課程資料
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8828 林產學(二)
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開課學期：0992
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開課班級：
森保系 2
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授課教師：王義仲
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必修
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學期課
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學分數：3.0
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大恩 0407 星期一 15:10-18:00
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8828 FOREST PRODUCTS (Ⅱ)
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2011 Spring
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Department of Forestry and Nature Conservation 2
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Professor：WANG, YI-CHUNG
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Required
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Semester
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Credits:
3.0
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Da En 0407 Monday 15:10-18:00
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發展願景
傳揚中華文化，促進跨領域創新，與時精進，邁向國際
It is our objective to promote Chinese culture, enhance cross-disciplinary innovation, seek constant advancement, and embrace global community.
辦學宗旨
秉承質樸堅毅校訓，承東西之道統，集中外之精華，研究高深學術, 培養專業人才，服務社會，致力中華文化之發揚, 促進國家發展.
Based on our motto—“Temperament, Simplicity, Strength, and Tenacity,” “inheriting the merits of the East and the West” and “absorbing the essence of Chinese and foreign cultures,” we make it our mission to pursue advanced research, develop professional talents, serve the society, promote Chinese culture and support national development.
校教育目標
校基本素養
校核心能力
院教育目標
倫理素養與國際視野
尖端科技日新又新
專業知能自強不息
系教育目標
培育林業及自然保育專業人才
培育兼具專業知識及實務能力人才
培育具備跨領域與團隊合作人才
培育具備專業倫理人才
系核心能力
森林資源培育及利用能力
生態保育應用及執行能力
實驗、調查及資料研析能力
專案策劃及執行能力
人際溝通及團隊合作能力
課程目標
讓修習的同學更明瞭木材之基本特性，同時並瞭解各性質間之關聯性，掌握木材之特性以為更深入研究之學理基礎。
Let students learn more about the basic characteristics of wood, and at the same time understand the correlation between various properties, and master the characteristics of wood as the theoretical basis for more in-depth research.
課程能力
森林資源培育及利用能力 (比重 20%)
生態保育應用及執行能力 (比重 10%)
實驗、調查及資料研析能力 (比重 40%)
專案策劃及執行能力 (比重 20%)
人際溝通及團隊合作能力 (比重 10%)
課程概述
延續林產學(一)木材組織學的課程講解後，主要針對木材物理與化學方面之基本特性做一整合性的介紹，內容包括木質材料的製造、合板、粒片板、纖維板、集成材、木質複合材料及綠建材標章及認證等。
After the continuation of the course of forestry (1) wood histology, an integrated introduction will be given to the basic characteristics of wood physics and chemistry, including the manufacture of wood materials, plywood, particle board, fiberboard, glued wood, wood Composite materials and green building materials labels and certifications, etc.
授課內容
本課程係延續林產學(一)木材組織學的課程講解後，主要針對木材物理與化學方面之基本特性做一整合性的介紹，其中包括木材化學概論、纖維素、半纖維素、木質素及木材抽出物之說明，木材物理之比重與含水率之測定、木材之吸脫濕現象與水份移動、木材之膨脹與收縮及收縮異方性對木材性質的影響，木材之熱性質介紹包括了比熱性質、熱膨脹、熱傳導率與熱擴散率之性質，此外授課內容包括了木材之音響性質及對直流、交流電性質所產生之影響，最後本課程之內容為木材機械性質之介紹，包括有引張強度、壓縮強度、靜取曲強度、剪力、衝擊強度與硬度。本課程之介紹主要讓修習的同學更明瞭木材之基本特性，同時並瞭解各性質間之關聯性，掌握木材之特性以為更深入研究之學理基礎。本課程之內容尚包含了3次演練與討論，讓同學練習計算基本的木材物理試題。
This curriculum is an extension of the curriculum of forest products (I)-wood structure. It mainly provides an integrated introduction to the basic physical and chemical characteristic of wood. It includes chemical introduction of wood, description of cellulose, semi-cellulose, lignin and wood extract, the measurement of physical specific gravity and water content of wood, the water adsorption and desorption phenomenon and water motion of wood, the swelling and contraction of wood and then influence of contraction anisotropy on wood characteristic. The thermal property of wood includes specific heat property, thermal swelling, thermal conductivity and thermal diffusion rate. In addition, the content of the curriculum also includes the acoustic characteristic of timber and its influence on DC and AC property. The final part of this curriculum includes the introduction of the mechanical property of wood, which includes the tensile strength, compressive strength, static bending strength, shear force, impact strength and hardness. The main objective of this curriculum is mainly to let students taking it to fully understand the basic property of timber and to understand the correlation among different properties. It is hoped that the students can seize the characteristic of wood to be used as theoretical base for advanced study. The content of this curriculum also includes 3 rehearsal and discussion, and it let students practice the calculation of basis physical problem for wood.
授課方式
本課程以教室授課為主，有三次授課地點為大功108，主要計算與演練相關的授課內容。
評量方式
作業 佔 10%
期中考(兩次) 佔 30%
期末考 佔 40%
出席率 佔 20%
上課用書
（師生應遵守智慧財產權及不得非法影印）
林產學(王松永、丁昭義，1984，商務印書館出版)
參考書目
（師生應遵守智慧財產權及不得非法影印）
1.Kollmann, F.F.P.&W.A.Cot`e 1983,Principles of Wood Science and Technology
2.Panshin,A.J.&Cail de Zeeuw 1984,Testbook of Wood Technology
3.Haygreen,J.G.&J.L.Bowyer 1982,Forest Products and Wood Science
4.王秀華 2001 木材化學及其應用，國立編譯館主編
5.木材應用基礎 1989 劉文炳譯
6.王松永 1990 木材物理學
7.廖坤福 1988 木材物理學
輔導時間
- 星期一 13:00-15:00
- 星期二 10:00-11:00 13:00-15:00
- 星期三 12:00-13:00
教師聯絡資訊
Email：ycwang1476@gmail.com
分機：31311
課程進度
| 2011/02/14 | 林產學(二)---木材物理緒論指定研讀資料木材應用基礎 1989 劉文炳譯備註木材對人類的經濟活動，具有極重要的貢獻。至今木材仍為人類不可或缺的建築材料，也是造紙工業最重要的原料。森林不但直接供給人類各種木材原料，同時對水土保持、生物棲息及森林遊樂等具重要貢獻。森林乃一可再生資源，如妥善加以經營與保育，木材實取之不盡、用之不竭。綜合木材之物理及化學性質的結果，顯示木材的利用價值很高，任何材料之應用性限制較木材大，木材之比重輕、強度大、低熱傳導性、表面美觀、容易加工及塗裝等，但木材仍具部分缺點，如細胞排列造成木材具異方性，而其多孔促使木材具脫濕與吸濕作用，木材之形體因而不安定，易受蟲菌的侵害，且易受火災為害，故須加以特殊處理。 |
| 2011/02/21 | 木材之概念、形成與外觀特性指定研讀資料木材應用基礎 1989 劉文炳譯備註木材之基本構成單位為植物細胞。細胞大部分與樹幹之縱向平行排列。細胞形如長管，其長比直徑大好幾倍。細胞在植物體中因功能的差異，其構造及形狀可分很多種，其種類的多寡依遺傳及環境條件而大有差異。形成層乃為枝與幹的生長組織。由形成層分裂生成的細胞，由外形成韌皮部，以貯藏養份，向內形成木質部以輸導水份。樹木在生長季節裡，枝幹根莖皆加長、加大，其枝與根的生長都源自頂端分生組織。新生的木材在橫切面的外圍者稱為邊材，經相當年後，邊材的生理及化學性質改變，細胞逐漸死亡，逐漸變為心材。本週介紹木材之形成過程及外觀的特性。 |
| 2011/03/07 | 木材缺點、木材比重指定研讀資料1.Kollmann, F.F.P.&W.A.Cot`e 1983,Principles of Wood Science and Technology
2.王松永 1990 木材物理學備註木材在利用上不適宜之異常病的組織或狀態稱為木材缺點。節並非明顯之異常組織，利用上是最為明顯的缺點，又紋理一般為異常組織，利用上是為明顯之異常組織，但多數反而被喜愛，所以不能一概視為缺點。木材缺點有病理所引起者，與非病理所形成者，有在樹木生育中所產生者與在利用時所產生者，大致可分成三類。本週之授課內容包括:1.原來便具有之缺點(節、反應材、脆心材、根張、螺旋木理、細木理材、脆弱材等)。2.外在條件所引起之缺點(壓縮破損、環裂、脂囊、鐵條紋、傷癒組織、髓斑、蚯蚓痕、捲皮、浸水材)
木材的單位容積重量稱為木材密度。木材密度與4℃時水的密度比稱為比重。木材由主要成分、次要成分、空隙和含有的水分組成，細胞壁主要由木材的主要成分構成。木材除去內部全部空隙後的細胞壁稱為木材的真比重。木材實質的密度可以測定由絕乾的木材所置換的介質的容積及其與絕乾材的重量即木質的實質重量之比來求得。本週木材比重部分將介紹含水率與容積重，各不同含水率狀況下的比重及比重在樹幹中的變異。 |
| 2011/03/14 | 木材與液體；木材之吸脫濕現象與水份移動指定研讀資料1.Panshin,A.J.&Cail de Zeeuw 1984,Testbook of Wood Technology
2.王松永 1990 木材物理學備註木材在立木狀態時含有多量的水分，此水分對木材性質是具有很大的影響作用。木材在不同階段含有的水分不同對木材性質的影響包括容積、音響、熱傳導、彈性係數、建築特性等，尤其對木材之劣化與使用安定性具最顯著的影響，本章將先介紹木材在各階段之含水率定義、含水率的測試方式及木材之吸濕與脫濕機制。
木材的纖維吸濕會引起膨脹，但由X射線繞射圖像觀察並沒有本質上的變化，因此可認為濕脹沒有使纖維素膠束的空間晶格產生變化，即木材之結晶區並不因吸濕而改變，因為水分子僅進入非結晶領域。木材在立木狀態時含有多量水分，此水份對於木材性質是具有很大的影響作用。木材含水率的表示方式有以木材絕乾重為基準的乾量含水率，及以含有水分時之重量為基準的濕量含水率。本週授課內容包含含水率測定法、木材內部之水份狀態、吸脫濕現象與木材內部之水份移動。 |
| 2011/03/21 | 木材比重與含水率之演練與計算(功108) 指定研讀資料廖坤福 1988 木材物理學備註本週授課之計算演練內容包括各種比重之計算，如絕乾比重、氣乾比重、生材比重、容積密度、實驗比重、最大含水率法比重、含水率之計算包括生材含水率、氣乾含水率、理論最大含水率及木材重量之計算與推估，包括絕乾重、氣乾重與生材重，及由上述各值來推估木材之各類密度值。 |
| 2011/03/28 | 木材之膨脹與收縮指定研讀資料廖坤福 1988 木材物理學備註木材細胞壁的微細胞間隙，因水分進出，微細胞會發生離合，進而使細胞壁之容積發生增減，更因細胞相互間是緊密的結合在一起，因此一個細胞的增大或縮小易會引起其他細胞體積之改變，進而使木材全體發生膨大或縮小。此現象稱為木材之膨潤或收縮，木材之膨潤與收縮有以下特性:1.具有不會發生膨潤的吸水能力。2.易發生異常的膨潤或收縮。3.是種有限度的膨潤。4.異方性、木材之膨潤收縮依方向而有差異。本週之授課內容包括木材膨潤與收縮之影響因子，膨潤收縮異方性對木材性質的影響及木材膨潤收縮之計算與表示方式。 |
| 2011/04/18 | 收縮異方性對木材性質之影響指定研讀資料Panshin,A.J.&Cail de Zeeuw 1984,Testbook of Wood Technology備註木材因為不同方向而產生不同的膨潤收縮率值，一般以弦向最大，徑向次之，縱向最小，三者之比值為10：5：0.5~1。而且此異方性是為木材的本質，並不會因溫度的變化而改變，平常的木材膨潤收縮異方性在縱切面約為5~50，橫斷面約為1.65~1.79。當異方性愈大則木材內部之應力愈大，此應力對於圓木或厚板會引起徑向割裂，而對於板材會引起寬度方向反翹。本週之授課內容將詳細說明引起收縮異方性之原因，造成弦徑向收縮差異之原因，在實際應用時如何防止產生缺點等。 |
| 2011/04/25 | 木材之熱膨脹、比熱性質、熱傳導與熱擴散率指定研讀資料Panshin,A.J.&Cail de Zeeuw 1984,Testbook of Wood Technology備註固體之溫度增加，是藉增加其分子振動來完成。故在較高溫度時，分子間的距離會變大，此稱為熱膨脹。而比熱係指木材之熱容量與15℃水的比值來表示。木材熱擴散是為決定當周圍溫度改變時，木材之溫度變化速度。本週之授課即介紹木材之四個熱的性質，包括熱膨脹之影響因子，木材比熱之計算，木材熱傳導率大小之各相關因素及熱擴散率之相關影響變因，並以此說明木材之熱特性及與其他材料之比較。 |
| 2011/05/02 | 木材之熱性質演練與計算(功108)指定研讀資料王松永 1990 木材物理學備註本週之計算與演練包含前述之木材膨脹與收縮率，其中包含全收縮率，至氣乾為止的收縮率及含水率每減1%時的平均收縮率，全收縮率即指縱向與橫向全收縮率，縱向之值較小，一般忽略不計，故橫向收縮率即指弦向與徑向之收縮率。木材之熱性質的計算與演算包含木材之熱膨脹，木材之比熱、木材之熱擴散與熱傳導。 |
| 2011/05/09 | 木材之電性質與彈性性質指定研讀資料廖坤福 1988 木材物理學備註木材對於直流電是重要的性質，一般在應用上皆利用此特性在工業上應用於木材之乾燥、膠合與木材組裝，與木材之電阻係數具密切相關。而木材對於交流電之性質則是表現在誘電率上，因此本週關於電的性質即說明直流電與交流電對木材的影響、電阻係數之影響因子、誘電率之影響因子。本週另一授課重點為木材之彈性性質，當材料受外力作用時，在材料內部會發生對此抵抗的內力，亦即發生應力，該材料亦隨之而發生變形。本部份將介紹應力與應變、應力應變圖、虎克法則與彈性係數及波松比。 |
| 2011/05/16 | 木材之機械性質──引張、壓縮強度指定研讀資料王松永 1990 木材物理學備註木材對於引張的抵抗，在縱向是很大，而在橫向則很小。木材對於壓縮的抵抗性質非常重要。壓縮之測試可分為縱向壓縮、橫向壓縮與部分壓縮。此三種壓縮可考慮為木材被當作工業材料使用時所受外力的種類。木材之引張強度與壓縮強度的差異，可決定木材樑的靜曲特性。本週之授課即介紹木材最重要的三個強度值，各強度值的影響因子，並介紹強度值之異同處，如縮壓強度之部分壓縮特性、引張強度值之測定注意事項。 |
| 2011/05/23 | 木材之靜曲強度、硬度、容許應力指定研讀資料廖坤福 1988 木材物理學備註受到彎曲產生撓度的樑凸起的一側被拉伸，受到垂直於橫截面的拉應力，凹進去的一面被壓縮，受到垂直於橫截面的壓應力，但在二者之間存在著應力等於零而不是伸縮的層，把此應力等於零，平行於樑的層稱為中力軸，本週將介紹靜曲強度的測試，即小型的木樑試驗，木材靜曲破壞現象與類型、木材靜曲強度的影響因子，此外，將再簡介木材之衝擊抵抗與影響因子、木材之剪斷強度、木材之硬度及容許應力等。 |
| 2011/05/30 | 木材之機械性質演練與計算(功108)備註本週將複習所教授之木材機械強度，同時進行包括壓縮、引張與靜曲強度的計算與演練，分別計算引張強度與彈性係數、縱向、橫向壓縮強度與彈性係數、靜曲強度值之MOR、MOE、韌性係數與最大平剪力。另外亦同時瞭解含水率對強度值的影響，水份增減對強度值減增之影響實例計算。 |