木工基础知识----木材篇

一、物理特性 

木材是由树木中沿着主干、分支以及树枝方向生长的各种细胞组成的，而这些细胞基本上都是由纤维素构成的，它们通过一种叫木质素的物质粘在一起。 
你可以将一块木头想象成用胶水粘在一起的一束秸杆。这些粘在一起的秸杆很难被拦腰折断，将它们彼此分开相对容易些。这就是为什么木材更容易沿着纹理而不是横向于纹理开裂。 
从一棵树的横截面能看到其不同的生长特征。 

 

最外面的是树皮，其中最靠外的树皮可以保护树林免遭动物和自然环境的破坏和磨损；而靠里的树皮则负责将树叶通过光合作用产生的营养物质运输到一层名为“形成层”的很薄的活细胞中。 
所有树木的生长都发生在形成层。形成层的细胞朝外生长形成新树皮，朝里生长就变成了新木材。每年形成层都会朝里长生一个新的边材外圈，它的主要作用是将水分从树根运送到树的上部。随着细胞不断生长，边材的最里层会渐渐推动运输水分的能力，慢慢变硬成为心材，也就是树干中部颜色较深的部分。而树干的中心部分叫作髓心。 
在大多数气候条件下，树林在春天的生长速度比夏天要快。在同一个年轮内，这一现象具体体现在密度和颜色的变化上。每个年轮靠里面的部分叫作春材，在春天树木生长旺盛时形成，它们的细胞比夏天生长出来的夏材要大，而且颜色也不一样。 

 

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木材的特性之一：水和木材 

由于木材的细胞壁由类海绵物质组成，它们能够迅速吸收水汽。即使是一块“干”的木材，比如餐桌的表面，也会根据屋内的湿度吸收或者释放水分。虽然细胞壁会根据周围的温度收缩或者膨胀，但这种变化只体现在木材的厚度上，对长度没什么影响。这就是为什么随着湿度的增加，桌面会变厚而不会变长。 
木材在尺寸上的变动致使千百年以来木匠们一直面临着一个必须解决的问题：如何以特殊的技术把木材永久地接合在一起？这些技术统称为“接合技术”，在以后我们会提到。 
使木材变干。当那些木材还是活着的树木时，它们含有两种类型的水：自由水和结合水。自由水就是能够通过中空细胞自由流动的水，而结合水是细胞壁吸收的水分。一棵树，其自由水和结合水的总重量能超过木材本身的重量。烘干后用来做家具的木材里面一般没有自由水，结合水含量也只有6%-8%. 
要去除所有的自由水和大部分的结合水，不是简单地把木材放在外面自然晾干就可以了，因为木材在这个过程中会收缩，这种自然的收缩会使木材开裂。 
试想，一段刚伐下来的原木放在地上，水分从树皮和刚暴露出来的端面处不断蒸发。外圈的木材变干后，自然会收缩变小，但是里面的木材还没有怎么失水，依然保持原有的尺寸。结果，外圈的纤维收缩，绷得越来越紧，最终开裂，导致木材产生从外向里的径向裂纹。同理，端面的水分蒸发引起它的收缩，但它内部潮湿的部分不会收缩，并会给靠外的部分一个保持原状的张力。这样下去会怎么样？结果就是，原木的端面裂开以释放这个张力。 

 

一段刚伐下来的原木如果任其自然干燥，产出无裂痕木板的概率就会降低。解决的方法是将刚伐下来的原木锯成厚木板，然后用油漆或者蜡封住木板的端面。厚木板堆放时应该用小木块间隔开，这些垫块能使木板之间的空气自由流通；同时，应避免阳光直射和极度干燥的环境，这个过程叫作风干。一般情况下，1英寸（2.45cm）厚的板子需要风干1年。 
木材公司当然耗不起那么长的时间让木材在仓库里慢慢自然风干，所以他们使用干燥窑快速去除水分。板材用垫块间隔开，分层堆放在干燥窑内。窑内流动着温暖湿润的空气，空气的湿度会逐渐降低，每次调整时空气的湿度都必须保持在比木材的湿度稍微低一点儿的程度。这种逐步降低湿度的干燥方法叫作窑干。如果操作正确的话，这样是不会使木材开裂的。 

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