浅谈热处理对木材材性影响的研究现状

摘要：本文总结了国内外多位学者关于热处理改善木材材性的研究现状，简要介绍了木材热处理方法以及经过不同的热处理（碳化）方法后，木材各方面材性的变化，具体有：材色、尺寸稳定性、吸湿性、物理力学强度。

关键词：木材 热处理 材性分析

前言

如今，人民对于生活水平的要求不断提高，对木质产品的需求量不断上升，而随着世界范围内木材资源的日益减少，寻求一种高效利用木材资源的方法已经迫在眉睫。自20世纪60年代以来，我国为解决这一供求问题，开发了大面积的工业人工林，主要以速生丰产的材种为主。然而，速生材在缓解问题的同时，本身也存在着密度低，硬度低，物理力学性能差，尺寸稳定性差等特点，这些特点直接导致了木材加工的困难，影响了产品质量。为此，近年来国内外有越来越多的学者对木材热处理进行了研究，正试图通过热处理的方式改善速生材的材质缺陷，解决质量、加工、供求等方面存在的问题。本文对热处理对材性的影响研究现状作了介绍。

1 木材热处理工艺研究背景

在木材热处理工艺的分类方面，2014年，马灵飞等人^[1]提出三种分类方式：第一，按传热介质不同可分为：水蒸气、惰性气体（氮气）以及生物质燃料等气相介质传热；油传热；烟熏、电磁波等热处理；真空热处理。第二，按热处理工艺条件分：加压和常压两种方式，加工过程可选用开放或密闭的处理系统。第三，按热处理形式分：单一和复合两种，复合即指木材热处理除单独实现对木材进行物理改性外，还可与其他木材处理技术结合应用，对木材进行复合功能性改良。

其实，木材热处理技术由来已久。早在 19 世纪中叶，德国人 Bavendam、Runkel 和 Buro 等人^[2]开始对木材热处理炭化技术进行研究。进入20世纪以来，德国、美国、芬兰、法国和荷兰等国也陆续展开对该技术的研究。 德国及加拿大木材热处理工艺^[3]采用的热处理介质为热油，使木材在处理过程中与氧气充分隔离，且热传递效率高 ；法国^[4] 开发了”Torrefaction”和“Retification”工艺；荷兰于 20 世纪 80 年代研究开发了“Plato”工艺^[5] 。

李延军等^[6]以我国速生杉木木材为试验对象，采用自己研制的小型高温热处理木材试验装置进行了热处理工艺试验，提出了高温热处理杉木工艺；龙超等^[7]在前人研究成果的基础上，根据我国树种的特点，研究了新的处理工艺，获得了良好的效果。

2 热处理木材材性研究现状

2.1热处理对木材材色的影响