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第一章 木材细胞壁结构和力学表征1

第一节 细胞壁形成1

一、形成层细胞分裂1

二、新生木质部细胞的体积增大2

三、新生木质部细胞的壁层加厚3

第二节 细胞壁结构4

一、初生壁5

二、次生壁6

第三节 细胞壁的化学组成7

一、纤维素7

二、半纤维素9

三、木质素10

第四节 细胞壁的力学表征12

一、力学表征的科学意义12

二、现有的研究手段和基础12

三、试验材料的采集和试样制备15

第五节 重点研究的科学问题15

一、急需研究的科学问题15

二、取得的研究进展17

第二章 木材细胞壁力学性能测试技术20

第一节 纳米压痕技术20

一、纳米压痕测试原理21

二、测试仪器24

三、样品制备与安装24

四、测试与数据分析26

五、应用实例28

第二节 单根纤维拉伸技术32

一、技术难点33

二、国外现有的同类产品34

三、设备的研制和开发35

四、应用实例：竹木单根纤维力学测试36

第三节 零距拉伸技术41

一、零距拉伸测试原理42

二、实验技术与方法44

三、应用实例：人工林杉木管胞零距拉伸强度的测定47

第三章 木材细胞壁波谱分析技术50

第一节 红外光谱和二维相关红外光谱技术51

一、红外光谱和二维相关红外光谱51

二、红外光谱技术在木材细胞壁中的应用54

三、二维相关红外光谱技术在木材细胞壁中的应用59

第二节 拉曼光谱分析技术65

一、拉曼光谱分析原理65

二、拉曼光谱技术在木材细胞壁中的应用68

第三节X射线衍射技术72

一、X射线衍射技术分析原理72

二、X射线衍射技术在木材细胞壁力学研究中的应用72

第四章 木材细胞壁力学性能的主要影响因子76

第一节 化学组分76

一、材料与方法77

二、光谱分析78

三、化学组分对细胞壁纵向拉伸性能的影响80

四、化学组分对细胞壁纳米压入力学性能的影响85

第二节 微纤丝角对木材力学性能的影响87

一、材料与方法88

二、微纤丝角对细胞壁力学的影响89

第三节 含水率对木材力学性能的影响90

一、材料与方法91

二、含水率对细胞壁压入力学性能的影响92

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97

第一节 木材细胞壁的纵向拉伸蠕变97

一、实验方法98

二、细胞壁纵向拉伸蠕变计算99

三、微纤丝角对纵向拉伸蠕变的影响99

四、含水率对纵向拉伸蠕变的影响104

五、纵向拉伸蠕变速率分析107

六、纵向拉伸蠕变性能的模拟108

第二节 木材细胞壁的纵向拉伸机械吸湿蠕变110

一、实验方法110

二、微纤丝角对纵向拉伸机械吸湿蠕变的影响111

三、含水率对纵向拉伸机械吸湿蠕变的影响114

第六章 木质化过程木材细胞壁的力学行为116

第一节 正常木木质化过程中细胞壁的力学性能117

一、材料与方法117

二、正常木管胞木质化过程中组织细胞显微结构119

三、针叶材管胞木质化过程中细胞壁木质素的分布119

四、针叶材管胞木质化过程中的细胞壁力学行为124

五、针叶材管胞木质化过程对细胞壁力学性能的影响127

第二节 应力木管胞木质化过程中细胞壁的力学性能127

一、材料与方法128

二、同一木质化过程中应压木管胞的细胞壁力学性能128

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129

四、马尾松应压木不同年轮细胞壁力学性能130

五、马尾松应压木单根管胞拉伸强度性能131

第七章 不同处理方法对木材细胞壁力学性能的影响132

第一节 热处理对木材细胞壁力学性质的影响132

一、材料与方法133

二、热处理材力学性质变化及影响因素分析135

第二节 酚醛树脂处理对细胞壁力学性能的影响140

一、材料与方法141

二、力学性质与影响性能分析143

第三节 褐腐过程木材细胞壁力学性能的变化149

一、材料与方法149

二、褐腐材的力学性能变化与原因分析151

第八章 基于细胞壁力学模型的针叶材纵向弹性模量预测159

第一节 木材细胞壁力学模型159

第二节 针叶材纵向弹性模量预测模型的构建163

一、参数测定164

二、模型求解165

三、模型检验166

主要参考文献168