木质材料学5.ppt
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1、,木材学演示文稿,林学院:张晓燕,2,第四章 木材的显微结构,木材由两种不同系统的细胞组成,轴向(纵向)系统: 起源于形成层纺锤形原始细胞 径向(横向)系统: 起源于射线原始细胞,木材细胞的两向系统 A 轴向系统 B径向系统,4.1 针叶树材的显微结构,构成针叶树材的细胞类型较单一,排列也较规则,由两类细胞构成: 1 厚壁细胞:轴向的管胞是组成针叶树材的主要细胞,占总体积的90%,有的树种木射线中也含厚壁细胞。 2 薄壁细胞:轴向的只在部分树种中存在,包括分泌薄壁细胞;径向的是木射线薄壁细胞。,4.1.1 轴向管胞(即管胞) (一)概念 (二)管胞的排列、形状 (三)管胞大小及作用 (四)管胞
2、壁上的特征 (五)索状管胞 (六)树脂管胞,5,针叶树材管胞,4.1.1 轴向管胞(即管胞) (一)概念 管胞是针叶树材中的一种纵行的纤维状厚壁细胞,两端封闭尖锐,占木材总体积的90%以上,是组成针叶树材的主要细胞。,(二)管胞的排列、形状 排列:横切面上管胞均沿径向排列,同一径列的管胞起源于同一形成层纺锤形原始细胞。 形状: 早材管胞,两端呈钝阔形,细胞腔大壁薄,横断面呈四边形或多边形; 晚材管胞,两端呈尖削形,细胞腔壁厚,横断面呈扁平状。如图,(三)管胞大小弦向直径和长度 弦向直径:一般为3045微米; 长度:同一年轮中 早材管胞平均长3.247毫米,晚材平均长3.654毫米。 管胞长度因
3、树种、树龄、生长环境及树木不同部 位变化幅度较大。,(四)管胞壁上的特征 1 管胞壁上的具缘纹孔: 分布:分布在径面壁,进行弦向输导;弦面壁上的纹孔多见于年轮末端的几层细胞,如图。 排列: 早材管胞径面壁上一般12列,不具纹孔道 晚材管胞径面壁上一般1列,由于胞壁厚,具纹孔道 大小:早材管胞径面壁上纹孔较大,一般直径1520m; 晚材管胞弦面壁上纹孔较小,一般直径512m。,9,10,管胞壁上的螺纹加厚,2 管胞壁上的螺纹加厚 是紫杉属、黄衫属、银杉属树种 及云杉属、落叶松属部分树种的特征,(三)索状管胞 指轴向排列的成串的短管胞。它比轴向管胞短,细胞呈长矩形,径壁和端壁均具有具缘纹孔。,(四
4、)树脂管胞 针叶树材管胞在由边材转变为心材的过程中,与木射线或其它薄壁细胞相邻的管胞中,常有树脂沉积于胞腔中,形成微红褐色至褐色的内含物,这种管胞成为树脂管胞。,4.1.2 木射线 (一)木射线的细胞组成 针叶树材木射线中包含三种类型的细胞: 分泌细胞:分布于木射线中横向树脂道的周围。 射线管胞:松科树种的特征,分布于木射线的上、下边缘。 硬松射线管胞的内壁有锯齿状加厚,软松射线管胞内壁平滑。 射线薄壁细胞:径切面上呈长方形,分布于木射线中间区域。 胞腔内常含有深色的树脂,比周围颜色深。,(二)交叉场及交叉场上纹孔的类型 交叉场:针叶树材的射线薄壁细胞与纵行管胞的径面壁相接的区域称交叉场。 交
5、叉场上纹孔的特征对于针叶树材的显微识别有重要作用。交叉场上纹孔的类型有五种:,(三) 木射线的种类 单列木射线:木射线细胞仅有一列,或偶尔有两列所构成的木射线,其中不含树脂道,常见于冷杉、杉木、柏木等树种。 纺锤形木射线:木射线中央有横向树脂道存在使木射线呈现纺锤形,常见于有横向树脂道的树种,如松类、云杉、落叶松、银杉等树种。,(四) 木射线的高度和体积 高度:用弦切面上的细胞个数或微米计。 针叶树材平均1015细胞高(每个细胞1530m),柏科的木射线高度比松、杉科低。 体积: 针叶树材木射线的体积很小, 百分比7.08%(3.711.7%). 一般射线率高,树种进化程度 高。从这点上说,阔
6、叶材射线发 达,阔叶树材比针叶树进化。,4.1.3 轴向薄壁组织 (一)轴向薄壁组织的来源 来源于形成层同一个纺锤形原始细胞。 (二)轴向薄壁组织的特征 纵行的、 成串排列的薄壁细胞。 横切面上是一个细胞,壁很薄,细胞腔内常含有深色的内含物; 纵切面上是许多长方形细胞连成一串,两端细胞较尖,具单纹孔。 细胞两端的壁是水平的,且壁上的单纹孔对常形成念珠状或节状突起。,1 纺锤形原始细胞 2轴向薄壁组织 3 轴向薄壁组织放大,轴向薄壁组织,(三)轴向薄壁细胞和轴向管胞的区别 (四)轴向薄壁组织的分类(分布形态) 在横切面上的分布类型有三种: 星散型、切线型、轮界型 (五)轴向薄壁组织在木材利用上的
7、特征 削弱木材的物理力学性质; 具有挥发性的油类,可蒸提出来作为它用或使木材具有较高的耐久性。,星散型 切线型 轮界型,4.1.4 树脂道 1 树脂道概念: 由薄壁的分泌细胞环绕而成的孔道,是具有分泌树脂功能的一种组织,为针叶树材构造特征之一。 根据树脂道发生和发展可分为正常树脂道和创伤树脂道。 2 正常树脂道 形成 组成 直径、长度和分布 横向树脂道 3 创伤树脂道,19,树脂道的形成 树脂道是生活的薄壁组织的幼小细胞相互分离而成的。 形成过程: 泌脂细胞围绕树脂道成1数层。松属的泌脂细胞壁上无纹孔,未木质化,因而分泌树脂能力极强,是松属树种作为采脂树种的主要原因。,树脂道的组成: 1 泌脂
8、细胞:侧壁相连,胞壁没有木质化,所以弹性很大。 2 死细胞:没有原生质,充满空气和水分的木质化的细胞,没有弹性,是树脂道的骨架。 3 伴生薄壁细胞:内含细胞核、原生质和贮藏物。,树脂道的直径、长度和分布 直径:在具正常轴向树脂道的六属中,松属树脂道最多也最大,其直径为60300m,落叶松属次之为4080m,云杉属为4070m,银杉属和黄杉属为4045m,油杉属为最小。 长度:平均50cm,最长可达1m,随树干高度增高而减小。,横向(径向)树脂道: 分布于纺锤形木射线中,可与轴向树脂道相通,在具正常树脂道的六属中,只油衫属没有。,(三)受伤树脂道 概念:在针叶树材中,影响树木正常生活的因素使树木
9、产生的树脂道。 种类:有轴向和横向两种。一般不同时存在。 分布、排列: 轴向受伤树脂道在横切面上呈弦列分布于早材部位,在生长轮开始处较常见(臭冷杉),如图 而正常轴向树脂道为单独存在,多分布于早材后期和晚材部位。,轴向正常树脂道和轴向受伤树脂道,4.1.5 针叶树材显微结构概览图示,针叶树材显微结构分子,针叶树材显微结构三切面,针叶树材显微结构立体图,马尾松微观构造立体图,松木立体显微结构,4.2 阔叶树材的显微结构,引言 除水青树、昆栏树极少数树种外,都具有导管,故称阔叶树材为有孔材。 阔叶树材的组成细胞及结构 阔叶树材构造特点:与针叶树材相比,,4.2.1 导管 1 导管和导管分子的概念
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