熱處理技術在現代林業中的應用

彭志杰

摘要：詳細闡述了利用熱處理技術在應用到木材中的原理和方法，初步探索了熱處理技術在速生材的應用領域，分析了熱處理技術在速生材的應用意義，系統地總結了熱處理技術在未來林業加工使用中的前景。為大面積種植速生林，大力發展現代林業奠定了堅實的基礎。

關鍵詞：熱處理技術;現代林業;速生材;尺寸穩定性

1熱處理技術概述

熱處理（high-temperature treatment）是指材料在固態下，通過加熱、保溫和冷卻的手段，以獲得預期組織和性能的一種金屬熱加工工藝。在從石器時代進展到銅器時代和鐵器時代的過程中，熱處理的作用逐漸為人們所認識。早在公元前770～222年，中國人在生產實踐中就已發現，鋼鐵的性能會因溫度和加壓變形的影響而變化。白口鑄鐵的柔化處理就是制造農具的重要工藝。

一般來講，熱處理技術的用途主要在以下3個方面：①改變零件或者毛坯的內部組織，而不改變其形狀和尺寸;②可以提高硬度、強度，使經過熱處理的材料提高使用壽命;③可以降低硬度、強度，使材料易于加工。

2熱處理技術在林業中的應用

熱處理技術現代應用到林業方面，被稱為木材熱處理（wood high-temperature treatment），與應用到金屬等方面要求的溫度不同，因木材的特殊性，一般是在保護性氣體環境中，在160～250°C溫度下，對木材進行短期熱解處理是一種環保型木材物理保護技術，熱處理后有以下非曲直個方面的優點：一是熱處理能夠提高木材的尺寸穩定性，除去或緩釋木材內應力;二是熱處理提高木材防腐性能;三是提高木材的疏水性;四是改變木材的顏色。社會發展的需求，對木材產生了極大地需求，因而引起了對林業提高了要求。一般來講，木材熱處理技術在林業的用途主要在以下3個方面：

2.1改善速生材尺寸穩定性

木材熱處理較突出地改良效果是提高處理材的尺寸穩定性，一定溫度范圍內的加熱可起到消除木材內部生長應力的作用，減少由此引起的變形，從而顯著改善尺寸穩定性。因速生材生長周期較短，木材材質相對疏松，尺寸穩定性較差，利用木材熱處理除去或緩釋木材內應力，使得半纖維素特別是多糖醛苷發生化學變化后，變成弱吸濕性單體;此外，纖維素分子鏈內羥基相互結合而構成氫鍵，可提高速生材的尺寸穩定性。

2.2提高木材防腐性能

速生材耐腐性相對較差，基本原理是將木材的有效營養成分炭化，通過切斷腐朽菌生存的營養鏈來達到防腐的目的。熱處理過程中，木材組分發生了改變，切斷了菌類生存所需的營養物質來源;同時，含水率的降低抑制了菌類生長，使耐腐性得以提高。

2.3改善林業中對木材供不應求的現狀

由于一般林木生長周期較長，成材較晚，隨著社會的發展，人們對于生活品質要求越來越高，因此在使用家具鋪設地板時也越來越考究，木地板和實木家具是一種環保優質的選擇。速生材生長較快但難以達到所需林木要求，因此對速生材進行熱處理改性，不僅提高了木材性能，也解決了目前木材供不應求的局面，改善了現代林業面臨的林木難題，為進一步發展經濟打下了堅實的基礎。

隨著研究的不斷深入，技術的不斷革新。熱處理工藝不能僅僅拘泥于鋸材和原木作為對象，也要考慮嘗試推廣到各種飾面板和人造板產品上應用，如將熱處理薄木應用到復合人造板的表層和在人造板表層上，或者碳化人造板表面，增加其表面疏水的效果。

3木材熱處理技術發展的意義

一是木材熱處理作為一種改善木材性能的手段已經有較長的歷史了，木材進行熱處理后木材的吸濕性降低，尺寸穩定性改善;抗各種生物降解能力提高。在歐洲已有比較成熟的工藝應用于實際生產。

二是當前森林資源結構發生了變化，大徑級原木的數量已經非常有限，而人工速生豐產林的小徑級、低質原木及撫育間伐材逐漸成為木材加工的主要原料，因此如何針對原料的種類研究相關的熱處理工，使得低質材優用，提高木材使用價值是十分必要的。

三是人類所生存的生態環境越來越惡化，這是由人類對白然的認識不足和物欲膨脹引起的，為了生態環境的可持續發展，不走過去那種先發展后治理的老路，在將熱處理工藝應用于實際生產的同時，就要考慮到對熱處理過程所可能產生的各種對環境有害的廢液、廢氣等污染物處理。是加大對熱處理技術研究的一項重大任務。同時，有必要對木材進行熱處理的同時輔以其他的木材改性方法（如染色等）進行研究，實現多種木材改性方法在一個工藝中完成。對于未來林業的發展有著重大的意義。

4木材熱處理技術在林業發展中的前景

木材熱處理的研究已有數十年的歷史，其在速生材的工業化生產及推廣應用雖已取得成效，但在研究過程中還存在諸多問題，熱處理設備要求有待提高，同時存在耗能大、生產周期長的諸多不足，但能夠有效地解決我國木材緊缺的問題。將為林業技術創新帶來方向，為廣大消費者對于木材的需求提供有力支撐，具體體現在以下4個方面：一是現代經濟發展逐漸提高，對木材需求逐漸增加，木材改性是現代林業發展所急需的;二是現代林業發展中，速生材是木材市場上的重要組成部分。提高生長較快的速生材改性研究是林業發展的一個大方向;三是提高生長較快的速生材改性研究是林業發展的一個大方向;四是熱處理技術是一種環境友好型改性方法，是林業技術創新發展的必經之路。