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| 編輯推薦： |
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木材真空热处理是先进木材处理技术，干燥时间短，获得颜色理想，但是工艺参数设计复杂， 多依靠经验，工艺重现率低。本书深入探讨木材真空热处理过程中的传热机制，进而对相关工艺参数的设计提供明确指导。
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| 內容簡介： |
全书共分8章，以云南省常见商品材西南桦（Betula alnoides）木材为研究对象，构建了真空热处理过程中西南桦木材传热传质数学模型，系统研究了真空高温热处理过程中木材的传热传质行为;成功获取了真空热处理过程中西南桦木材各化学指标值与热处理温度和时间的二元回归方程，实现了对热处理木材化学成分变化的控制；成功获取了真空热处理过程中西南桦木材各颜色指标值与热处理温度和时间的二元回归方程，实现了对热处理木材颜色变化的控制；揭示了真空高温热处理条件下木材颜色变化机理，为优化高温热处理工艺和提升高温热处理木材品质提供科学指导，具有重要的理论价值和现实意义。
本书兼具理论性、指导性和实践性，可供相关科研单位、企业和高等院校从事木材科学与加工技术的科技工作者、教师及学生参考。
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| 關於作者： |
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杨燕，木材科学与技术工学博士。2004年获得西南林学院木材科学与工程专业学士学位；2007年获得西南林学院木材科学与技术专业硕士学位；2016年获得中国林科院木材科学与技术专业博士学位；2007年-2019年在西南林业大学任教；2019年06月至今在南阳理工学院任教。目前主要的研究方向为历史建筑保护、木材解剖学、木材物理学和木材保护。主要承担历史建筑保护技术、历史建筑修缮设计、木材学、木材解剖学、木材物理学、木材识别与鉴定、木结构建筑材料学、工程木质材料等课程的教学工作。近年来参与出版教材2部，在国内外期刊上共发表学术论文多篇，其中，SCI收录9篇。
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| 目錄：
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第1章绪论1
1.1研究背景1
1.2高温热处理国内外研究现状及评述2
1.2.1高温热处理工艺研究的国内外研究现状2
1.2.2高温热处理木材颜色变化规律的国内外研究现状4
1.2.3高温热处理木材颜色变化研究存在的问题7
1.2.4高温热处理过程中木材颜色控制解决办法的提出7
1.2.5高温热处理过程中木材颜色控制的实施途径10
1.2.6高温热处理木材化学成分与颜色变化二者的相关性11
1.2.7高温热处理过程中木材化学成分变化控制的实施途径13
1.2.8真空高温热处理方法的优点13
1.3研究目标和主要研究内容14
1.3.1关键的科学问题与研究目标14
1.3.2主要研究内容14
1.4研究技术路线16
第2章真空高温热处理过程中木材传热传质数学模型的构建及试验验证18
2.1概述18
2.2真空高温热处理过程中木材传热传质数学模型的构建19
2.2.1假设19
2.2.2数学模型的构建20
2.3试验验证28
2.3.1试验材料28
2.3.2试验设备29
2.3.3热处理工艺30
2.3.4热处理过程中木材内部测温点的设置及温度分布测定方法30
2.3.5热处理过程中木材内部水分分布及密度的测定方法31
2.3.6非稳态法测定木材扩散系数的基本理论32
2.4结果与讨论33
2.4.1木材密度33
2.4.2木材中吸着水扩散系数Dls35
2.4.3木材温度随着时间的演变37
2.4.4木材水分随着时间的演变37
2.4.5传热传质数学模型值与试验值的比较40
2.4.6木材厚度方向若干位置温度和含水率分布45
2.4.7工艺参数对木材温度和含水率变化的影响47
2.5小结56
第3章真空热处理过程中木材化学成分变化规律58
3.1概述58
3.2试验材料与方法58
3.2.1试验材料及热处理工艺58
3.2.2试验方法59
3.3结果与讨论63
3.3.1真空热处理对木材三大素含量的影响63
3.3.2真空热处理对木材抽提物成分含量的影响68
3.4小结70
第4章真空热处理过程中木材化学成分控制数学模型的构建71
4.1概述71
4.2假设条件72
4.3真空高温热处理过程中木材传热传质模型的解72
4.3.1木材高温热处理第一阶段73
4.3.2木材高温热处理第二阶段74
4.4真空高温热处理过程中木材各化学成分差与热处理温度和时间的回归方程75
4.5真空高温热处理过程中木材化学成分控制的试验验证75
4.6结果与分析75
4.7小结82
第5章真空高温热处理过程中木材颜色变化规律83
5.1概述83
5.2试验材料与方法83
5.2.1试验材料83
5.2.2表色系统83
5.2.3热处理前后木材颜色测定85
5.3结果与分析85
5.3.1不同热处理工艺对西南桦木材宏观颜色的影响85
5.3.2真空高温热处理对西南桦木材各颜色指标的影响88
5.3.3各颜色指标关于热处理温度和时间的回归关系94
5.4小结98
第6章真空热处理过程中木材颜色控制数学模型的构建99
6.1概述99
6.2假设100
6.3真空高温热处理过程中木材传热传质模型的解100
6.4真空高温热处理过程中木材各化学成分差与热处理温度和时间的回归方程100
6.5真空高温热处理过程中木材颜色控制的试验验证101
6.6结果与分析101
6.7小结106
第7章真空热处理木材颜色变化机理107
7.1概述107
7.2试验材料与方法107
7.2.1试验材料107
7.2.2试验方法108
7.3结果与讨论109
7.3.1木材化学成分变化与木材颜色变化的关系109
7.3.2冷水、热水及苯-醇抽提物的显色反应119
7.3.3热处理前后木材UV分析121
7.3.4热处理前后木材FTIR分析124
7.3.5热处理前后木材的XPS分析127
7.4小结136
第8章结论与展望138
8.1结论138
8.2创新点140
8.3展望141
附录142
参考文献145
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| 內容試閱：
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高温热处理过程中木材颜色会发生一定的变化，从浅色逐步变为浅褐色、深褐色甚至黑色，这一处理手段为美化木材表面颜色提出了一种新的思路。然而，如何控制高温热处理材颜色变化是国内外学者所面临的一大难题。因此，系统研究高温热处理过程中木材的传热传质行为，揭示木材化学成分和颜色变化规律，进而实现对木材颜色的控制，为优化高温热处理工艺和提升高温热处理木材品质提供科学指导，具有重要的理论价值和现实意义。
本书以云南省常见商品材西南桦（Betula alnoides）木材为研究对象，构建了真空热处理过程中西南桦木材传热传质数学模型；在不同的热处理温度（160～200℃）、不同的热处理时间（0～4h）、绝对压力为0.02MPa的工艺条件下，获取了真空热处理过程中西南桦木材综纤维素含量差（Ho）、纤维素含量差（Ce）、半纤维素含量差（He）和木质素含量差（Li）等与热处理温度（t）和时间（）的二元回归方程；将传热传质数学模型和化学成分变化二元回归方程联合，实现了对热处理木材化学成分变化的控制；获取了真空热处理过程中西南桦木材明度差（L*）、总体色差（E*）以及色饱和度差（C*）等与t和的二元回归方程；将传热传质数学模型和颜色变化二元回归方程联合，实现了对热处理木材颜色变化的控制；在此基础上，进一步分析了木材颜色变化与各化学成分变化的关系，并采用紫外光谱（UV）、红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）等先进仪器揭示了真空高温热处理条件下木材颜色的变化机理。
本书的主要结论如下：
① 构建了真空高温热处理过程中西南桦木材传热传质的数学模型，比较了数学模型值和试验值计算的木材温度和含水率，模型值和试验值之间的决定系数（R2）在0.98以上，且回归关系均为极显著。该数学模型没有考虑自由水的迁移，仅适用于初始含水率在纤维饱和点（FSP）以下的木材。
② 系统分析了热处理温度、初始含水率、厚度、辐射换热系数（hR）、换质系数（hm）等对真空高温热处理过程中西南桦木材传热传质数学模型的影响规律。热处理温度越高，木材升温速度越快，含水率降得越快。初始含水率对含水分材的温度影响较小，但绝干材的温度上升较含水分材温度的上升要明显快得多，初始含水率越高，含水率降得越慢。木材厚度越薄，木材升温速度越快，含水率降得越快。hR和hm对木材温度的上升影响均不明显，但对含水率的降低均有较大的影响，hR和hm越大，木材含水率降得越快。
③ 随着处理温度升高和处理时间延长，西南桦木材的综纤维素、纤维素、半纤维素、冷水和热水抽提物含量降低，而木质素和苯-醇抽提物含量则增加。建立的Ho、Ce、He和Li与t和的二元回归方程的R2均高于0.86，且回归关系均为极显著。
④ 通过联合求解传热传质数学模型和化学成分变化回归方程，获得了木材化学成分变化控制模型，并将模型与试验值的吻合效果进行了对比，木材Ho、Ce、He和Li与试验值的吻合效果均较好，模型值和试验值之间的R2在0.97以上，其中，Ho和Li的回归关系均为极显著，Ce和He的回归关系均为显著。
⑤ 随着处理温度升高和处理时间延长，西南桦木材的明度（L*）降低，红绿轴色品指数（a*）变化规律不明显，黄蓝轴色品指数（b*）先降低而后增加，L*减小，E*增加，C*呈现出增大趋势，色相差（H*）和光泽度（A*g）变化规律不明显。建立的西南桦热处理材L*、L*、E*、C*分别关于t和的二元回归方程的R2均高于0.78，且回归关系均为极显著。
⑥ 通过联合求解传热传质数学模型和颜色变化回归方程，获得了木材颜色变化控制模型，并将模型与试验值的吻合效果进行了对比，木材L*、E*和C*与试验值的吻合效果均较好，模型值和试验值之间的R2在0.93以上，且回归关系均为极显著。
⑦ 建立了木材颜色变化指标和化学成分变化指标的回归方程，试验得到的西南桦热处理材L*、E*、C*与Ho、Ce、He和Li的回归方程的R2均在0.88以上，且回归关系均为极显著。
⑧ 抽提物的显色反应、UV、FTIR、XPS分析均表明在热处理过程中半纤维素含量降低以及木质素相对含量增加，半纤维素含量的降低说明有一些诸如糠醛、甲基糠醛的芳香结构的有颜色物质形成，从而使得木材颜色加深。
本书得到美国北德克萨斯大学蔡力平教授、西南林业大学邱坚教授和陈太安教授、南京林业大学詹天翼副教授、中国林业科学研究院江京辉和蒋佳荔副研究员的指导，在此表示特别感谢！
本书承蒙国家十二五科技支撑计划林木深加工关键技术研究与示范项目家装材与室外材增值制造技术研究与示范（2012BAD24B02）课题的资助，特此感谢！
杨燕
2020年1月
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