木材主要由纤维素、半纤维素组成，纤维素在木材细胞壁中起骨架作用，其化学性质和超分子结构对木材的强度有重要影响。纤维素中的---和水分子也可形成氢键，不同部位的---之间存在的氢键直接影响着木材的吸湿和解吸过程。大量的氢键可以提高木材的强度，减少吸湿性，降低化学反应性等，且纤维素的吸湿性直接影响到限位的尺寸稳定性和强度。木材经过碳化工艺后，使---的浓度减少，化学结构发生复杂的变化，从而使木材的吸湿性降低，尺寸稳定性提高。半纤维素是细胞壁中与细胞膜紧密联结的物质，木材碳化罐，起粘结作用，是基体物质，半纤维素吸湿性强、耐热性差、容易水解，在外界条件作用下易于发生变化，是木材中吸湿性组分，是使木材产生吸湿膨胀、变形开裂的因素之一，通过碳化可以使半纤维素被破坏，因而可降低木材的吸湿性，减少木材的膨胀与收缩，提高了碳化木的尺寸稳定性。现有的木材碳化技术主要是通过将木材放入大型的圆筒内，然后在底部进行加热，这样的碳化过程，只能使木材的表面碳化，无法深层次的对木材进行碳化，使得木材使用时间长后，就会膨胀或变形开裂。
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