1.1　木材加工特点

通常意义的木材是指树木的树干部分，又称原木或实木，是由纤维素、半纤维素和木素等组成的天然有机高分子材料。由于木材资源的紧缺、人类环保意识的增强以及制造技术的进步，木质材料的内涵变得更加丰富。广义上的木质材料应该包括木材、木质人造材料和木质复合材料。木质人造材料包括人造板材、人造方材和成型材料；木质复合材料包括木材塑料、塑化碎料板和木质复合结构板等。

不同的木质材料具有不同的加工特性，其应用范围也有差别，接下来的内容将围绕木制品加工中的常见材料及其加工性能进行详细介绍。

1.1.1　木材的分类及特点

木材分类的方法很多，主要有：

（1）按树种分　可分为针叶树材（如松木、柏木等）和阔叶树材（如榆木、桦木、杨木等）。

针叶树理直、木质较软、易加工、变形小。大部分阔叶树质密、木质较硬、加工较难、易翘裂、纹理美观，适用于室内装修。

针叶树树叶细长如针，多为常绿树，材质一般较软，有的含树脂，故又称软材，如：红松、落叶松、云杉、冷杉、杉木、柏木等，都属此类。可用于制造木制包装，桥梁，家具，造船，电杆，坑木，枕木，桩木，机械模型等。阔叶树树叶宽大，叶脉成网状，大部分为落叶树，材质较坚硬，故称硬材。如：樟木、水曲柳、青冈、柚木、山毛榉、色木等，都属此类。也有少数质地稍软的，如桦木、椴木、山杨、青杨等。可用于木质包装，造船，车辆，桥梁，枕木，家具，坑木及胶合板等。

（2）按用途分　可分为原条、原木、锯材三类。

原条系指已经除去皮、根、树梢的木料，但尚未按一定尺寸加工成规定的材类，主要用于建筑工程的脚手架，建筑用材，家具装潢等。

原木系指已经除去皮、根、树梢的木料，并已按一定尺寸加工成规定直径和长度的木料，原木可以直接使用也可以加工后使用。

直接使用的原木主要用于建筑工程（如屋梁、檩、椽等）、桩木、电杆、坑木等；加工原木可用于胶合板、造船、车辆、机械模型及一般加工用材等；锯材一般指板方材，是指已经加工锯解成材的木料。宽度为厚度的三倍或三倍以上的，称为板材，不足三倍的称为方材，用于建筑工程、桥梁、木制包装、家具、装饰等。

（3）按照形态分　木质材料主要分为木质板材、木质型材、木质线材、木质片材、竹制品等类别。

（4）按材质分　原木可分为一等、二等、三等；锯材分为特等、一等、二等、三等。

（5）按密度分　可分为轻材，密度小于400kg/m3；中等材，密度在500～800kg/m3；重材，密度大于800kg/m3。

表1-1列出了常用的实木材料及其性质。

1.1.2　木材的性能

木材的具有下性能：

（1）具有调湿特性　当空气中蒸汽压力大于木材表面水分的蒸汽压力时（即木材比空气干燥，木材就吸收空气中的水分），称之为吸湿。相反，如果木材中蒸汽压力大于其周围空气中的蒸汽压力时（即木材比空气湿），木材中的水分就蒸发到大气中去，这叫解吸（干燥过程）。木材干燥就是利用木材的解吸特性，另一方面，由于木材具有吸湿性，随着环境温度和空气湿度的发化，木材会出现变形、翘曲和开裂等缺陷，使木材材质的等级下降，甚至成为废材。木材的吸湿性直接影响木制品的质量。

木材依靠自身的吸湿性与解吸作用，直接缓和与稳定室内空间湿度变化的特性，称为调湿性。木材的调湿性对人体的健康有益，所以人们进行室内装修、储存物品等都喜欢用木材。木材的厚度与调湿效果有很大关系，实验表明：3mm厚的木材只能调节1天内的湿度变化，5.2mm的木材可以调节3天，9.5mm厚的木材可以调节10天，16.4mm厚的木材可调节1个月。室内的湿度是处于动态变化状态，要想使室内湿度保持长期稳定，必须增加装饰材料的厚度。

据综合评定结果，软质纤维板的调湿性最好，木材、胶合板、刨花板、硬质纤维板等的调湿性能优良，玻璃、聚乙烯膜、橡胶、金属等的调湿性能最差。

（2）隔声吸声性　木材的声音是鉴别优劣的指标，凡材质好的木材，用斧背敲击，声音铿锵有力，当木材中空或腐朽时，则发哑声。木材对声音吸收用吸声系数来表示，即木材吸收的声能量与作用于木材的声能量之比。开启的窗的单位面积的吸声为1或100%，把这个作为基准与其他物质的吸声系数比，称为该物质的吸声率。吸声率随材料厚度增加而增加，超过20mm则无影响。表1-2列出各种材料的吸声率。

根据表1-2所列各种物质的吸声率，当声波入射到刨削过的木材表面时，能量的94%被反射，6%被吸收，而当入射到没有刨削过的粗糙的木材表面时，吸收率就增大，如未上漆的木材吸声率为6%，涂过漆的木材为3%，说明表面粗糙的木材的吸收更多的声能转化为热能。轻软而多孔性的材料吸收声音的能力较强，所以木材的吸声性能比砖好。当然，木材的隔声性能比混凝土差，这是由于木材易透声音的特性。

（3）具有可塑性　在湿热条件下对木材施加压力或拉力，使之产生较大的弹性变形，然后干燥、冷却、使弹性变形转化为塑性变形，当外力解除后，变成新的形状而又不破坏木材构造的特征，称之为木材可塑性。木材的可塑性受木材含水率、温度、树种和树龄的影响。温度在0℃以上，木材可塑性随含水率的增加而增大，特别是当温度升高和含水率增加的情况下塑性更大。木材可塑性广泛用于压缩木和曲木工艺及拱形造型、造船、纺织工业、曲木家具等。凡需利用木材可塑性这一特性的各类木制品，最宜选用含韧性木纤维高的水曲柳、榆木、栎木、山枣等环孔材或半环孔材。

（4）多孔性　木材由各种类型的细胞组成，这些细胞是中空的，集成许多孔隙，同时，在细胞壁内、微纤之间也有许多空隙，在细胞之间还有许多纹孔相通。木材的多孔性使得木材具有以下特性：

① 绝热性，木家具给人以冬暖夏凉的舒适感和安全感，这是因为孔隙中充满的空气阻碍导热，木材的孔隙越大，导热性就越低；

② 回弹性，木材在结构上的多孔，使得木材在力学上具有良好的回弹性。当木材在受动载和冲击载荷时，即使超过弹性极限范围，也能吸收相当部分能量，能受较大的变形而不折断，木材横纹受力时此种特征尤其显著；

③ 硬度较小，易于加工。木材的多孔性使木材易于机械加工，如锯解、切割、切削、旋切等而且也易于进行化学处理，如制浆、水解等，同时也有利于木材防腐、木材干燥以及木材改性处理等。

（5）密度较小，易于水运　木材的多孔性使得木材具有一定的浮力，可以水上运输，这不仅节省开支，而且防止被虫和真菌危害，达到保存木材的目的。由于木材浸在水中，大部分孔隙被水填充，导致空气缺乏，菌类无法生存，使木材不易腐烂。同时由于水在胞腔内长时间浸泡，使可溶性的物质被溶解掉，致使木材锯成板材进行干燥时，木材中的水分就因胞腔内不被内含物堵塞而易排除。

（6）易燃性　木材容易燃烧，凡是以木板为基质的木制品、木构件和木建筑物，都要注意防止火灾的问题。可以对木材进行阻燃处理，对木材进行阻燃处理的方法很多，大致分物理方法和化学方法两类。

① 物理方法，与不燃物质混用，使可燃性成分的比例降低，或用覆面材料隔断火焰与热和氧的接触。例如用石膏、水泥、石棉纤维等无机物与木质材料混合，用石棉纸、石膏板、金属板覆面等；

② 化学法，一种方法是在木材或木质材料中注入难燃的化学剂，另一种方法是加入在火焰下能生成抑制燃烧的化合物达到阻燃的效果。

经阻燃处理的木材强度略有下降，吸湿性的变化因阻燃剂种类、用量和树种而异，无机盐类处理的木材，对其胶合性能无不良影响；涂饰时，应将含水率控制在12%以下，相对温度在65%以下，否则，在高含水率涂饰时，木材表面易用产生漆膜发色、污染或有结晶产生。

（7）木材的胀缩性　湿材因干燥而缩减其尺寸或体积称之为干缩（也叫做“木材各向异性”，亦称“非均质性”），干材因吸湿而增大其尺寸或体积称之为湿胀。干缩和湿胀是木材固有的性质，这个性质会导致木制品尺寸不稳定，引起变形、翘曲和开裂。例如，衣柜因干燥导致裂缝很大，又因湿胀而不易拉开，一张圆桌会变成椭圆形。木材的这些缺陷可以通过人工干燥及其他方法来减少和克服。

（8）木材的脆性　木材在破坏之后，没有或少有明显变形的性质，即不变形就破坏的性质，称为脆性。脆性产生的原因有化学处理、物理处理等，脆性木材较正常材轻，纤维含量低。为了确保生命安全，脆性材不宜用作桥梁、屋梁的建筑极件、运动器械（如双杠等）。

（9）木材的老化性　木材在存放和使用中，光泽和颜色会发生变化，使木材表面变得粗糙，出现自然老化现象，称为木材的老化。木材的老化作用包括光、热、水和其他大气因素所引起的物理、化学作用。例如，落叶松在光波长（3000～3900）×10-10m发黑色，在（3900～5800）×10-10m明显发为黄色，波长在5800×10-10m以上则很少变色。可见太阳光的波长越短对的变色影响越大，因为光波越短，能量越大。太阳光的紫外线波长为（1500～4000）×10-10m，到达地球表面的光能很大，能发生光氧化反应，对木材的表面变色、产生老化有重大的影响。

（10）木材的表面钝化性　木板或单板在干燥过程中，由于温度过高使木材表面的可湿性降低，形成一层憎水表层，妨碍涂胶时胶液向板面扩散，导致胶层固化不良，降低胶合强度，这种现象称为木材的表面钝化性。木材表面钝化，在木材机械加工过程中，不仅影响加工质量而且影响成品的质量。

此外，木材还具有质轻、有天然的色泽和美丽的花纹、易于加工和涂饰等特性。