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《高等院校研究生教材·木材物理学(高)》主要内容：多年教授木材物理学，偶有一得，很想与别人共享，纵观国内现况，尚未有这方面的专著，因而有动笔的欲望，然而成书之后，却有众多不满意之处。常听一些导演说：电影是门遗憾的艺术，其实许多行当皆如此，十全十美是不可能的，希望在后人，更好的还在后头。
木材是天然高分子材料，木材物理学的研究方法，许多方面都与高分子物理学相同，但是后者的对象是人造高聚物，木材结构复杂，各向异性，非均匀，不同树种，材料迥异，即使是同一树种，生长环境不同，材性亦有差异。这些均为木材物理学的研究带来困难，与高分子物理学相比，木材物理学对实践的指导意义要逊色不少。但笔者坚信，万丈高楼始于基石，随着时间的推移，木材物理学对木材加工业的作用，将日益明显。
木材科学与工程：从微观结构到宏观应用 图书简介 本书旨在全面、深入地探讨木材的物理、力学、化学和生物学特性，并系统阐述这些特性在现代工程、建筑和材料科学中的应用。内容覆盖木材形成、细胞结构、密度、含水率、热力学行为、力学性能、耐久性以及加工处理等多个核心领域，力求为读者构建一个立体、系统的木材科学认知框架。 第一部分：木材的生物学基础与结构 本书伊始，将从生物学角度剖析木材的起源与形成。我们将详细介绍树木的生长过程，包括次生生长如何构建出年轮结构，以及形成层在木材组织构建中的关键作用。随后，重点转向木材的微观结构层面，这是理解其宏观特性的基础。 细胞结构与解剖学： 深入解析木材的细胞组成，包括导管（在阔叶材中）、管胞（在针叶材中）、木薄壁组织和射线细胞。我们将使用清晰的图示和显微图像，区分早材（春材）和晚材（秋材）的结构差异，并解释这些差异如何影响木材的密度和力学性能。 化学成分： 木材并非均质材料，其复杂性源于复杂的化学组成。本书将详述纤维素、半纤维素和木质素这三大主要聚合物的结构、含量和相互作用。此外，还会探讨萃取物（如树脂、单宁酸）在影响木材颜色、气味和耐久性方面的作用。理解这些化学基础，是后续探讨木材改性和防腐处理的前提。 木材的各向异性： 强调木材作为一种天然复合材料，其性能在不同方向上存在显著差异的特性。我们将详细解释径向（Radial）、弦向（Tangential）和纵向（Longitudinal）三个主要方向的定义，并阐明细胞壁的排列如何决定了木材的各向异性力学和热学行为。 第二部分：木材的基本物理特性 物理特性是决定木材工程应用潜力的关键指标。本部分将对木材的密度、含水率及其相关的物理平衡进行详尽的论述。 密度与比重： 密度是衡量木材材料多少和密实度的核心指标。本书将区分绝对密度（纤维素骨架密度）和视密度（包含孔隙）。密度与木材的强度、硬度、导热性和收缩性之间的定量关系将被深入探讨，并提供常用的密度测量方法和校准标准。 水分特性与平衡含水率（EMC）： 水分是影响木材尺寸稳定性和耐久性的最主要因素。我们将系统阐述木材中水分的结合形式（自由水与吸附水），并详细解释如何测定木材的纤维饱和点（FSP）。EMC曲线的绘制和分析，对于预测木材在不同环境条件下的稳定状态至关重要。 尺寸稳定性与收缩/膨胀： 木材的吸湿和失水过程必然伴随着体积变化，即收缩和膨胀。本书将量化不同方向（纵向、径向、弦向）的收缩率差异，并探讨如何通过窑干和恒湿处理来控制尺寸变化，以满足精密工程对稳定性的要求。 第三部分：木材的热学、声学与电学性能 除了基本的力学和水分特性外，木材在能源和电子领域的应用日益受到关注。本部分将拓展至木材的热学、声学和电学性能研究。 热力学行为： 探讨木材作为绝缘材料的机理。我们将分析木材的导热系数与密度、含水率之间的耦合关系，并讨论木材在高温下的热解过程，包括其阻燃特性和热稳定性。这些知识对建筑防火设计和生物质能源的利用至关重要。 声学特性： 木材的细胞结构使其成为一种优良的声学材料。我们将研究木材的声速、声衰减和声阻尼特性，解释其在乐器制造和声学装修中的应用原理。 电学特性： 阐述木材的电导率和介电常数受水分影响的特性，这对于木材的非破坏性评估技术（如电阻抗法）具有实际指导意义。 第四部分：木材的力学性能与结构工程应用 力学性能是木材作为结构材料的核心价值所在。本部分将遵循材料力学的原理，系统分析木材在不同荷载下的响应。 静力学测试与强度指标： 详细介绍抗压、抗拉、抗剪、抗弯强度和弹性模量的测试标准和计算方法。我们将深入探讨木材强度等级的划分依据，并解释不同载荷方向下木材的破坏机制。 疲劳、蠕变与长期性能： 结构木材的使用寿命往往受制于其在长期荷载下的形变（蠕变）和反复荷载下的性能衰减（疲劳）。本书将引入时间-温度等效原理，预测木材在不同环境温湿度下的长期承载能力。 木材的增强与改性： 探讨通过化学改性（如醋化、硅烷化）或物理改性（如热处理、浸渍加压）来提升木材的力学性能、耐腐蚀性和尺寸稳定性，从而拓展其在极端环境下的应用潜力。 第五部分：木材的耐久性与防护 木材作为有机材料，其耐久性是限制其应用广度的主要因素。本书将深入研究导致木材降解的生物和非生物因素，并介绍有效的防护技术。 生物侵蚀机理： 详述腐朽菌（褐腐、白腐、软腐）和蛀虫（白蚁、天牛）对木材细胞壁的分解机制，解释木材的天然抗腐性（心材与边材的差异）的生物学基础。 防腐与防火处理技术： 系统介绍目前工业上广泛应用的浸渍防腐技术，包括铜系、硼酸盐系等化学药剂的作用机理及其对环境和人体的潜在影响。同时，探讨高效的阻燃剂应用和防火结构设计策略。 环境影响与老化： 分析紫外线辐射、水解和氧化作用如何导致木材表面老化和性能下降，并提出户外暴露木材的保护涂层和维护方案。 总结 本书的编写力求理论与实践相结合，不仅为木材科学专业的学生提供坚实的理论基础，也为建筑工程师、结构设计师、材料科学家以及木制品制造商提供一份权威、详尽的参考手册。通过对木材复杂特性的深入剖析，读者将能更科学、更高效地利用这一可再生资源，推动木结构工程和高性能木基材料的创新发展。
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