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邹孝廉 徐守春 董瑾:木材-木材的优缺点 230220

2023-02-18

木材的优缺点

文/ 邹孝廉 徐守春 董瑾

图文处理/ 梁锐祥(星海音乐学院)等

来源/ 中国轻工业出版社

 

百花齐放、百家争鸣是学术的基本态度。作为学术平台,霸拓推送(并不代表认同)能引发思索的文章。

 

 

木材是一种天然生长的有机体,木材与金属及其他材料相比较有优点和缺点。如何发挥木材的优点和它的潜在利用价值,以及如何克服其缺点,也是合理和充分利用木材的一个重要方面。木材是制作钢琴的优良材料,主要因为木材具有特殊的优良性能。

 

    (一)木材的优点

    1.容易加工

木材可以任意锯、刨、铣、钻等,做成各式各样的零部件,例如钢琴外壳和击弦机零件。而金属和其他材料是无法比拟的。同时可蒸、煮后进行弯曲、压缩加工,还可以用各种形式的榫结合,例如钢琴背架采用木榫结合,一般可以使用钉子、螺丝钉、各种金属或塑料连接器,以及胶粘剂就可以结合装配。至于小材大用,劣材优用的办法很多,包括胶拼、胶合层积、指形接合或斜接等。

 

    2.木材质轻而强度高

木材的某些强度与重量的比值较诸一般金属的比值高。例如,红松木材顺纹理的抗拉强度与气干材密度的比值,近似等于钢材抗拉强度与相对密度的比值(红松比值为2×103、而钢材比值为2.56×103)。

 

    3.气干材是良好的热绝缘和电绝缘材料

如鱼鳞云杉的导热性能比砖瓦、混凝土板、玻璃等材料小好几倍。利用木材的电绝缘性,可以在加工中使用高频胶合工艺等新技术。

 

    4.木材有吸收能量的作用,缓和冲击

例如火车在木枕铺的铁轨上运行比在水泥枕铺的轨道上运行乘客感到比较舒服。

 

    5.木材是弹性—塑性体

在损坏时往往有一定的预兆,也就是有一定的信号,使用时给人以一定安全感。

 

    6.木材美观自然

    木材具有天然的美丽花纹、光泽和颜色,能起到特殊的装饰作用,无论在质感与美感都别具一格,广受人们喜爱。

此外,木材还具有优良的共振性能,是制造乐器的良好材料。木材系再生资源,只要合理采伐,有计划地栽培,木材将会永久造福于人类。

 

    (二)木材的主要缺点

    l. 湿胀干缩

  —木材具有吸湿性,木材的尺寸会随其含水率的变化而不稳定。木材的胀缩是各向异性的,干缩率或湿胀率随着木材纹理方向不同而不同,因此木材的几何形状也是不稳定的。由于径向、弦向干缩率与湿胀率不同,因此,木材的尺寸和形状都会改变,从而导致木材发生开裂、翘曲等弊病。

 

    2.木材具有变异性

    (1)不同树种的木材,其性质差异很悬殊。例如,蚬木的密度1.128g/cm3,泡桐密度0.278g/cm3,而轻木的密度0.186g/cm3,然而这在利用上并不成为大问题。只要了解该树种的特性可以规定某用途的适宜的树种。蚬木可作为制作提琴弓子代替进口苏木。泡桐是制作民族乐器音板的良材。

(2)同一树种的木材也有相当大的变异性,例如年轮宽度、晚材率、密度等。这就引起了许多麻烦,除了特殊情况外,同一树种的木材变异性一般可以忽略不计,但决不可不加考虑。也就是说同一树种木材,也会因产地、生长条件和树干中的部位的不同而有差异。

 

    3.木材容易腐朽、变色和虫蛀

    当木材的含水率低于18%,一般木腐菌是不能寄生于木材的,如果将木材浸没于水中,由于缺乏空气真菌也难以生存。只有空气占木材空隙体积的20%以上时,真菌才能生存。

所以木材经过于燥后,如果不再潮湿,往往就不会发生腐朽或虫蛀。一般室外用木材可进行防腐处理。

 

    4.木材有许多不可避免的天然缺陷

例如节子、斜纹、油眼等,这就使木材的利用问题复杂化了。例如木材强度指标测定(按无瑕疵小试件)天然缺陷存在会降低木材强度。

 

5.木材易燃烧

    木材的缺点虽然不少,但随着科学技术的发展,可以减少或消除木材的缺点。具体措施:

    (1)用适当的森林抚育措施,可以减少木材的天然缺陷。

    (2)人工干燥技术可以使干燥缺陷减少到最低限度。

    (3)木材保管技术可以防止菌类、虫害的侵蚀,延长木材的使用年限。

    (4)木材加工技术可以克服木材的异向性,使木材强度趋于一致。