一、胶合板物理力学性能是什么

胶合板具有的密度、质量和受水、热、声、电作用时所显示的反应能力，以及它在外力作用下所显现的抵抗能力。普通胶合板在使用时有重要影响的物理力学性能为含水率和胶合强度，其中胶合强度既可检验胶合板的胶合质量，又可衡量胶合板的耐久性。对于特种胶合板，物理性能除含水率外还有密度、导热性、吸音性、尺寸稳定性等；力学性能还包括静曲极限强度和静曲弹性模量，以及抗拉、抗压、抗剪、抗冲击韧性等各种极限强度。

物理性能

①含水率：胶合板与普通实体木材一样，无论对气态或液态的水都有很强的亲合力。因而显示出吸湿性。当两者的树种相同时，它们的纤维饱和点也相同（见木材水分）。当胶合板的含水率在纤维饱和点以下时，随含水率的变化产生干缩或湿胀，使胶合板翘曲变形。只有当胶合板的含水率与周围大气的相对湿度平衡时才无此现象。胶合板的含水率不但影响木材纤维强度，而且还影响胶合板的胶合强度。通常，胶合板的胶合强度随含水率的增加而降低。而下降的程度取决于所用胶粘剂的耐水性能。为尽量减少胶合板含水率变化所产生的影响，在产品标准中规定了胶合板出厂时的含水率指标值。国际标准化组织（ISO）制定的国际标准要求胶合板出厂时的含水率应在6～14%之间。影响胶合板含水率的因素有涂胶量、板坯陈放时间和热压工艺等。通过调整和控制上述各种工艺参数，可将胶合板的含水率稳定在产品标准规定的范围内。胶合板的含水率通常用绝对含水率表示。国际标准规定用称量法测定胶合板的含水率，即测定试件在取样时的质量和在103±2℃温度下干燥到恒定质量后的质量差，然后计算失去的质量对干燥后质量的百分比，就是胶合板的含水率。②密度：胶合板单位体积内所含的质量。国际标准规定测定胶合板密度时，先要将试件在相对湿度为65±5%、温度为20±2℃的大气中平衡到恒定质量。影响胶合板密度的因素主要有树种、胶种、胶合工艺、胶合板的厚度和层数等。由于胶合板在胶合时需施加压力而使木材致密，因此胶合板的密度要比相同树种木材的密度稍大些。③导热性：木材顺纹方向的导热系数约为横纹方向的2倍。胶合板是由一定纹理方向纵横排列的单板组合而成，导热系数小于普通木材，其值取决于顺纹单板与横纹单板厚度之比。针叶树材胶合板横纹导热系数平均为0.1千卡/米·时·℃，阔叶树材胶合板相应为0.145千卡/米·时·℃。④吸音性：胶合板具有较大的吸音能力。在512赫兹的频率下，3毫米厚胶合板的大吸音系数为26%；如在1000赫兹以上时，吸音系数几乎为一恒值即10%。胶合板的吸音性能随木材树种的不同而异。⑤尺寸稳定性：单板经涂胶陈放，部分胶粘剂会渗入单板中，使胶合板的吸湿性和吸水性都低于木材，润胀和干缩值也减少。胶合板各层单板纹理排列方向的不同和胶层的作用，也可起到制约胶合板各向的润胀和干缩值。所以胶合板的尺寸稳定性要优于木材。通常用线膨胀率来表示胶合板的尺寸稳定性，计算公式如下：

式中 Le为线性膨胀率（%）；Lw为试件经湿状处理后的尺寸（毫米）；Ld为含水率符合测试要求的试件干状尺寸（毫米）。

影响力学性能的因子

主要有树种、密度、含水率、单板质量、合板结构、胶合工艺、胶种和胶粘剂质量等。①树种：不同树种的自身强度影响胶合板的强度。一般说阔叶树材胶合板的力学强度比针叶树材胶合板为高。②密度：胶合板在生产过程中因单板受压使木材致密，故其强度性能要好于原来的木材。③含水率：它不仅影响木材纤维的强度，而且还影响胶合强度。通常胶合强度随含水率的增加而下降。④单板质量：单板表面粗糙及厚度误差大，会造成涂胶不均匀和胶合时压缩率不一致，使胶合强度在板内分布不均。单板旋切裂隙对单板横纹抗拉强度的影响可涉及胶合强度。⑤合板结构：胶合板的层数、单板厚度及各层单板的排列方向是决定胶合板强度性能的重要因素。胶合板相邻层单板纤维方向的交错排列缩小了胶合板的纵横向强度差别。当胶合板厚度相同时，层数越多，胶合板的强度越高，纵横向强度也越均匀。⑥胶合工艺：要保证胶粘剂与单板能充分接触并使胶层有良好的固化条件。胶合工艺的合适与否将直接影响胶合板的强度。⑦胶种及胶的质量：对胶合板强度性能的影响主要是胶的耐水性及耐久性。耐水性好的胶种在胶合板吸湿或吸水时，胶合强度降低不大；胶的耐久性差，则胶层易老化，从而使胶合强度迅速下降，缩短了胶合板的使用期限。

力学性能测试要求

测试胶合板各种力学性能时，都要对试件施加外力使试件变形直至破坏。试件的加荷速度和应变速度对测试结果有显著影响，因此要求加载时必须保持恒速。胶合板的缺陷，如节子、裂缝、分层等对强度性能有显著影响，要求在制作试件时应避开影响测试准确性的缺陷部位。试件形状不规则的部位、试件与试验机夹紧装置的接触面，以及胶合板材料的非均质性（如早晚材）均易产生应力集中，从而影响测试结果。一般说，随着试件尺寸减少，材料的非均质性对力学性能测试的影响就增加。为了消除含水率对测试胶合板力学性能的影响，往往在进行干状强度测试前，试件需要在相对湿度为65±5%、温度为20±2℃的空气中进行调湿处理。

胶合强度测定

胶合强度是普通胶合板重要的力学性能，是判别胶合质量的依据。中国测定普通胶合板胶合强度的试件形状及尺寸（见图），表板厚度自1毫米以下用B型试件。锯制试件时，试件的长度方向应与表板纹理方向一致。槽口深度应锯过芯板厚度到胶层上，槽口的配置要确保试件受载时，一半试件芯板的旋切裂隙受拉伸，而另一半试件芯板的旋切裂隙受压缩。为了检定胶层的耐水性，试件在测试前需经一定的湿状条件处理，根据耐水性的要求，规定了不同的处理方法。测试时，试件两端夹紧于试机的一对活动夹具中，以等速对试件施加拉伸载荷，试件破坏时的载荷除以两槽口之间的剪断面积即为该试件的胶合强度（B型试件还要乘以系数0.9）。对于厚芯结构的胶合板，在计算胶合强度时，还要乘以不同厚度比的胶合强度系数值。除用试件的胶合强度来评定胶合板的胶合质量外，还可用估测试件剪断面的木材破坏率作为评定胶合质量依据。

特种胶合板力学性能

对不同的特种胶合板，依其结构和使用要求，规定相应的力学性能要求：航空胶合板的力学性能要求有胶合强度、抗拉强度（顺纹、横纹、45°方向）、对角线剪切强度；船舶胶合板要求有顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度、静曲强度、冲击韧度、抗剪强度（45°方向）；纺织用层压板要求有抗冲击韧度、抗剪强度；混凝土模板胶合板要求有胶合强度、静曲强度和静曲弹性模量。

中国普通胶合板、航空用桦木胶合板以及木质层积塑料的力学性能指标值分别列于表1、表2及表3。有关各种特种胶合板力学性能的测试方法及指标值可从其有关产品标准中查阅。

≥0.80马尾松、云南松、落叶松、云杉≥1.00桦木≥0.70≥0.80水曲柳、荷木、枫香、槭木、柞木≥0.70椴木、杨木、拟赤杨III、IV类、II类I合板树单个试件的胶合强度（MPa）别类

表1

表2

表3

二、纤维组织是削弱还是加强了金属力学性能

(1)锻件力学性能的变化。由于热变形中组织发生了变化，使得其力学性能指标也发生变化。通常说力学性能是提高的。但是热变形纤维组织的形成，又使金属的力学性能出现异向性，即纵向(变形方向)的力学性能指标(塑性、韧性)比横向(与变形方向垂直)大得多，对强度指标则影响不大。

但是，热变形纤维组织对性能的影响随变形程度的增加是有限度的。由于纤维性的作用已充分显示出来，并且接近一定的限度，因此纵向性能继续提高已十分微小，甚至不再提高，而横向力学性能则继续下降。由此可见，采用过大的变形程度不仅对提高锻件质理无益，而且还会造成不良后果。

(2)纤维组织对零件受力方向的影响。由于热变形纤维组织造成金属力学性能的异向性，因此对某些受力情况复杂的零件来说是一种缺陷。因为这类零件要求多方向均有良好的力学性能，而力学性能异向性的锻件，其横向的不良性往往是造成零件失效的原因。但是如能使纤维组织的分布符合零件的受力要求，则热变形所形成的纤维组织正是一大优点，也是其他加工方法所不可能获得的，吊钩在锻造时，先弯曲成形后胎模炯形或先弯曲后模锻成形，目的都是使纤维组织的分布符合零件的受力要求。

又如对大型曲轴的锻造，过去多采用切割法，将纤维切割断，既费工，又耗料，还降低了力学性能。现在常采用全纤维锻造，既保证了金属纤维组织的连续性，又使纤维沿曲轴外形分布，既提高了它的力学性能，又可节约金属材料。

三、纤维组织是怎样形成的它对金属的力学性能有何影响

纤维组织是多晶体金属经冷变形后，用光学显微镜观察抛光和浸蚀后的试样，会发现原来等轴的晶粒沿着大主变形的方向被拉长或被压扁。

纤维组织变形量越大，拉长越显著。当变形量很大时，各个晶粒已不能很清楚地辨别开来，呈现纤维状，故称纤维组织。

金属纤维一般均达微米级，如不锈钢纤维一般直径在10μm左右，且目前市场供应的细不锈钢纤维平均直径为4μm。金属纤维具有良好的力学性能，不仅断裂比强度和拉伸比模量较高，而且可耐弯折、韧性良好；具有很好的导电性，能防静电，如钨纤维用作白炽灯泡的灯丝，同时它也是防电磁辐射和导电及电信号传输的重要材料；具有耐高温性能；不锈钢纤维、金纤维、镍纤维等还具有较好的耐化学腐蚀性能，空气中不易氧化等性能。

金属纤维具有以下特征：

(1)金属纤维能在500～590℃(930～1100℃)温度下运行，将来可能在更复杂的系统中使用。

(2)金属纤维在高温下承受高压降、净化能力及稳定性都优于陶瓷滤料。

(3)金属纤维具有不规则断面和常规表面积，使它具有非常大的比表面积。

参考资料来源：百度百科-纤维组织