木材物理学：物理性质篇 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书特色

　　木材之利用，一般区分为「物理加工利用」与「化学加工利用」两大类。木材物理学系研讨木材及木质材料之物理、强度等基本性质的科学。它是木材物理加工利用的基础，许多现象及问题的解析均有赖于它。

　　木材物理学为林学及林产利用学中之基础科目，亦为大专林学及林产利用学之必修课程。编着者在国立台湾大学森林环境暨资源学系执教与研究多年，兹就多年来在课堂教学与研究心得及经验着述本书，此次增订收录国内外已发表之木材物理的研究成果，分成「物理性质篇」、「强度性质篇」等二册共三十四章进行叙述。内容涵盖木材之比重、水分、吸湿性、收缩膨胀性、湿润性、对热、电及微波性质、吸音、隔音性、乐器等音响性质、浸透性等木材物理性质；木材之静弹性、动弹性、内部摩擦、立木及木材之非破坏性评估、粘弹性、引张、压缩、弯曲、剪断、硬度、扭转、噼裂、磨损、摩擦、木材及木质材料之容许应力、老化、劣化、放射线之抵抗性、育林技术及木材性质等。

　　如本书能对于从事有关林学、林产利用学及木构造建筑等之研究者、业者与同学有所裨益，则感幸甚矣。

好的，这是一份不包含《木材物理学：物理性质篇》内容的图书简介，旨在详细介绍一本涵盖木材科学其他关键领域的书籍。 --- 木材科学的深度探索：结构、力学与化学基础 书籍简介 本著作旨在为木材科学领域的研究人员、工程师、材料科学家以及相关行业的专业人士提供一部全面而深入的参考指南。不同于侧重于木材物理特性的传统著作，本书将重点聚焦于木材的微观结构、宏观力学行为、化学成分及其相互作用如何决定木材的整体性能和应用潜力。 本书的结构设计旨在引导读者从基础概念出发，逐步深入到复杂的材料行为和应用科学。我们相信，要真正理解木材这种天然高分子复合材料，必须将其视为一个多尺度、多学科交叉的体系。 第一部分：木材的微观解剖与细胞壁结构 本部分深入剖析了木材的形成过程及其基本构成单元——木细胞。我们将详细讨论细胞壁的精细结构，这是理解木材一切物理和化学性质的基础。 1.1 木材的细胞解剖学 本章将涵盖木材的宏观可见结构，如早材与晚材的差异、管状细胞（导管和管胞）与纤维细胞（薄壁细胞和纤维）的形态和功能。我们将探讨年轮的形成机制及其对材料各向异性的影响。此外，还包括射线组织、髓心以及树皮的结构特征。 1.2 细胞壁的精细结构 细胞壁是决定木材性能的关键区域。本章将详细介绍次生壁（S1、S2、S3层）的微纤丝排列角度和厚度变化，以及原壁的化学组成。我们将运用电子显微镜图像和X射线衍射数据，阐释微纤丝（微原纤维）如何构筑起一个高度有序的结构，并讨论微纤丝角（fibril angle）对木材强度和收缩行为的决定性影响。 1.3 细胞腔与中胶层 细胞腔的填充物（如树脂和提取物）以及细胞间的粘合剂——中胶层，是理解细胞间连接和材料孔隙率的重要环节。本章会涉及中胶层的化学特征，以及它在材料加工过程中的作用，例如如何影响木材的密度分布和粘合性能。 第二部分：木材的化学组分与衍生材料 木材并非单一物质，而是纤维素、半纤维素和木质素三大主要聚合物的复杂混合物，辅以可溶性提取物。本部分将详细分析这些组分的化学结构、含量差异及其对木材耐久性和反应性的影响。 2.1 纤维素：骨架材料 纤维素的分子结构、结晶度和聚合度是决定木材基本强度的核心要素。本章将探讨纤维素微晶区和无定形区的比例，以及它们在水合作用中的角色。我们还将讨论纤维素在酸、碱处理下的反应，为后续的化学改性打下基础。 2.2 木质素：连接与保护剂 木质素的三维网状结构赋予了木材优异的抗压强度和抗氧化性。本章将深入分析不同树种中木质素的化学特征（如愈创木基、邻羟基苯基和香草基单元的比例），以及木质素在木材加工（如制浆、热处理）过程中的化学变化。 2.3 半纤维素与提取物 半纤维素（如木聚糖和木糖葡聚糖）对木材的亲水性和尺寸稳定性有重要影响。本章将讨论半纤维素的分子量分布及其与纤维素的氢键网络。此外，我们将概述木材中可溶性提取物（树脂、单宁、色素等）的种类、含量及其对木材耐久性和加工性能的潜在影响。 第三部分：木材的力学性能与本构关系 木材是一种典型的正交各向异性材料，其力学性能高度依赖于应力作用方向与纹理方向的关系。本部分旨在阐释这些力学行为背后的结构基础，并介绍描述其复杂响应的数学模型。 3.1 应力-应变关系与弹性模量 本章将详细分析木材在平行于纹理、垂直于纹理（径向和弦向）三个主方向上的杨氏模量、剪切模量和泊松比。我们将解释这些各向异性的来源，并介绍基于Hooke定律的弹性常数矩阵在木材力学分析中的应用。 3.2 抗拉、抗压与抗剪强度 我们将对比木材在拉伸、压缩和剪切载荷下的失效模式。例如，抗拉强度主要受纤维平行于载荷方向的影响，而抗压强度则与微屈曲机制相关。本章还将讨论这些性能与木材密度及含水率之间的定量关系。 3.3 蠕变、应力松弛与疲劳 木材的长期承载能力受时间依赖性变形过程的制约。本章将探讨木材的蠕变（Creep）和应力松弛（Stress Relaxation）现象，并介绍粘弹性模型（如Voigt或Maxwell模型）如何用于预测木材在持续荷载下的长期性能衰减。 第四部分：环境相互作用与稳定性 木材作为天然材料，其性能极易受环境条件，尤其是湿度的影响。本部分重点探讨木材的吸湿性、尺寸变化，以及生物和非生物降解。 4.1 水分动力学与平衡含水率 我们将深入研究木材对湿度的响应机制，包括吸附（吸湿）和解吸（失湿）过程中的滞后现象。本章将详细介绍平衡含水率（EMC）的测定方法及其与环境相对湿度的关系，并解释如何通过平衡含水率推算木材的密度和强度变化。 4.2 尺寸稳定性与收缩/膨胀 木材的各向异性在尺寸变化中表现得尤为明显。本章将量化木材在不同方向（纵向、径向、弦向）的收缩/膨胀系数，解释为何弦向的收缩率远高于径向。同时，也将探讨如何通过预处理（如醋化或交联）来改善木材的尺寸稳定性。 4.3 木材的耐久性与降解机制 本部分将从材料科学的角度审视木材的生物耐久性。我们将讨论真菌、昆虫对木材结构的化学降解机制，重点分析木质素酶和纤维素酶如何选择性地攻击细胞壁的特定组分。此外，也将涵盖木材的热降解过程，及其在高温环境下的结构稳定性。 --- 本书的独特性 本书的特色在于将木材的结构信息（微观几何、化学键合）与宏观性能（力学响应、环境敏感性）进行系统性的关联。通过对材料的内在机理进行深入剖析，读者将能够超越简单的经验数据，建立起对木材这种复杂生物材料更深层次的理解，从而指导新型工程木制品的设计与应用开发。本书适合于需要量化理解木材结构-性能关系的专业人士使用。

作者简介

王松永 名誉教授

　　Fellow of International Academy of Wood Science.
　　国立台湾大学　森林系学士
　　日本东京大学　农学修士、农学博士（林产学专攻）
　　国立台湾大学森林环境暨资源学系　教授、特聘教授、（现）名誉教授
　　中华木质构造建筑协会　理事长、（现）名誉理事长
　　中华林产事业协会　理事长、（现）荣誉理事长
　　经济部标准检验局　标准审查委员、技术委员
　　Hiedeo Sugiyama Memorial Award 2008, by “Wood Based Materials and Timber Engineering Research Fund, Japan” June. 3, 2008

　　期刊论文及专书着作：
　　期刊论文发表310篇，其中76篇为SCI期刊。
　　商用木材，376页。
　　林产学上册，639页。
　　木材物理学，816页。
　　木质环境科学，1153页。

　　曾获得之国内外学术奖及其他学术荣誉：
　　中华民国林产事业协会第一届林产学术奖（木材物理加工类），民国73年4月。
　　七十三年度协助改善粒片板工业制造技术获经济部工业局表扬奖状，民国73年8月。
　　教育部七十三年教学资料作品讲义类佳作奖，民国74年5月。（林产学上册）
　　七十四年度协助改进合板工业制造技术获经济部工业局表扬奖状，民国74年8月。
　　教育部七十五年教学资料作品讲义类甲等奖，民国76年5月。（木材物理学）
　　国科会七十六年度、七十八年度、八十年度研究杰出奖。
　　中华林学会七十九年度森林学术奖。
　　农委会七十八年度优良农业人员研究奖，民国78年5月。
　　国科会八十二年度、八十三年度研究优等奖。
　　国科会八十四年度、八十五年度、八十六年度、八十七年度、八十八年度及八十九年度特约研究员奖。
　　国际木材科学院院士（民国90年8月）Fellow of International Academy of Wood Science.
　　标准检验局第二届全国标准化成就奖，民国90年12月。
　　国科会杰出特约研究员奖，民国91年12月。
　　内政部古蹟维护贡献奖，民国94年12月。
　　国立台湾大学终身职特聘教授，民国95年8月。

王 序 I
卓 序 II
陈 序 III
黄 序 IV
蔡 序 V
自 序 VI

第一章 木材之比重 1
第一节 密度与比重 1
第二节 密度与含水率 4
第三节 木材密度之变化 9
第四节 春秋材密度与年轮宽之相互关系 10
第五节 比重之测定法 15

第二章 木材与水分 19
第一节 木材中含有水分之测定 19
第二节 木材中之水分含有状态 24
第三节 木材内部水分之移动 36

第三章 木材之吸湿性 47
第一节 木材之吸着理论 47
第二节 木材之吸脱湿迟滞现象 58
第三节 与吸脱湿有关之热力学 61
第四节 各式处理与吸湿 71

第四章 木材之收缩与膨润性 79
第一节 木材之收缩与膨润机构 79
第二节 水分分布对木材收缩之影响 93
第三节 木材横断面异方性收缩之支配因子 99

第五章 木材之湿润性 117
第一节 选择吸着性 117
第二节 湿润性 117
第三节 空隙性、表面粗糙度与湿润性 121
第四节 木材抽出成分与湿润性 126

第六章 木材对热之性质 129
第一节 木材之热膨胀 129
第二节 木材之比热 134
第三节 木材之热传导性 136
第四节 木材之热扩散率 162
第五节 木材之发火 167
第六节 木材之燃烧热 168
第七节 木材之放射率 169
第八节 木材之耐热性 170

第七章 木材对电之性质 175
第一节 木材对直流电之性质 175
第二节 木材对交流电之性质 185
第三节 木材对高週波电之性质 204
第四节 木材电传导异方性 206

第八章 木材对微波之性质 217
第一节 概说 217
第二节 木材之诱电性与微波加热 217
第三节 木材之变形 225
第四节 木材之微波弯曲加工 230
第五节 微波加热之曲木的组织构造 238

第九章 木材之音波传播 251
第一节 音速 251
第二节 音波抵抗、音波放射衰减率 269

第十章 木质材料之吸音性 273
第一节 室内声音之回响时间 273
第二节 木质材料与室内音响 276
第三节 吸音机构 279
第四节 吸音率之测定方法 282
第五节 木材及木质材料之吸音特性 286
第六节 吸音材料之特性 299

第十一章 木质材料之隔音性 313
第一节 音能 313
第二节 木质材料的隔音性 314
第三节 借音响绝缘材料之传音 320
第四节 两相邻房间之音波的传播 321

第十二章 乐器与木材 325
第一节 乐器之发音与木材 325
第二节 乐器音之音色 325
第三节 乐器用木材之振动试验法与材质指标 326
第四节 乐器用木材之振动特性 327
第五节 乐器用木材之振动特性的影响因子 328
第六节 钢琴响板用材之物理评价 330
第七节 钢琴响板材之选别法 336
第八节 钢琴用木材之材质 339
第九节 其他乐器用之木材 345

第十三章 木材之浸透性 349
第一节 非加压工程 349
第二节 加压工程 350
第三节 木材浸透性或渗透性的影响因子 354

第十四章 木材之老化 369
第一节 木材材质之经年变化 369
第二节 树种所引起之差异 377
第三节 环境条件所引起之差异 378
第四节 木材老化之机构 382

第十五章 木材之劣化性 391
第一节 概说 391
第二节 木材之光线劣化 392
第三节 木材之气候劣化 397
第四节 木材之热劣化 412

第十六章 木材对放射线之抵抗性质 427
第一节 概说 427
第二节 放射线对木材化学性质之影响 428
第三节 放射线对木材物理性质之效应 429
第四节 放射线对木材机械强度之效应 435
第五节 放射线对生长树木材质之影响 439

第十七章 育林技术与木材性质 441
第一节 木材之材质指标 441
第二节 育林产地所引起木材之材质的特征 446
第三节 栽植密度所引起木材之材质的特征 447
第四节 抚育作业方式与木材之材质的关联性 452
第五节 施肥所引起木材材质之变化 460
第六节 材质育种 463
第七节 实生苗与插条苗柳杉之性质差异 464

自序

　　木材为具备有抑制（Reduce）、再利用（Reuse）、再生利用（Recycle）、热回收（Recover）及再生产（Renew）等五R之「大的资源循环」特征之生物材料。其可借由太阳能进行光合作用，永续生产；合理的永续经营人工林，木材可取之不尽，用之不绝，且在林木生产期间可降低大气中二氧化碳浓度，并可将二氧化碳固定于木材内部，达成节能、减碳、固碳等环境效益。

　　木材取自森林，由于全球森林资源受到人类过度的利用，已较工业革命前减少甚多，全球森林面积于2015年已降至39.99亿公顷因此近年天然林已被禁止伐採，今后木材来源只能依赖人工林，其有效利用已是刻不容缓的课题。

　　木材不但可在锯切后立即使用，如素材及制材品，直接供作建筑物之柱梁，亦可透过现代科技制造成各木质材料，如合板、粒片板、纤维板等，更可制造成结构用集成材、单板层积材，以及近年来国际间积极拓展之直交集成板等工程木材，使得木构造建筑能朝向高层化、大木巨蛋化进展。为能配合高科技的应用，对于木材之材质有究明之必要。

　　木材之利用，一般区分为「物理加工利用」与「化学加工利用」两大类。木材物理学系研讨木材及木质材料之物理、强度等基本性质的科学。它是木材物理加工利用的基础，许多现象及问题的解析均有赖于它。

　　《木材物理学》一书于1983年7月由国立编译馆出版，其后虽由徐氏基金会进行数次再版，但未曾增、修订。由于近年来相关研究成果丰硕，特在此进行增、修订。此次增订收录国内外已发表之木材物理的研究成果，区分成「物理性质篇」、「强度性质篇」进行叙述。本书「物理性质篇」，内容涵盖木材之比重、水分、吸湿性、收缩膨胀性、对热、电及微波性质、吸音、隔音性、乐器等音响性质、浸透性、老化、劣化、放射线之抵抗性、育林技术等相关之木材物理性质。

　　木材物理学为林学及林产利用学中之基础科目，亦为大专林学及林产利用学之必修课程。编着者在国立台湾大学森林环境暨资源学系执教与研究多年，兹就多年来在课堂教学与研究心得及经验着述本书，如对于从事有关林学、林产利用学及木构造建筑等之研究者、业者与同学有所裨益，则感幸甚矣。

评分☆☆☆☆☆

《木材物理学：物理性质篇》这本书，对于我来说，就像一本关于“材料的智慧”的百科全书。我一直对各种材料的特性充满好奇，而木材作为一种可再生、环保且应用广泛的天然材料，更是吸引着我。我希望这本书能够系统地介绍木材的各种物理性质，并且能够清晰地区分不同种类木材的物理特性差异。例如，对于红木、橡木、松木等常见木材，它们在密度、硬度、强度、弹性模量等方面有哪些显著的区别？这些区别又会如何影响它们在家具制造、地板铺设、建筑结构等领域的应用？我期待书中能够有详细的对比分析，并且提供一些指导性的建议，帮助读者在选择木材时，能够做出更明智的决策。我还对木材的热传导性和防火性等方面的内容很感兴趣，因为这些物理性质在建筑设计和安全方面至关重要。希望这本书能够提供一些前沿的研究成果和技术应用，让我感受到木材科学的最新发展动态。

评分☆☆☆☆☆

哇，这本书《木材物理学：物理性质篇》真是让我眼前一亮！刚拿到手的时候，就觉得封面设计很有质感，磨砂的触感和简洁的排版，透着一股专业的范儿。我平时对木材总有一种莫名的好感，觉得它温暖、自然，而且在家具、建筑、艺术品等各种领域都有着不可替代的地位。所以，当我在书店看到这本书，并且了解到它专注于“物理性质”这个细分领域时，我的好奇心就被彻底点燃了。我期待着它能像一位经验丰富的老师傅，一点点地揭开木材那些深藏不露的“秘密”。我希望它能详细阐述木材的密度、硬度、强度等基础物理指标，并解释这些指标是如何影响木材在不同应用场景下的表现的。比如，为什么某些木材适合做地板，而另一些则更适合制作乐器？这本书是否能用清晰易懂的语言，配合精美的插图，来解答这些我一直以来都很困惑的问题？我对它能否深入浅出地讲解木材的声学特性、热学特性，甚至光学特性也充满了期待。我设想，读完这本书，我能更深刻地理解木材的“个性”，不再仅仅把它当作一种材料，而是认识到它蕴含的丰富物理智慧。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，我之前对木材的认识可能还停留在比较表面的层次，总觉得它就是“一种木头”。但《木材物理学：物理性质篇》的出现，彻底改变了我的看法。这本书简直是一扇通往木材微观世界的窗口。我特别关注书中对于木材结构与性质之间关系的解读，比如年轮、细胞结构、纤维方向等等，这些细微的差别是如何最终决定了木材的各项物理性能。我期待书中能有详实的图表和数据分析，来支持这些论断，让我能够看到科学的力量如何解释自然界的奇妙现象。有没有可能，书中会介绍一些先进的测试方法，让我们了解科学家们是如何精确测量木材的力学性能，比如抗拉强度、抗压强度、弯曲强度等等？我还对木材的吸湿性和尺寸稳定性方面的内容很感兴趣，因为这直接关系到木制品的使用寿命和稳定性。想象一下，如果能了解到为什么有些木材在潮湿环境下容易变形，而另一些则能保持稳定，这对于 DIY 爱好者或者想要自己动手修理家具的人来说，该有多么实用！我希望能从这本书中获得一些“硬核”的知识，并且能够将这些知识应用到我的实际生活中。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我最近迷上了家居改造，尤其是对木材的运用产生了浓厚的兴趣。我总觉得，家里的家具、地板，甚至墙壁，如果能巧妙地运用木材，整个空间都会变得更加温馨和有质感。因此，《木材物理学：物理性质篇》这本书就像是我的“救星”。我渴望它能提供一些非常实用的信息，能够直接指导我的实际操作。比如，在选择木材用于地板时，应该重点关注哪些物理性质？如何判断木材的耐磨性？如果我想自己动手制作一些小家具，书中会不会提供一些关于木材加工性能的知识，比如易切割性、易抛光性等等？我特别希望书中能有关于木材的防腐、防虫性能的解读，这样我在购买和处理木材时，就能更加心中有数，避免日后的麻烦。我还对木材的表面处理工艺是否会对物理性质产生影响也很好奇，比如涂刷清漆、染色等，这些操作是否会改变木材的硬度或者吸湿性？这本书如果能解答我这些“落地”的问题，那绝对是物超所值。

评分☆☆☆☆☆

这本书《木材物理学：物理性质篇》给我的感觉，就像是在探索一个古老而又充满活力的宝藏。我一直对木材的天然纹理和独特质感着迷，它们似乎讲述着大自然的千年故事。我希望这本书能够深入挖掘这些“故事”背后的物理原理。比如，木材的颜色和光泽是如何形成的？是否与木材的化学成分或者微观结构有关？我尤其好奇书中会不会涉及木材在不同环境下的物理变化，比如老化、风化、甚至是被微生物侵蚀的过程，这些过程的物理机制是什么？此外，我也希望能了解到一些关于木材的声学特性，比如为什么有些木材制作的乐器声音特别优美？这本书是否能解释木材的共振、吸音等特性？我想象中，这本书应该会包含很多精彩的案例分析，用真实世界的例子来印证书中的理论，这样不仅能加深理解，还能让我们看到木材的物理特性在实际应用中的价值。我期待这本书能给我带来一种全新的视角，让我重新审视和欣赏身边的木制品，并对它们产生更深层次的敬意。