。 图2-7B、 图2-15
(1)正常树脂道:仅松科的松属、油杉属、黄杉属、银杉属、 云杉属、落叶松属木材具正常树脂道。
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