热处理技术在现代林业中的应用

彭志杰

摘要：详细阐述了利用热处理技术在应用到木材中的原理和方法，初步探索了热处理技术在速生材的应用领域，分析了热处理技术在速生材的应用意义，系统地总结了热处理技术在未来林业加工使用中的前景。为大面积种植速生林，大力发展现代林业奠定了坚实的基础。

关键词：热处理技术;现代林业;速生材;尺寸稳定性

1热处理技术概述

热处理（high-temperature treatment）是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770～222年，中国人在生产实践中就已发现，钢铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

一般来讲，热处理技术的用途主要在以下3个方面：①改变零件或者毛坯的内部组织，而不改变其形状和尺寸;②可以提高硬度、强度，使经过热处理的材料提高使用寿命;③可以降低硬度、强度，使材料易于加工。

2热处理技术在林业中的应用

热处理技术现代应用到林业方面，被称为木材热处理（wood high-temperature treatment），与应用到金属等方面要求的温度不同，因木材的特殊性，一般是在保护性气体环境中，在160～250°C温度下，对木材进行短期热解处理是一种环保型木材物理保护技术，热处理后有以下非曲直个方面的优点：一是热处理能够提高木材的尺寸稳定性，除去或缓释木材内应力;二是热处理提高木材防腐性能;三是提高木材的疏水性;四是改变木材的颜色。社会发展的需求，对木材产生了极大地需求，因而引起了对林业提高了要求。一般来讲，木材热处理技术在林业的用途主要在以下3个方面：

2.1改善速生材尺寸稳定性

木材热处理较突出地改良效果是提高处理材的尺寸稳定性，一定温度范围内的加热可起到消除木材内部生长应力的作用，减少由此引起的变形，从而显著改善尺寸稳定性。因速生材生长周期较短，木材材质相对疏松，尺寸稳定性较差，利用木材热处理除去或缓释木材内应力，使得半纤维素特别是多糖醛苷发生化学变化后，变成弱吸湿性单体;此外，纤维素分子链内羟基相互结合而构成氢键，可提高速生材的尺寸稳定性。

2.2提高木材防腐性能

速生材耐腐性相对较差，基本原理是将木材的有效营养成分炭化，通过切断腐朽菌生存的营养链来达到防腐的目的。热处理过程中，木材组分发生了改变，切断了菌类生存所需的营养物质来源;同时，含水率的降低抑制了菌类生长，使耐腐性得以提高。

2.3改善林业中对木材供不应求的现状

由于一般林木生长周期较长，成材较晚，随着社会的发展，人们对于生活品质要求越来越高，因此在使用家具铺设地板时也越来越考究，木地板和实木家具是一种环保优质的选择。速生材生长较快但难以达到所需林木要求，因此对速生材进行热处理改性，不仅提高了木材性能，也解决了目前木材供不应求的局面，改善了现代林业面临的林木难题，为进一步发展经济打下了坚实的基础。

随着研究的不断深入，技术的不断革新。热处理工艺不能仅仅拘泥于锯材和原木作为对象，也要考虑尝试推广到各种饰面板和人造板产品上应用，如将热处理薄木应用到复合人造板的表层和在人造板表层上，或者碳化人造板表面，增加其表面疏水的效果。

3木材热处理技术发展的意义

一是木材热处理作为一种改善木材性能的手段已经有较长的历史了，木材进行热处理后木材的吸湿性降低，尺寸稳定性改善;抗各种生物降解能力提高。在欧洲已有比较成熟的工艺应用于实际生产。

二是当前森林资源结构发生了变化，大径级原木的数量已经非常有限，而人工速生丰产林的小径级、低质原木及抚育间伐材逐渐成为木材加工的主要原料，因此如何针对原料的种类研究相关的热处理工，使得低质材优用，提高木材使用价值是十分必要的。

三是人类所生存的生态环境越来越恶化，这是由人类对白然的认识不足和物欲膨胀引起的，为了生态环境的可持续发展，不走过去那种先发展后治理的老路，在将热处理工艺应用于实际生产的同时，就要考虑到对热处理过程所可能产生的各种对环境有害的废液、废气等污染物处理。是加大对热处理技术研究的一项重大任务。同時，有必要对木材进行热处理的同时辅以其他的木材改性方法（如染色等）进行研究，实现多种木材改性方法在一个工艺中完成。对于未来林业的发展有着重大的意义。

4木材热处理技术在林业发展中的前景

木材热处理的研究已有数十年的历史，其在速生材的工业化生产及推广应用虽已取得成效，但在研究过程中还存在诸多问题，热处理设备要求有待提高，同时存在耗能大、生产周期长的诸多不足，但能够有效地解决我国木材紧缺的问题。将为林业技术创新带来方向，为广大消费者对于木材的需求提供有力支撑，具体体现在以下4个方面：一是现代经济发展逐渐提高，对木材需求逐渐增加，木材改性是现代林业发展所急需的;二是现代林业发展中，速生材是木材市场上的重要组成部分。提高生长较快的速生材改性研究是林业发展的一个大方向;三是提高生长较快的速生材改性研究是林业发展的一个大方向;四是热处理技术是一种环境友好型改性方法，是林业技术创新发展的必经之路。