3173

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Г.Ф.МОРОЗОВА»

Кафедра древесиноведения

Материаловедение

Методические указания для самостоятельной работы студентов,

обучающихся по профессии

29.01.29 Мастер столярного и мебельного производства

Воронеж 2019

УДК 630*81

Киселева А. В Материаловедение [Электронный ресурс]: методические указания для самостоятельной работы студентов, обучающихся по профессии 29.01.29 Мастер столярного и мебельного производства /А. В. Киселева; Мин. по науке и высш. образованию, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж,

2019. – 21 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ

Введение

Предмет «Материаловедение» содержит сведения о свойствах древесины как растительного сырья и материала, применяемого в различных отраслях народного хозяйства, а также о материалах, полученных на основе древесины, таких как клееная древесина и композиционные материалы. В курсе «Материаловедения» изучаются материалы для получения клееной древесины и композиционных материалов, материалы для отделки, а также различные виды фурнитуры для мебельного и столярного производства. Курс содержит сведения о принципах стандартизации лесных товаров и материалов, их номенклатуре и качестве.

1. Группы сведений о древесине и сортиментах из неё

По отдельным группам сведений о древесине и сортиментах из неё цели сводятся к следующему:

1.1При изучении строения древесины:

-строение древесины хвойных пород на макроскопическом уровне;

-строение древесины лиственных пород на макроскопическом уровне;

-отличия в строении хвойных и лиственных пород на микроскопическом уровне.

1.3При изучении физических свойств древесины:

-внешний вид древесины как декоративного и конструкционного материала;

- влажность древесины, формы влаги в древесине, способы их определения, предел насыщения клеточной стенки;

- гигроскопичность древесины, предел гигроскопичности, усушка древесины, разбухание и способы их определения;

-плотность древесины, факторы влияющие на плотность древесины

иидентификация древесных пород по плотности;

-тепловые свойства древесины.

1.4При изучении механических свойств:

-особенности проведения механических испытаний;

-прочность и деформативность древесины при воздействии внешних

сил;

-показатели технологических и эксплуатационных свойств древесины;

-факторы, влияющие на механические свойства древесины.

1.5При изучении пороков древесины, стойкости и защиты

древесины:

-причины возникновения пороков древесины и их влияние на качество материала и полезный выход деловых сортиментов;

-классификация пороков древесины по группам, по подгруппам и разновидностям;

-основные сортообразующие пороки лесных сортиментов и способы их измерения;

-стойкость древесины, способы и средства повышения стойкости древесины.

1.6При изучении материаловедения:

-основные группы лесных товаров и классы лесных сортиментов в зависимости от способа производства;

-общие сведения о стандартизации продукции;

-стандартизация и качество лесных товаров;

-круглые лесоматериалы, их характеристика, технические требования, обмер, учет и контроль качества;

-пилопродукция, её характеристика, технические требования, обмер, учет

иконтроль качества;

-продукция специальных производств, их характеристика, технические требования, обмер, учет и контроль качества.

-строганы , лущеные, колотые лесоматериалы; измельченная древесина;

-Композиционные древесные материалы: клееная древесина, материалы на основе измельченной древесины;

-модифицированная древесина.

1.7При изучении основных видов клеев и лакокрасочных покрытий для мебельного и столярного производства, а также других материалов для облицовки и отделки:

-требования, предъявляемые к клеям;

-виды, состав и основные виды клеев;

-клеи животного происхождения;

-синтетические клеи;

-клеящие пленки и ленты;

-красящие вещества, разбавители, растворители, наполнители, пластификаторы;

-пленкообразующие вещества;

-грунтовки, порозаполнители, шпатлевки и замазки;

-лаки и политуры:

-краски и эмали;

-облицовочные материалы: пленочные и листовые материалы на основе бумаги, облицовочные материалы на основе полимеров.

1.8При изучении основных видов фурнитуры и крепежных изделий для мебельного и столярного производства:

-сведения о металлах, применяемых в деревообработке и при изготовлении изделий и деталей;

-металлические крепежные изделия;

-приборы и изделия для окон, дверей и встроенной мебели;

-мебельная фурнитура;

-стекла и зеркала для мебели;

-вспомогательные материалы;

-стекло и изделия из него;

-изделия и материалы для крепления стекла в переплетах.

2. Общие указания к изучению курса

Исследования фундаментальных свойств древесины необходимы для усовершенствования существующих и создания новых экономических, ресурсосберегающих технологических процессов и древесных материалов. Знание характеристик материалов получаемых на основе древесины способствует совершенствованию товароведческих основ управления качеством продукции. Для производства конкурентный мебельных и столярных изделий необходимы знания о материалах для отделки и продукции, а также об используемой в производстве фурнитурной продукции.

Для успешного изучения настоящего курса студент должен знать химию , физику.

Общий объем курса составляет по учебному плану – 78 часа, из них:

22 ч – на самостоятельное обучение;

Курс изучается путем:

-самостоятельной проработки учебника и учебных пособий согласно программе;

-лекций во время занятий ;

-выполнение практических занятий;

Одновременно с самостоятельным изучением курса студент очной формы обучения выполняет контрольные работу.

3 Указания к отдельным главам курса

3.1 Введение

Древесина - основная продукция лесов, которая находит самое широкое и многообразное использование. Запасы древесины РФ составляют

около 82 млрд. м3, в том числе 64 млрд. м3 – это ценнейшая древесина хвойных пород. Несмотря на значительный ежегодный прирост древесины около 951 млн. м3, необходимо изыскивать возможности комплексного и рационального ее использования, что является частным решением общей проблемы охраны окружающей среды.

Для осуществления поставленной задачи, необходимы, прежде всего, всесторонние знания о строении древесины на микро и макроскопическом уровне, знание ее физических и механических свойств в зависимости от различных лесоводческих и других факторов, знание пороков древесины и причины их появления, а также способов улучшения качества древесины. Необходимо иметь четкое представление о разнообразных и многочисленных лесных сортиментах, товарах, получаемых из древесины и ее отходов материалов. Все эти сведения рассматриваются в дисциплине « Материаловедение».

Изучение курса «Материаловедение» дает студентам знания о свойствах древесины как растительного сырья и материала, применяемого в различных отраслях народного хозяйства, а также представление о принципах стандартизации лесных товаров, их номенклатуре и качестве, о материалах на основе древесины, их характеристиках и сферах использования в деревообработке. Кроме знаний о древесине и материалах изготовленных на ее основе студенты изучают основные видов клеев и лакокрасочных покрытий для мебельного и столярного производства, а также других материалов для облицовки и отделки, их свойства и области применения. В курсе «Материаловедения» студенты знакомятся с основными видами фурнитуры и крепежных изделий для мебельного и столярного производства, изделиями из стекла, применяемыми в мебельном и столярном производстве.

После прохождения курса студенты получают сдают деференцированный зачет. К экзамену допускаются лишь те студенты, которые выполнили контрольные работы.

3.2 Строение дерева, древесины и коры

Древесные растения, их жизнь, рост и развитие. Части растущего дерева: корни, ствол, крона, их относительный объем, функциональное и промышленное значение. Главные разрезы ствола. Части ствола: сердцевина, древесина и кора. Перспективы комплексного использования биомассы дерева.

Макроскопическое строение древесины. Заболонь, ядро, спелая древесина. Годичные слои. Ранняя и поздняя древесина годичных слоев. Сердцевинные лучи. Сосуды. Смоляные ходы. Прожилки (сердцевинные повторения). Различия в макростроении древесины хвойных, лиственных кольцесосудистых и рассеяннососудистых пород. Идентификация породы по макростроению древесины.

Микроскопическое строение древесины. Способы и средства изучения микростроения древесины. Растительные клетки. Ткани древесины. Анатомические элементы древесины. Анатомические элементы древесины хвойных пород: ранние и поздние трахеиды, сердцевинные лучи, смоляные ходы, древесная паренхима. Анатомические элементы древесины лиственных пород: волокна либриформа, сосуды, сосудистые и волокнистые трахеиды, горизонтальная (сердцевинные лучи) вертикальная паренхима. Строение древесины корней. Микроскопическое строение и коры.

Контрольные вопросы

1.Назовите основные части ствола.

2.Какие основные разрезы необходимы для изучения строения и свойств древесины?

3.Назовите элементы макроскопического строения древесины.

4.Дайте характеристику основных макроэлементов хвойных, лиственных кольцесосудистых и рассеянососудистых пород.

5.Назовите виды клеток и тканей в древесине по строению и выполняемым функциям.

6. Что такое поры в клеточной стенке, их виды у хвойных и лиственных пород.

7. Чем отличается микростроение древесины хвойных пород от лиственных? Укажите строение и расположение элементов, выполняющих проводящие, механические и запалающие функции в древесине хвойных и лиственных пород.

8. Назовите особенности микростроения коры.

3.3 Физические свойства древесины и коры

Классификация физических свойств. Свойства, характеризующие внешний вид древесины. Блеск древесины. Текстура древесины. Понятие о декоративной древесине. Показатели макроструктуры: ширина годичных слоев, степень равнослойности, процент поздней древесины, равноплотность и величина структурных неровностей. Способы определения показателей макроструктуры.

Влажность древесины и коры; свойства, связанные с ее изменением. Показатели влажности. Связанная (гигроскопическая) и свободная (капиллярная) влага. Предел насыщения клеточных стенок и предел гигроскопичности. Способы определения влажности: прямые и косвенные. Влажностные состояния древесины. Высыхание древесины. Усушка древесины: показатели и методы их определения. Разбухание древесины: показатели и методы их определения. Водопоглощение древесины.

Плотность древесины. Плотность древесинного вещества. Плотность абсолютно сухой и влажной древесины. Пористость древесины. Способы определения плотности древесины .

Тепловые свойства древесины. Теплоемкость. Теплопроводность. Температуропроводность. Тепловое расширение. Зависимость теплофизических характеристик древесины от ее плотности, влажности, температуры, структурных направлений.

Контрольные вопросы

1.Влияние ширины годичного слоя на качество древесных пород.

2.Связь между плотностью, прочностью и содержанием поздней древесины.

3.Что такое абсолютная и относительная влажность древесины?

4.Достоинства и недостатки прямых и косвенных методов определения влажности.

5.Какие формы влаги различают в древесине?

6.Гигроскопичность древесины, причины гигроскопичности.

7.Различие в понятиях «предел насыщения клеточных стенок» и «предел гигроскопичности».

8.Что такое равновесная влажность и как она определяется на практике? 9.Какой влажности достигает древесина в воздухе определенного

состояния, как ее определить?

10. Какие степени влажности может иметь древесина?

11.Почему древесина увеличивает или уменьшает размеры (усыхает или разбухает)?

12.В каком направлении усушка больше и почему?

13.Что такое полная и основная усушки?

14.В каком направлении разбухание минимальное, почему?

15.Чем определяется влажностная деформация древесины при изменении влажности на 1 %?

16.Почему при высыхании древесина коробится?

17.Плотность древесинного вещества, влияние породы на эту величину.

18.Плотность древесины: факторы, влияющие на плотность древесины.

19.Как изменяется плотность по высоте и радиусу ствола?

20. Назовите тепловые характеристики древесины и зависимость их от плотности и влажности.

3.4 Механические свойства древесины

Общие положения. Классификация механических свойств древесины. Характеристика древесины как объекта механических испытаний.

Особенности механических испытаний древесины. Подготовка образцов, оборудование для механических испытаний и общие требования к их процедуре.

Прочность древесины. Методы испытаний и показатели прочности древесины при сжатии вдоль волокон и поперек (сжатие и смятие); растяжение вдоль и поперек волокон, статическом изгибе, сдвиге (скалывании вдоль и поперек волокон, перерезании поперек волокон).

Технологические и эксплуатационные свойства древесины. Ударная вязкость древесины при изгибе. Твердость (статическая и ударная) и износостойкость; показатели и методы их определения. Способность древесины удерживать крепления, гнуться и раскалываться.

Древесина как конструкционный материал. Влияние масштабного и других факторов на прочность и жесткость древесины. Расчетные сопротивления древесины. Удельные характеристики механических свойств древесины.

Контрольные вопросы по механическим свойствам

1.Особенности испытания древесины на механическую прочность (требования к образцам, учет анизотропии древесины, требования к испытательным машинам и скорости нагружения силы на образец).

2.Влияние влажности на прочность древесины - дать объяснение