木材细胞壁力学性能表征技术及应用

前言

第一章 木材细胞壁结构和力学表征

第一节 细胞壁形成

一、形成层细胞分裂

二、新生木质部细胞的体积增大

三、新生木质部细胞的壁层加厚

第二节 细胞壁结构

一、初生壁

二、次生壁

第三节 细胞壁的化学组成

一、纤维素

二、半纤维素

三、木质素

第四节 细胞壁的力学表征

一、力学表征的科学意义

二、现有的研究手段和基础

三、试验材料的采集和试样制备

第五节 重点研究的科学问题

一、急需研究的科学问题

二、取得的研究进展

第二章 木材细胞壁力学性能测试技术

第一节 纳米压痕技术

一、纳米压痕测试原理

二、测试仪器

三、样品制备与安装

四、测试与数据分析

五、应用实例

第二节 单根纤维拉伸技术

一、技术难点

二、国外现有的同类产品

三、设备的研制和开发

四、应用实例：竹木单根纤维力学测试

第三节 零距拉伸技术

一、零距拉伸测试原理

二、实验技术与方法

三、应用实例：人工林杉木管胞零距拉伸强度的测定

第三章 木材细胞壁波谱分析技术

第一节 红外光谱和二维相关红外光谱技术

一、红外光谱和二维相关红外光谱

二、红外光谱技术在木材细胞壁中的应用

三、二维相关红外光谱技术在木材细胞壁中的应用

第二节 拉曼光谱分析技术

一、拉曼光谱分析原理

二、拉曼光谱技术在木材细胞壁中的应用

第三节 x射线衍射技术

一、X射线衍射技术分析原理

二、x射线衍射技术在木材细胞壁力学研究中的应用

第四章 木材细胞壁力学性能的主要影响因子

第一节 化学组分

一、材料与方法

二、光谱分析

三、化学组分对细胞壁纵向拉伸性能的影响

四、化学组分对细胞壁纳米压入力学性能的影响

第二节 微纤丝角对木材力学性能的影响

一、材料与方法

二、微纤丝角对细胞壁力学的影响

第三节 含水率对木材力学性能的影响

一、材料与方法

二、含水率对细胞壁压入力学性能的影响

第五章 木材细胞壁的纵向拉伸蠕变和纵向拉伸机械吸湿蠕变

第一节 木材细胞壁的纵向拉伸蠕变

一、实验方法

二、细胞壁纵向拉伸蠕变计算

三、微纤丝角对纵向拉伸蠕变的影响

四、含水率对纵向拉伸蠕变的影响

五、纵向拉伸蠕变速率分析

六、纵向拉伸蠕变性能的模拟

第二节 木材细胞壁的纵向拉伸机械吸湿蠕变

一、实验方法

二、微纤丝角对纵向拉伸机械吸湿蠕变的影响

三、含水率对纵向拉伸机械吸湿蠕变的影响

第六章 木质化过程木材细胞壁的力学行为

第一节 正常木木质化过程中细胞壁的力学性能

一、材料与方法

二、正常木管胞木质化过程中组织细胞显微结构

三、针叶材管胞木质化过程中细胞壁木质素的分布

四、针叶材管胞木质化过程中的细胞壁力学行为

五、针叶材管胞木质化过程对细胞壁力学性能的影响

第二节 应力木管胞木质化过程中细胞壁的力学性能

一、材料与方法

二、同一木质化过程中应压木管胞的细胞壁力学性能

三、不同季节马尾松应压木管胞木质化过程的细胞壁力学性能

四、马尾松应压木不同年轮细胞壁力学性能

五、马尾松应压木单根管胞拉伸强度性能

第七章 不同处理方法对木材细胞壁力学性能的影响

第一节 热处理对木材细胞壁力学性质的影响

一、材料与方法

二、热处理材力学性质变化及影响因素分析

第二节 酚醛树脂处理对细胞壁力学性能的影响

一、材料与方法

二、力学性质与影响性能分析

第三节 褐腐过程木材细胞壁力学性能的变化

一、材料与方法

二、褐腐材的力学性能变化与原因分析

第八章 基于细胞壁力学模型的针叶材纵向弹性模量预测

第一节 木材细胞壁力学模型

第二节 针叶材纵向弹性模量预测模型的构建

一、参数测定

二、模型求解

三、模型检验

主要参考文献

图版

《木材细胞壁力学性能表征技术及应用》从揭示木材细胞壁基本特征人手，总结了木材细胞壁的研究现状和亟待解决的关键问题，介绍了单根纤维拉伸技术、微薄片零距拉伸技术、纳米压痕技术、光谱分析技术等细胞壁力学的研究手段和方法，并利用该技术在细胞壁尺度上分析了影响细胞壁力学性质的主要因素，探讨了树木生长发育、木材改性的内在机制，最后将细胞壁力学表征技术应用到木材性质的早期预测上，实现了活立木的无损快速预测。
　　《木材细胞壁力学性能表征技术及应用》总结的研究成果，有诸多新理论、新技术、新方法、新手段，具有很高的国际水平和应用价值，非常适合木材科学与技术、林产化工及制浆造纸研究的科研人员和相关专业的高等院校师生阅读，是木材细胞壁领域的重要读物。