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木材主要由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和木材抽提物等組成。纖維素在木材細(xì)胞壁中起骨架作用，其化學(xué)性質(zhì)和超分子結(jié)構(gòu)對(duì)木材的強(qiáng)度有重要影響。纖維素中的羥基和水分子也可形成氫鍵，不同部位的羥基之間存在的氫鍵直接影響著木材的吸濕和解吸過程。大量的氫鍵可以提高木材的強(qiáng)度，減少吸濕性，降低化學(xué)反應(yīng)性等，且纖維素的吸濕性直接影響到纖維的尺寸穩(wěn)定性和強(qiáng)度。木材經(jīng)過高溫?zé)崽幚碇螅u基的濃度減少，化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生復(fù)雜的變化，使炭化木的吸濕性降低，尺寸穩(wěn)定性提高，但由于纖維素聚合度的降低，氫鍵被破壞，使得炭化木的力學(xué)強(qiáng)度有所損失。半纖維素是細(xì)胞壁中與纖維素緊密聯(lián)結(jié)的物質(zhì)，起粘結(jié)作用，是基體物質(zhì)，半纖維素吸濕性強(qiáng)、耐熱性差、容易水解，在外界條件作用下易于發(fā)生變化，是木材中吸濕性較高的組分，是使木材產(chǎn)生吸濕膨脹、變形開裂的因素之一。木材經(jīng)熱處理后，多糖的損失主要是半纖維素，因而可降低木材的吸濕性，減少木材的膨脹與收縮，提高了炭化木的尺寸穩(wěn)定性。又因?yàn)榘肜w維素在細(xì)胞壁中與木質(zhì)素一起起粘結(jié)作用，受熱分解后木材的內(nèi)部強(qiáng)度被削弱。不僅削弱木材的韌性，而且也使抗彎強(qiáng)度、硬度和耐磨性降低。木質(zhì)素貫穿著纖維，起強(qiáng)化細(xì)胞壁的硬固作用。木質(zhì)素還是影響木材顏色的產(chǎn)生與變化的主要因素。木材具有不同顏色還與細(xì)胞壁、細(xì)胞腔內(nèi)填充或沉積的多種抽提物有關(guān)。抽提物對(duì)木材強(qiáng)度也有一定的影響，含樹脂和樹膠較多的木材其耐磨性較高。木材經(jīng)過炭化之后，發(fā)色基團(tuán)和助色基團(tuán)發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)變化，抽提物部分被汽化，使得木材顏色發(fā)生改變。

炭化木的炭化工藝分以下3個(gè)流程：

步驟一）升溫，高溫窖干

加溫加熱，窯溫度迅速升高到100°C。

然后，等溫度升到130°C并保持穩(wěn)定的時(shí)候，木材窯干開始，含水量幾乎降到為零。

步驟二）熱處理

一旦窯干開始，窯內(nèi)部的溫度要上升到185°C到215°C之間。根據(jù)炭化木最后的使用用途，這個(gè)溫度要持續(xù)2-3個(gè)小時(shí)不等。

步驟三）冷氣與濕度調(diào)節(jié)

最后的階段是使用水噴淋系統(tǒng)降溫；當(dāng)溫度降到80-90°C，再次開始加濕，使木材含水量達(dá)到4-7%的可用水平。