高溫熱處理對挪威云杉及泡桐木振動性能和化學組分的影響

蔡金澄 雒翠梅 王旭潔 母 軍

（木質材料科學與應用教育部重點實驗室，北京林業大學材料科學與技術學院，北京 100083）

近年來，我國森林覆蓋率和森林質量均有提升，在改善生態環境的同時，也為我國供給了豐富的木材資源[1]。木材作為一種天然各向異性的生物質材料，具有獨特的多層中空解剖結構和化學組成[2]。由于其在外力激勵作用下的優良聲共振特性而被廣泛應用于乒乓球拍底板、樂器音板等高附加值產品的生產制造[3]。木材振動特性的優劣對乒乓球拍底板性能及品質具有重要影響[4]。挪威云杉（Picea abies）結構細膩、紋理均勻、密度適中[5]，是乒乓球純實木底板力材層的優質用材。泡桐（Paulownia tomentosa）木材密度較小，材質疏松而有筋骨，具有良好的共振性[6]，不僅被應用于古箏、古琴等中國古典樂器，還可以作為木芯層與高強度的碳纖維組合成輕質高強的碳纖維底板[7]。日本Butterfly公司的ALC（Arylate carbon）系列底板就是由泡桐木和芳基碳素制作而成。但是木材作為一種強吸濕性的天然各向異性材料，在濕度變化的環境下尺寸穩定性不佳，易變形開裂，且木材內部的水分會大幅增加振動的阻尼損耗，降低振動效率。這些問題也限制了木材在乒乓球底板等高附加值領域的應用。

經過長期自然陳化的木材具備更優的尺寸穩定性和更低的振動阻尼損耗，被視為高檔乒乓球拍底板及樂器音板制造的珍貴原料[8]。但傳統自然陳化周期過于漫長[9]，難以滿足現代化的高效生產。熱處理可在不添加任何化學藥品的同時顯著降低木材的吸濕性，改善木材的剛性及尺寸穩定性[10]，并使材色暗沉，獲得與天然陳化木材相似的外觀及性能[11]。……