国际上普遍采用詹氏硬度(Janka Hardness)来衡量木材的硬度。这一测试方法通过使用压力器,将直径为11.28毫米的钢珠压入木材,直至钢珠深度达到其高度的一半,此时所施加的载荷即为木材的硬度值。值得注意的是,詹氏硬度的单位采用“磅”来表示。
常见木材硬度一览表
在木材行业中,了解不同木材的硬度是非常重要的。下面是一张常见木材的硬度表,帮助您快速了解各种木材的硬度情况。请注意,表格中的数据仅供参考,实际硬度可能因木材来源和处理方式的不同而有所差异。
硬度高的木材,其材质更为稳定,适合透雕工艺,所制成的家具不仅美观而且耐用,流传时间长久。然而,这类木材的价格往往相对较高。相比之下,硬度较低的木材制作的家具价格则更为亲民。
此外,了解不同切面的特性也对木材的应用至关重要。弦切面是与树干垂直角度约45度下锯并刨光得到的切面,它最适宜观察木纹效果和材质结构。横切面则是与树干垂直角度90度下锯并刨光得到的,它能够清晰地展示出木材的生长年轮、材质结构的紧密度、结晶体以及油性等特点。而纵切面,又称径切面,是与树干平行下锯并刨光得到的,它便于观察木纹、材色以及材质的细腻程度。在硬木的加工中,纵切面通常针对芯材进行,以展现其最佳的纹理和材质特征。
在木材的横切面中,我们可以观察到许多由内而外呈辐射状的浅色条纹,它们与年轮保持垂直,时而连续时而间断地穿越多个年轮。这些条纹中,有些从髓心放射而出,被称为髓射线;有些则位于木质部,被称为木射线;另外还有部分位于韧皮部,被称为韧皮射线。木射线在木材的识别过程中扮演着至关重要的角色。
木射线在木材的横切面上,呈现出细线般的辐射状,这恰恰反映了其宽度与长度特征。而在径切面上,木射线则展现为或断或续的丝带状,亦或是片状,从中可以观察到其长度与高度的变化。至于弦切面,木射线则化身为短竖线状或纺锤状,进一步揭示了其高度与宽度的差异。值得一提的是,阔叶树材中的木射线相对发达,含量颇为丰富,它占据了木材总体积的约17%,成为阔叶树材不可或缺的组成部分,同时也是识别阔叶树材的重要特征之一。
木射线的种类
(1)单列木射线在弦切面上仅由1个细胞宽。这种单列木射线在阔叶材中较为罕见,例如杨柳科、七叶树科以及紫檀属的木材中可以观察到。
(2)双列木射线(biseriate ray)在弦切面上的木射线宽度为2个细胞,偶尔也有3个。酸枝木便是典型的双列木射线木材。
(3)多列木射线(multiseriate ray)在弦切面上木射线排列在3列或以上,这是大多数阔叶树材所具备的特征。例如,核桃属和槭木属的木材均属于此类。
(4)聚合木射线(aggregate ray)在多列木射线中夹杂着木纤维或导管,形成特殊的木射线。椤木属和椆木属的木材便具有这种类型的木射线。
(5)栎木射线则是指同时具备单列射线和极宽射线的木射线,且二者有明显区分。青冈属和麻栎属的木材便是典型的栎木射线木材。
此外,木射线在木材中扮演着重要的角色。它由许多薄壁细胞组成,是木材中物理力学性质较为薄弱的部分。在干燥过程中,木材往往容易沿木射线的方向开裂。然而,这些木射线的径切面常常展现出银光般的美丽纹理,为木材增添了独特的魅力。同时,木射线还具有横向输导和贮藏的作用,确保了木材的正常生长与功能发挥。
接下来,我们再来探讨一下木材的纹理。木材纹理是指构成木材的主要细胞按照一定的排列方向形成的图案。不同的排列方向会产生不同的纹理效果,从而描述了树木内部木纤维的方向性。纹理主要分为直纹理、交错纹理、螺旋纹理、波形纹理以及一些不规则纹理。其中,直纹理的纤维与树干长轴平行,呈现出光滑且强度高的特点;而交错纹理则与树干长轴成相反方向旋转生长,其表面易起毛刺且强度较低。这些不同的纹理特征不仅影响着木材的美观度,还对其物理力学性质和加工性能产生重要影响。
波状纹理:这种纹理与树干长轴呈波浪状排列,使得木材表面显得凹凸不平,光滑度不足。同时,由于波状纹理的强度相对较低,加工起来也较为困难。
出材率,这一指标衡量的是出材量与采伐蓄积量之间的比率,是评估森林资源利用效率的关键指标。出材率的高低,直接反映了林木资源的利用状况。具体来说,木材出材率指的是在经过纵切和横切等工艺,取得合格方木后,可用木料占去皮原木体积的百分比。这一比率受到原木大小头直径的差异、弯曲程度以及结疤数量等多个因素的影响。
在木制品企业的生产过程中,出材率是一个至关重要的指标,它不仅关系到企业的经济效益,还对生产效率产生直接影响。特别是在我国森林资源相对匮乏的背景下,提升木材出材率显得尤为重要。同时,不同树种、旋切工艺以及加工设备的差异,都会对木材的出材率产生显著影响。
影响木材出材率的因素有多个方面。首先,原木直径是一个关键因素,直径大的原木往往具有更高的出材率,但原木形状的不规则性也可能导致出材率下降。研究显示,最佳的原木直径范围为18至42cm。其次,锯条的厚度和磨损状况也会对出材率产生影响,锯条过厚会增加锯路宽度,从而增加木材损耗,降低出材率。此外,锯材余量的合理控制也是提高出材率的重要环节。在锯解过程中,应合理留取余量,尽量将其控制在最小范围内。同时,员工的操作水平也不容忽视,从下锯方案的设计到锯口位置的选择,都需要员工具备扎实的专业素养。然而,随着工厂机械化程度的提高,员工操作的失误已大大减少。最后,锯解设备的状态也是影响出材率的重要因素,设备应定期更新检查,保持精良状态,以确保锯解时的准确性。