나무의 성질

목재는 건축, 가구, 바닥재 및 기타 품목에 사용되는 두 번째로 많이 사용되는 재료입니다. 석재가 여전히 건물 건설에서 최고를 차지하지만 최근에는 목재가 엄청난 성장을 경험했습니다. 다음은 목재와 다양한 기계적, 화학적, 물리적 특성에 대한 몇 가지 흥미로운 사실입니다.

색상, 광택, 질감, 매크로 구조, 냄새, 수분, 수축, 내부 장력, 팽창, 균열, 뒤틀림, 밀도 및 소리-전기-열전도율은 목재의 기본적인 물리적 특성 중 일부입니다. 나무의 외관은 색상, 광택, 질감 및 거시구조에 의해 영향을 받습니다.

다양한 종류의 목재는 흰색(아스펜, 가문비나무)에서 검은색(에보니)에 이르기까지 다양한 색상으로 제공됩니다. 목재는 세포강의 탄닌, 수지 및 안료에서 색상을 얻습니다. 음, 이 기사에서는 물리적, 화학적, 기계적 특성 등을 포함한 목재의 모든 특성에 대해 논의할 것입니다.

나무의 속성

다음은 목재의 주요 특성입니다.

• 기계적 특성
• 열적 특성
• 전기 속성
• 음향 속성
• 감각적 특성
• 밀도 및 비중
• 저하
• 흡습성
• 수축 및 부기

• 감각적 특성

나무의 색, 광택, 냄새, 향미, 질감, 결, 모양, 무게 및 경도는 감각적 속성의 예입니다. 식별 또는 기타 용도를 위해 이러한 추가 거시적 특징은 나무 조각을 설명하는 데 유용합니다. 대부분의 숲이 흰색과 갈색 톤이지만 다양한 색상의 숲이 있습니다. 다른 색상에는 노란색, 녹색, 빨간색 및 거의 순수한 흰색이 있습니다. 심재, 변재, 얼리우드, 레이트우드, 레이, 레진 운하의 색상 차이에 따라 한 장의 나무에서 차이가 보일 수 있습니다. 표백이나 염색, 환경에 장기간 노출되면 자연 색상이 변할 수 있습니다. 검은 메뚜기, 꿀 메뚜기 및 소수의 열대 종은 훌륭한 숲의 몇 가지 예일 뿐입니다.

가문비나무, 물푸레나무, 참나무, 포플러와 같은 일부 종은 방사형 표면에서 특히 눈에 띄는 자연스러운 광택이 있습니다. 나무에서 발견되는 휘발성 화합물로 인해 냄새와 맛이 발생합니다. 그것들은 표현하기 어렵지만 때때로 유용한 구별 특성입니다. "질감"이라는 용어는 일반적으로 가로로 나타나는 목재 표면이 얼마나 균일하게 나타나는지를 나타냅니다. 거칠고, 가늘거나, 심지어 질감이나 곡물과 마찬가지로 곡물은 질감과 종종 같은 의미로 사용됩니다. 또한 직선, 나선형 또는 물결 모양과 같은 나무 부분의 방향을 설명하는 데 사용할 수도 있습니다. 때로는 참나무의 은알과 같이 도형 대신에 나뭇결을 사용하기도 한다. 그림은 목재 표면의 유기적 패턴 또는 디자인을 나타냅니다(보통 방사형 또는 접선형).

무게와 경도는 기술적 의미보다는 진단적 감각 속성으로 간주됩니다. 무게는 단순히 손을 들어 결정하고 경도는 썸네일로 누르는 것으로 결정됩니다. 열대 지방에서 발견할 수 있는 더 가볍고 무거운 목재가 있으며 발사와 목련의 경우 각각 80~1,300kg/m3(5~80파운드) 범위의 무게를 가집니다. 일반적인 온대 기후의 목재는 일반적으로 공기 건조 조건에서 약 300~900kg/세제곱미터(세제곱피트당 약 20~55파운드)입니다.

밀도 및 비중

비중은 목재의 무게 또는 질량 대 물의 비율이고 밀도는 목재의 단위 부피의 무게 또는 질량입니다. 1cc의 물은 1g의 무게를 가지므로 더글러스 전나무의 평균 밀도와 비중은 미터법 측정 시스템에서 각각 0.45g/cc입니다. (입방 센티미터당 1그램 또는 입방 피트당 대략 62.4파운드는 단위 부피당 중량으로 표시됩니다.) 목재는 흡습성이므로 수분의 양은 무게와 부피 모두에 상당한 영향을 미치므로 밀도를 결정하는 것이 다른 목재보다 더 어렵습니다. 재료. 무게와 부피는 유사한 결과를 생성하기 위해 미리 결정된 수분 값에서 계산됩니다.

무게와 부피는 유사한 결과를 생성하기 위해 미리 결정된 수분 값에서 계산됩니다. 오븐 건조 중량(수분 함량이 거의 없음)과 오븐 건조 또는 녹색 부피가 표준입니다(녹색은 섬유 포화점 이상의 수분 함량을 나타내며 평균 약 30%). 공기 건조 중량 및 부피 또는 녹색 목재의 중량 및 부피를 기반으로 하는 것과 같은 밀도의 다른 표현은 덜 정확하지만 목재 운송과 같은 특정 실용적인 용도가 있습니다.

흡습성

나무는 물과 접촉하면 액체나 공기 중의 증기로 물을 흡수할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 물은 목재가 흡수할 수 있는 가장 중요한 액체 또는 기체입니다. 목재는 살아있는 나무의 구성 요소이든 재료이든 간에 흡습성으로 인해 항상 수분을 포함합니다. (여기서 물과 수분이라는 용어는 같은 의미로 사용됩니다.) 수분은 목재의 측면에 영향을 미치지만 세포벽에서 발견되는 수분만이 중요하다는 점을 강조해야 합니다. 세포 공동에서 발견되는 수분은 무게를 추가하는 것 이상의 역할을 합니다.

수축 및 부기

목재의 수분 수준이 섬유 포화점 이하로 변하면 치수 변화가 발생합니다. 수축과 팽창은 각각 수분 증가 및 손실에 의해 발생합니다. 이러한 치수 변화는 이방성이므로 축 방향, 반경 방향 및 접선 방향이 다릅니다. 약 0.4%, 4% 및 8%가 각각 평균 ​​수축 값입니다. 부피 손실은 약 12%이지만 종 간에는 상당한 차이가 있습니다. 이 숫자는 녹색 치수의 백분율로 제공되며 녹색에서 오븐 건조 상태로의 변환에 해당합니다. 세포벽 구조는 주로 다양한 발달 방향에서 차등적인 수축과 팽창을 담당합니다.

2차 세포벽 층에 있는 미세 원섬유의 방향은 축 방향과 두 개의 측면(방사형 및 접선 방향) 방향 사이의 변화를 설명하는 데 사용할 수 있지만 이러한 불일치가 반경 방향과 접선 방향으로 존재하는 이유는 불분명합니다.

저하

박테리아, 곰팡이, 곤충, 해양 천공충, 환경적, 기계적, 화학적, 열적 변수는 모두 목재 파괴에 기여합니다. 나무의 모양, 구조 또는 화학적 구성은 분해로 인해 변경될 수 있으며 이는 살아있는 나무, 통나무 또는 제품에 영향을 줄 수 있습니다. 이러한 변화는 경미한 변색에서부터 나무를 완전히 무가치하게 만드는 돌이킬 수 없는 변형에 이르기까지 다양합니다. 예를 들어, 고대 이집트 파라오의 무덤에서 완벽한 상태로 발견된 가구 및 기타 목재 공예품에서 알 수 있듯이 목재는 수백 또는 수천 년 동안 지속될 수 있습니다(이집트 예술 참조). 외부 요소의 영향을 받아야만 목재가 열화되거나 파괴됩니다.

기계적 특성

목재의 기계적 또는 강도 속성은 크기와 모양을 잠재적으로 변경할 수 있는 외부 힘을 견딜 수 있는 능력의 표시입니다. 이러한 힘의 양과 적용 방법, 목재의 밀도 및 수분 함량은 이러한 힘에 대한 저항에 영향을 줍니다. 축 방향 또는 결에 평행한 목재의 강도 특성은 결을 가로지르는 것(가로 방향)과 눈에 띄게 다릅니다.

인장 및 압축(축 방향 및 가로 방향으로 측정), 전단, 벽개, 경도, 정적 굽힘 및 충격에서 목재의 강도는 기계적 특성(충격 굽힘 및 인성)의 일부입니다. 각 테스트는 인성, 파열 계수 및 탄성 계수(강성 측정)를 포함한 기타 강도 기준뿐만 아니라 하중 영역 단위당 응력(탄성 한계 및 최대 하중에서)을 결정합니다. 단면적이 2 x 2cm 또는 2 x 2인치인 작고 투명한 표본이 일반적으로 테스트에 사용됩니다.

열 속성

나무는 온도의 변화에 ​​따라 팽창하고 수축하지만 수분 함량의 변화로 인한 수축 및 팽창은 훨씬 더 중요한 치수 변화입니다. 이러한 온도 관련 팽창 및 수축은 일반적으로 중요하지 않으며 실질적인 결과가 없습니다. 표면 검사는 0°C(32°F) 미만의 온도에서만 수행할 수 있습니다. 외부 및 내부 층의 불균일한 수축으로 인해 살아있는 나무에 서리 균열이 발생할 수 있습니다.

나무는 금속, 대리석, 유리, 콘크리트와 같은 재료에 비해 열전도율이 낮습니다(높은 단열 능력). 가볍고 건조한 목재는 축 방향에서 열전도율이 가장 높고 밀도와 수분 함량이 증가함에 따라 증가하기 때문에 우수한 단열재입니다.

전기 속성

전기 절연체는 오븐 건조 목재에서 찾을 수 있습니다. 그러나 수분 함량이 증가하면 전기 전도도도 함께 증가하여 포화된 목재(수분 함량이 가장 높은 목재)가 물처럼 거동하게 됩니다. 수분 함량이 0에서 섬유가 포화되는 지점까지 증가함에 따라 전기 저항이 얼마나 급격하게 떨어지는지 주목됩니다. 전기 저항은 이 범위에서 10억 배 이상 떨어지지만 섬유 포화 지점에서 가장 높은 수분 함량까지 약 50배 정도만 떨어집니다. 목재의 전기 저항은 대부분 종 및 밀도와 같은 다른 매개변수의 영향을 받지 않습니다. 종에 따른 변화는 추출물의 화학적 성질과 관련이 있습니다. 축방향 저항은 대략 횡방향 저항의 절반입니다.

유전체 또는 불량 도체, 목재의 특성도 중요합니다. 유전율과 역률은 목재의 수분 함량 측정, 전류로 목재 건조(이론적 가능성, 현재 현실은 아님), 목재 접착을 위한 전기 계량기(용량 및 무선 주파수 전력 손실 유형)를 만드는 데 실질적인 역할을 합니다. 고주파 전류로. 기계적 응력이 가해질 때 발생하는 전기 분극(조각의 반대쪽에 반대 전하가 나타나는 현상)으로 인해 목재에 압전 효과가 나타납니다. 반대로 나무는 전기장에 노출되면 기계적 변형이 발생합니다(크기 변화).

음향 속성

나무는 (직접 타격에 의해) 소리를 생성하고 다른 물체에서 오는 음파를 확대하거나 편향시킬 수 있습니다. 이러한 요인 때문에 악기 및 기타 음향 응용 분야에 사용되는 특수 소재입니다. 목재의 크기, 밀도, 수분 함량 및 탄성 계수는 ​​모두 진동 주파수에 영향을 미치며, 이는 차례로 생성되는 소리의 피치에도 영향을 미칩니다. 밀도와 탄성이 높을수록 수분 함량이 줄어들고 크기가 작아지면 모두 고음에 기여합니다.

이것이 목재의 특성이 나열되고 설명되는 이 기사의 전부입니다. 독서를 통해 많은 것을 얻으셨기를 바랍니다. 그렇다면 다른 사람들과도 공유해 주시기 바랍니다. 읽어주셔서 감사합니다. 다음에 뵙겠습니다!