四川两产地桢楠木材构造及其性能研究

摘要

本文选择樟科楠属楠木(桢楠Phoebezhennan S.Lee)为主要研究对象，选择四川省雅安市芦山县与成都市新津县两个主产地的桢楠树干为试材，研究四川芦山、新津两主产地桢楠木材的细胞构造与性能，分析对比两产地的桢楠在木材构造及其材性方面的差异。选择四川省雅安雨城区的金凤寺桢楠活树新料与雅安芦山桢楠阴沉料为试材，研究四川桢楠新料与阴沉料的细胞构造与性能，分析对比了两种类型的桢楠木材在导管和木纤维的构造特征参数方面的差异，同时将桢楠阴沉料、芦山和新津产地的桢楠木材在密度、干缩湿胀、导热系数和力学性能等方面对比研究。通过手持式显微镜、光学显微镜与电子扫描显微镜分别拍摄对比不同产地与不同类型的桢楠木材的宏观特征与微观特征;通过切片法在光学显微镜下测定了单位面积管孔个数、管孔的长度、宽度和腔径，通过离析法在光学显微镜下测定了导管长度、木纤维的长度、宽度和腔径，并分别推算出管孔与木纤维的长宽比、壁腔比、腔径比，从髓心至边材分组编号研究其径向变异;按照相关国家标准测定不同产地与不同类型的桢楠木材的全干密度、气干密度、基本密度、干缩系数等木材物理性质;通过TC3000型导热系数仪测定不同桢楠试材的导热系数;通过万能力学试验机测定不同桢楠木材的顺纹抗压强度、抗弯强度和硬度等力学强度。结果表明:
　　(1)宏观上芦山桢楠木材颜色为黄褐色带绿，木材表面光泽较弱，带药香，而新津桢楠木材颜色为深褐色带绿，木材表面光泽较强，带甜香;桢楠活树新料木材颜色为浅黄色，木材表面光泽较弱，带清香，而桢楠阴沉料的木材颜色为墨绿色，木材表面光泽较强，带药香。
　　(2)微观上芦山桢楠、桢楠活树新料与桢楠阴沉料均为散孔材，新津桢楠为散孔材至半散孔材，导管横切面均为圆形或半卵圆形，管间纹孔互列式，射线组织为异型Ⅱ型或异型Ⅲ型。
　　(3)芦山桢楠与新津桢楠树龄接近，属于幼龄材，生长状况不稳定，故导管各参数与木纤维各参数均随树龄的增加呈“波动”的变异模式;而桢楠活树新料与桢楠阴沉料属于百年成材，生长较为稳定，但由于桢楠阴沉料常年埋藏地下，受外界影响较大，导管、木纤维形态发生部分变化并趋于一致，故桢楠阴沉料导管各参数与木纤维各参数随树龄的增加呈“波动”的幅度小于桢楠活树新料。
　　(4)芦山桢楠木材的气干密度0.552g/cm3，基本密度0.464 g/cm3，体积干缩系数0.095％;新津桢楠木材的气干密度0.579g/cm3，基本密度0.489 g/cm3，体积干缩系数0.107％;桢楠阴沉料木材的气干密度0.531 g/cm3，基本密度0.435 g/cm3，体积干缩系数0.444％;桢楠阴沉料的密度最小，但体积干缩系数远大于芦山桢楠与新津桢楠木材，桢楠阴沉料干燥后更容易发生开裂和翘曲。
　　(5)芦山桢楠木材横切面、径切面、弦切面的导热系数分别为0.210W/m*K、0.161 W/m*K、0.183 W/m*K;新津桢楠木材横切面、径切面、弦切面的导热系数分别为0.221 W/m*K、0.153 W/m*K、0.190 W/m*K;桢楠阴沉料横切面、径切面、弦切面的导热系数分别为0.187 W/m*K、0.178 W/m*K、0.181 W/m*K。芦山桢楠和新津桢楠木材的各向导热系数相近，两者横切面与弦切面的导热系数均大于桢楠阴沉料，径切面的导热系数小于桢楠阴沉料，三者各向导热系数均呈现出横切面＞弦切面＞径切面。
　　(6)芦山桢楠木材试样顺纹抗压强度34.8MPa，抗弯强度64.5MPa，端面硬度4495.3N;新津桢楠木材试样顺纹抗压强度36.2 MPa，抗弯强度67 MPa，端面硬度4580.4N;桢楠阴沉料试样抗压强度31.4 MPa，抗弯强度62.6 MPa，端面硬度3103.5N。新津桢楠木材试样的力学性能最优。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 桢楠历史分布变迁与资源现状

1．2．1 桢楠历史分布变迁

1．2．2 桢楠资源利用现状

1．2．3 桢楠物种保护

1．3 国内外研究现状

1．4 研究目的与意义

1．5 研究内容

2 四川桢楠木材的细胞构造研究

2．1 试验材料与主要仪器设备

2．1．1 试验材料

2．1．2 主要仪器、药品

2．2 试样制备

2．2．1 切片制作

2．2．2 离析试样制作

2．3 微观构造特征记录及参数测试

2．3．1 木材构造图像拍摄

2．3．2 木材造特征描述

2．3．3 微观参数测量方法

2．3．4 数据处理

2．4 结果与分析

2．4．1 宏观构造

2．4．2 微观构造

2．4．3 微观形貌

2．4．4 管孔构造特征参数径向变异对比

2．4．5 导管、木纤维构造特征参数径向变异

2．5 本章小结

3 四川桢楠木材性能研究

3．1 试验材料与主要仪器

3．1．1 试验材料

3．1．2 主要仪器设备

3．2 试样制备

3．3 性能研究

3．3．1 物理性能

3．3．2 力学性能

3．4 结果与分析

3．4．1 物理性能研究

3．4．2 力学性能研究

3．5 本章小结

4 结论与展望

4．1 结论

4．2 展望

参考文献

致谢