Презентация на тему Древесные материалы

Строение древесины.
В растущем дереве различают три основные части:
Корни ( обеспечивает ствол и кору питательными веществами);
Ствол (основная часть растущего дерева , опора кроны и проводник питательных веществ от корней к кроне и наоборот) ;
Крону (ветви с листьями).

Макростроение древесины.
Существует три основных распила (разреза) ствола :
1. поперечный,
2. радиальный
3. тангенциальный.
Определить характер разреза не трудно; поперечный имеет вид концентрических окружностей, радиальный разрез - продольных полос, тангенциальный разрез - извилистых конусообразных линий. Именно так будут выглядеть годичные слои на плоскостях срезов.

Кора состоит из 2-х слоев:
Камбий – состоит из живых клеток , за счет которых идет рост дерева и внутрь и наружу от этого слоя.
Наружный (пробковый) – выполняет защитную функцию.
Внутренний (лубяной) – место отложения и проводник питательных веществ.

Годичные слои образуют основную часть древесины. Годичное кольцо состоит из 2-х частей:
а). Внутренняя часть или ранняя древесина ;
б). Внешняя часть или поздняя древесина ;
В центральной части ствола клетки отмирают , пропитываются смолистыми , дубящими и красящими веществами, в результате чего образуется ЯДРО, темное по окраске , имеющее высокую плотность и прочность, стойкость к загниванию

Расположенные на периферии живые клетки – заболонь – светлым кольцом окружают ядро.
Породы деревьев имеющие и ядро и заболонь называются ядровые ( дуб, сосна, кедр, лиственница, орех ,ясень ).
Породы деревьев не имеющие ядра, а только заболонь называются безъядровые или заболонные :
а). Спелодревесные породы (ель, пихта, бук) ;
б). Собственно заболонные ( клен, береза, липа).

Сердцевина – самая рыхлая часть ствола, поэтому легко разрушается. От сердцевины к периферии идут сердцевинные лучи, по которым расходятся питательные вещества по всей толщине ствола.
Смоляные ходы – тонкие каналы в древесине хвойных пород, заполненные смолой. Они являются особенностью сосны, кедра, лиственницы. Смола ухудшает склеивание и отделку древесины, снижает водопоглащение, но повышает теплотворную способность древесины.

Физические свойства:
Свойства древесины, обнаруживаемые при испытаниях, не приводящих к изменению химического состава, называются физическими.
1. внешний вид древесины;
2. Влажность древесины и свойства, связанные с её изменением;
3. Тепловые свойства;
4. Электрические свойства;
5. Звуковые свойства;
6. Свойства древесины, проявляющиеся под воздействием электромагнитных излучений;

Внешний вид древесины
Он характеризуется следующими свойствами: цветом, блеском, текстурой и макроструктурой.
Под цветом древесины понимают определённое зрительное ощущение, которое зависит, в основном, от спектрального состава отражённого ею светового потока. Цвет - одна из важнейших характеристик внешнего вида древесины. Его учитывают при выборе пород для внутренней отделки помещений, изготовлении мебели, музыкальных инструментов, художественных поделок и т.д.
Окраска древесины зависит от породы, возраста дерева, климата района произрастания. Древесина может изменять цвет при выдержке под влиянием воздуха и света, при поражении грибами, а так же при длительном нахождении под водой. Тем не менее, цвет многих пород настолько характерен, что может служить одним из признаков при их распознавании.
Блеск - это способность древесины направленно отражать световой поток. Наибольшим блеском из отечественных пород отличается древесина дуба, бука, белой акации, бархатного дерева; из иноземных - древесина атласного дерева и махагони (красного дерева).
Текстурой называется рисунок, образующийся на поверхности древесины вследствие перерезания анатомических элементов (годичных слоёв, сердцевинных лучей, сосудов).

Влажность древесины и свойства, связанные с её изменением
Для количественной характеристики содержания воды в древесине используют показатель - влажность. Под влажностью древесины понимают выраженное в процентах отношение массы воды к массе сухой древесины:
W = (m - m0) / m0 * 100,
где m - начальная масса образца древесины, г, а m0 - масса образца абсолютно сухой древесины, г.
Измерение влажности осуществляется прямыми или косвенными методами. Прямые методы основаны на выделении тем или иным способом воды из древесины, например высушиванием. Косвенные методы, основанные на измерении показателей других физических свойств, которые зависят от содержания воды в древесине.

Различают две формы воды, содержащейся в древесине: связанную и свободную. Связанная вода находиться в клеточных стенках, а свободная содержится в полостях клеток и межклеточных пространствах. Связанная вода удерживается в основном физико-химическими связями, изменение её содержания существенно отражается на большинстве свойств древесины. Свободная вода, удерживаемая только механическим связями, удаляется легче, чем связанная вода, и оказывает меньшее влияние на свойства древесины.

На практике по степени влажности различают древесину:
Мокрую, W > 100%, длительное время находившуюся в воде;
Свежесрубленную, W = 50-100%, сохранившую влажность растущего дерева;
Воздушно-сухую, W = 15-20%, выдержанную на открытом воздухе;
Комнатно - сухую, W = 8-12%, долгое время находившуюся в отапливаемом помещении;
Абсолютно-сухую, W = 0, высушенную при температуре t=103±2°C.

Усушка.
Уменьшение линейных размеров и объёма древесины при удалении из неё связанной воды называется усушкой. Удаление свободной воды не вызывает усушки. Чем больше клеточных стенок в единице объёма древесины, тем больше в ней связанной воды и выше усушка.
Усушка древесины не одинакова в разных направлениях: в тангенциальном направлении в 1,5 - 2 раза больше, чем в радиальном.

Влагопоглощение.
Способность древесины вследствие её гигроскопичности поглощать влагу (пары воды) из окружающего воздуха называется влагопоглощением. Влагопоглощение практически не зависит от породы. Способность к поглощению влаги является отрицательным свойством древесины. Сухая древесина, помещённая в очень влажную среду, сильно увлажняется, что ухудшает её физико-механические характеристики, снижает биостойкость и т.д. Чтобы защитить древесину от влияния влажного воздуха, поверхность деревянных деталей и изделий покрывают различными лакокрасочными и плёночными материалами.

Разбухание.
Увеличение линейных размеров и объёма древесины при повышении в ней содержания связанной воды называется разбуханием. Разбухание происходит при выдерживании древесины во влажном воздухе или воде. Так же, как и усушка, наибольшее разбухание древесины наблюдается в тангенциальном направлении поперёк волокон, а наименьшее - вдоль волокон.
Разбухание - отрицательное свойство древесины.

Водопоглощение.
Способность древесины увеличивать свою влажность при непосредственном контакте с капельножидкой водой называется водопоглощением. Максимальная влажность, которой достигает погруженная в воду древесина, складывается из предельного количества связанной воды и наибольшего количества свободной воды. Очевидно, что количество свободной воды зависит от объёма полостей в древесине, поэтому, чем больше плотность древесины. Тем меньше её влажность, характеризующая максимальное водопоглощение.

Плотность .
1. особо тяжелые ( более 0.8) ;
2. тяжелые (0.6-0.8) ;
3. легкие (0.4-0.6) ;
4. особо легкие (менее 0.4) .
Проницаемость характеризует способность древесины пропускать жидкости или газы под давлением.

Тепловые свойства.
К тепловым свойствам относятся теплоёмкость, теплопроводность, температуропроводность и тепловое расширение.
Теплоёмкость. Показателем способности древесины аккумулировать тепло является удельная теплоёмкость С, представляющая собой количество теплоты, необходимое для того чтобы нагреть 1 кг массы древесины на 1 (0) С. Удельная теплоёмкость для всех пород одинакова и для абсолютно сухой древесины составляет (ФОРМУЛА). С увеличением влажности теплоёмкость увеличивается.
Теплопроводность - свойство, характеризующее интенсивность переноса тепла в материале. Коэффициент теплопроводности ( ФОРМУЛА), с увеличением температуры, влажности и плотности увеличивается. Вдоль волокон (СИМВОЛ) в 2 раза больше, чем поперёк.
Температуропроводность характеризует способность древесины выравнивать температуру по объёму.

Электрические свойства.
Электропроводность - способность древесины проводить электрический ток, которая находится в обратной зависимости от электрического сопротивления.
Сухая древесина относится к диэлектрикам. С повышением влажности древесины сопротивление уменьшается. Особенно резкое снижение ( в десятки миллионов раз) сопротивления наблюдается при увеличении содержания связанной воды.
Электрическая прочность - способность древесины противостоять пробою, т.е. снижению сопротивления при больших напряжениях.

Звуковые свойства.
Одно из этих свойств - звукопроводность, показателем которой являются скорость звука. Скорость звука С, м/с, в древесине можно определить по формуле: C = (E / p)½, где Е - динамический модуль упругости, Н/м2; р - плотность древесины, кг/м3.
Другой важный показатель, характеризующий способность древесины отражать и проводить звук, - акустическое сопротивление, Па*с/м: R = p * C.

Свойства древесины, проявляющиеся под воздействием электромагнитных излучений.
Поверхностные зоны древесины могут эффективно прогреваться с помощью невидимых инфракрасных лучей. Значительно глубже - до 10-15 см - проникают в древесину лучи видимого света. По характеру отражения световых лучей можно оценивать наличие видимых пороков древесины. Световое лазерное излучение прожигает древесину и в последнее время успешно используется для выжигания деталей сложной конфигурации.
Ультрафиолетовые лучи проникают гораздо хуже в древесину, но вызывают свечение - люминесценцию, которое может быть использовано для определения качества древесины.
Рентгеновские лучи используются для определения особенностей тонкого строения древесины, выявления скрытых пороков и в других случаях.

Химические свойства.
- отношение древесины к кислотам, щелочам и другим химическим реагентам. Зависят от концентрации, времени воздействия реагента и от породы древесины. Хвойные породы обладают большей химической стойкостью, чем лиственные.