随着国家天然林保护工程的实施，人工林木材的开发利用已成为解决木材供需矛盾的重要途径。蒸汽法木材炭化热处理工艺的研究，是高效利用木材，提高木材附加值的物理加工手段。炭化木热处理既具有良好的尺寸稳定性、耐腐性、耐候性、环保性等优点，又可通过炭化热处理改变普通木材的颜色来模仿珍贵木材，提高其使用范围和附加值，已越来越受到企业和木材科学研究人员的关注。

自从上个世纪中叶，不同的木材炭化热处理改性工艺在法国、芬兰、荷兰和德国就发展起来并产业化[1]，而国内关于木材炭化热处理工艺的研究甚少。因此，借鉴国外木材炭化热处理方法和经验，适时开展我国木材炭化热处理改性研究尤为重要。

1 试验材料与方法1.1 试验材料试验所用的人工林杉木木材，采自浙江省临安市马溪木材市场，试验材规格：22mm×150 mm×350mm（厚度×宽度×长度），含水率为16%-30%。材料要求：挑选时要尽量注意选少节或无死节的试件，试件以径向板为佳。

1.2 设备MWD-50微机控制电子式木材万能试验机、101-1型电热鼓风干燥箱、日本ESPEC调温调湿箱、自制小型木材炭化热处理装置。

自制小型木材炭化热处理装置（原理图，见图1）由以下组成部分：（1）蒸汽发生器，主要提供炭化热处理过程中所需蒸汽；（2）电热恒温烘箱，堆放木料和提供热源；（3）温度显示仪，主要测定木材表、心层的温度，从而实现连续检测，便于控制升温速度；（4）轴流式风机,主要实现装置内介质快速循环；（5）隔板，防止木材与热源直接接触产生燃烧，对木材起支撑作用；（6）石棉网，防止木材离热源面温度过高，减小木材上下层的温差；（7）温度控制仪，测试介质温度，通过介质温度探头来控制电加热源；（8）散热扇，使电机处热量快速散失，防止电机因温度过高造成故障。

1.3 试验方法本试验的实验方法主要参考芬兰的VVT和木制品工业已经联合开发的工业化规模的炭化木材生产工艺、过热蒸汽法干燥木材标准、高温干燥标准[2]，进行蒸汽法木材（杉木）炭化热处理工艺的调整，对炭化热处理的参数和升温速度等进行了实验优化。

炭化木的加工主要分为以下三个阶段：第一阶段：温度升高及高温干燥阶段。采用蒸汽加热，干燥窑的温度迅速升高到100℃上下，此后，温度逐渐上升到130℃，在这段时间中，进行的是高温干燥，并且木材内部的含水率几乎降到0。第二阶段：炭化热处理炭化阶段。高温干燥的进行，干燥窑内部的温度上升到185℃到215℃之间。当达到所要求的温度以后，根据最后炭化木不同的用途保持炭化热处理炭化温度2-3h。第三阶段：冷却与含水率调节阶段。最后一个阶段是通过喷蒸来降低温度，当温度降到80℃到90℃时，调节被处理木材的湿度，使其达到含水率4%-7%[2]。

2 结果与讨论经过大量的探索试验，得出适用于自制小型炭化热处理设备的杉木木材炭化热处理工艺，具体如下：

（1）木材准备：用含水率测定仪对各木材进行含水率测定，并记录。经测定含水率范围应小于15%的用塑料薄膜包裹防止吸湿,待用；而对于含水率大于15%的待处理木材，应先采用常规干燥方法进行干燥处理，使其含水率低于15%后再进行处理。

（2）木材堆垛：按常规干燥法堆垛，放入炭化热处理设备内，关闭干燥室的大门和进、排气口进行处理。