【比重与密度的区别】
A.比重
物质质量与同体积水（4℃）的质量之比，称为比重。
B.密度
密度一般是表示某量在空间、面上或线上分布的密集程度的物理量。任何一种量在空间、表面上或线上分布时，其微小部分的含量和其相应的体积、面积和长度之比值，分别称作为该量的体密度、面密度和线密度。
通常，密度一词指物体的质量密度，即物体的单位体积的质量。其数学表达式为ρ＝m/V （密度=质量/体积），常用单位为:g/cm³、kg/dm³、t/m³

【木材的密度问题】
A.概念
木材密度的高低，是指单位体积内“实质物质（细胞壁物质）+抽提物”的含有量的多少。参见下图
（图片来源：《木材学》/徐版）
图中显示，在同样的面（体）积内。（左图）腔大壁薄者的细胞壁物质含有量少于（右图）腔小壁厚者，前者密度低于后者。
B.解释
木材属于生物材料，除去主要成分“实质物质（细胞壁物质）”以外，还包含着一些（诸如：抽提物、各种空隙以及含水率等）不确定因素。这些不确定因素的存在决定了木材密度测算的特殊性。所以，一般的质量密度算法不能准确的反映木材密度的实际情况。
为了解决上述问题，专业人员根据实际情况和需要对木材的密度测算做了分类，计有：生材密度、气干密度、绝干密度和基础密度数种。（后面有介绍）

【木材成分的组成】
木材是一种多孔性材料，其组成成分如下：
1）主要成分—细胞壁
2）次要成分—抽提物、灰分
3）空隙—细胞壁内的微细空隙和细胞腔、导管等粗大空隙
4）水分—水蒸气和水
【木材的实质密度和空隙度】
A.木材的实质密度
木材的实质密度，指构成木材的基本物质（细胞壁）的密度。
由于组成木材各种细胞壁的成分主要是纤维素、半纤维素和木质素，它们的成分和比例大体上一致，因此木材的“实质密度”与各个树种关系较小。不同树种的实质密度值差异很小，《木材学》中记载为1.49-1.57，也有其它文献记载为1.5-1.56，平均取值为1.53。
B.木材的空隙度（空隙率）
木材空隙所占的体积称为木材的空隙度，它包括细胞腔、导管腔、细胞间陷和微纤丝之间的空隙等。
木材空隙度分为体积空隙度和表面空隙度：
1）体积空隙度—木材在绝干状态时其空隙体积占总体积的百分率。
2）表面空隙度—横切面上空隙面积占总面积的百分率。
附：木材体积空隙度计算公式
“C=(1-Po/Pow) * 100%
式中：
C=木材体积空隙度
Po=木材绝干密度
Pow=木材实质密度（取平均值1.53g/cm³）
简化后：
C=(1-0.6536 Po)*100%”

【构成木材综合密度的主要原因和次要原因】
A.主要原因
（包括不同树种在内的）具体木材密度差异的原因主要取决于木材中所含木材“基本物质（细胞壁）”的多少
空隙度小（胞壁物质多或壁厚）则木材密度大。
空隙度大（胞壁物质少或壁薄）则木材密度小。
B.次要原因
木材在空隙度相同的条件下，抽提物（灰分因为量小不计）越多则密度越大。
注1：木材中的抽提物是指用水、酒精、乙醚、苯、丙酮等有机溶剂浸提出来的物质。广义的抽提物指除组成木材细胞壁物质以外的所有木材内含物。它们存在于细胞腔和细胞壁的微毛细管或者木材的特殊细胞中。
注2：在特定（譬如抽提物总量=空隙总量）的条件下，理论上木材抽提物的含量与木材的密度负相关。

【木材密度的种类】
A.生材密度
生材：刚伐倒的新鲜材或在实验室条件下，用水浸泡使木材达到形体不变，此时
测定的体积，为生材体积。
公式：生材密度=生材重量/生材体积
B.气干密度
气干材：长期贮存于大气中自然干燥的木材，其含水率平均为１５％。
公式：气干密度=气干材重量/气干材体积
C.绝干密度（全干材密度）
绝干材（全干材）：当木材在温度103±2℃的烘箱内干燥到重量不变为止（理论
含水率=0时）。
公式：绝干密度=绝干材重量/绝干材体积
D.基本密度
基本密度：单位生材体积或含水最大体积时所含木材的实质重量。
公式：基本密度=绝干材重量/生材体积（水分饱和态体积）

【木材的含水率和平衡含水率】
前述四种密度中，气干密度最为常用，而气干密度测算中非常重要的概念就是“平衡含水率”。
A.含水率
木材中所含水分的重量与绝干后木材重量的百分比为“木材含水率”。
B.平衡含水率
木材是一种吸湿物质，湿材在空气中放置，会不断蒸发水分；干材在空气中放置，空气中的水分也会被木材吸收，最后达到既不蒸发水分也不吸收水分的动态平衡状态，这时的含水率为“平衡含水率”。
因为气干材含水率随大气的温度和湿度而变化，我国地域辽阔，气干材含水率多在12—18%之间（参见《木材学》中我国53个城市木材平衡含水率图表）。

我们所玩的文玩以及日常生活中所用的木材都是气干材。
过去我国气干材含水率多以15%为标准，现在结合室内空调环境、木制品实际使用情况以及与国际上各国相一致便于比较的原则，我国气干材标准含水率已调整为12%。因此，科研上不同含水率试样所测定的材性数值，必须调整到W=12%（试样含水率%）进行比较。
因为具体的含水率直接影响“密度”值，所以在非同一含水率背景下的密度测算结果只是当前比重而已，没有比较意义。需要将具体含水率下的测算结果通过公式换算为含水率为12%时的标准气干密度值使用方才公允。
附：木材含水率换算公式如下
“P12=Pw[1-0.01(1-k)(w-12)]
式中：
P12=含水率为12%时的气干材密度(g/cm³)；
Pw=含水率为w时的木材密度(g/cm³)；
w=试样含水率(%)；
k=试样（或实物）体积干缩系数。”
【解读】
1）以上内容主要是介绍了密度概念，许多朋友肯定是第一次了解木材的“实质密度”(真密度)的概念。这个概念非常重要，它是木材密度的基础。
2）具体木材的密度，不管什么树种，什么部位取材，主要反映的是单位体积内细胞壁物质含量的多少；次要反映的是抽提物含量的多少。
3）气干密度的测算，样本如不符合气干条件时，应注明木材的当前含水率。并换算成含水率=12%时的比重值。否则只能理解为“当前比重”
4）诚然，我们普通玩家一般没有条件获得换算所需的具体数据，无法进行换算。但是应当清楚这些概念。

【影响木材密度的因素】
影响木材密度的本身因素有树种、晚材率、抽提物含量。外界因素有生长环境和含水率。
A. 树种对密度的影响
树种不同，木材结构上有差异，组成木材的细胞组织比例不同，细胞壁与孔隙度所占的比例也不同，这种内在因素上的差异造成木材密度不同。
木材密度主要取决于木材空隙度，木材空隙度愈小，则其密度愈大，反之，则密度愈小（主因）。此外，木材密度还与木材抽提物含量有关。树种不同，木材抽提物含量不同，亦影响木材的密度（次因）。
B．晚材率对密度的影响
晚材率的大小对木材密度有一定的影响，晚材率高，木材密度大，强度也高。这一点在环孔材中比较突出，而散孔阔叶树材因早晚材分布相对均匀，大小近似一致，故影响不大。檀香紫檀为典型的散孔材，晚材率对密度的影响不大。
C．抽提物含量对密度的影响
木材在空隙度相同的条件下，抽提物含量越多则密度越大。
D．生长环境对密度的影响
一般情况下，生长速度的加快会导致木材密度的降低，但是针叶树材中的一些树种并不遵循这个规律（此处略）。
阔叶树材，尤其是散孔阔叶树材仍遵循这个规律。我们知道，天然林的生长速度慢于人工林；树木的阴面（非光照面）生长速度慢于阳面（光照面）。这就是说天然林的密度高于人工林；树木阴面的密度高于阳面。
F．含水率对密度的影响
木材含水率对密度的影响发生在“纤维饱和点”至“木材绝干”阶段。
纤维饱和点指木材细胞壁含水率处于饱和状态而胞腔无自由水时的含水率。专业领域中通常以30%作为各个树种纤维饱和点含水率的平均值。纤维饱和点是木材多种材性的转折点，如密度、强度、韧性、抗劈等。
（注：生长中或新伐倒的树木，其含水率之多少随树种而异。一般树木体内含水率在40-100%之间，多的可达200％以上，个别树种甚至可达300％）。
含水率高于纤维饱和点时，无论含水率增加或减少，除重量有所不同外，木材完全无收缩或膨胀，外形均保持最大尺寸，体积不变。低于纤维饱和点时，木材体积随着含水率的增减而增减。含水率减少愈多，木材收缩率愈大，至绝干时，收缩至最小尺寸。木材的干缩导致了单位体积内实质物质（细胞壁物质）量的提高。

【阔叶散孔材（包括檀香紫檀）的密度分布规律】
木材的密度分布规律，针叶林与阔叶林不同，散孔树材材与环孔树材也不相同。这里只选取与檀香紫檀有关的阔叶散孔材进行说明。其密度分布规律如下：
【里疏外密】
髓心里面的“髓”是100%的轴向薄壁组织。向外，由幼龄材向成熟材发展。
木纤维细胞的特征是靠髓心这边腔大壁薄且轴向薄壁组织发达，随着树龄的增长，生长轮数量的增加，木纤维细胞的特征趋向于腔小壁厚，轴向薄壁组织数量减少，这个过程是渐变的。
结果是越向外，树龄越长靠靠白皮的部分密度越高。见示意图和参考图
示意图

参考图

本楼参考图展示了轴向薄壁组织在横切面中的分布规律。靠近髄心的部分轴向薄壁组织比较发达，这一区域内取材，视觉上鸡翅纹高发；品质上密度偏低，材质酥松。

【阳疏阴密】
阳疏阴密的情况属于生长环境的影响。
阳面光照时间较长，相对较高的温度条件下营养物质流动顺畅，形成层分裂速度较快，细胞形体偏大，壁层偏薄（腔大壁薄）。而阴面光照时间较短，生长条件不利，结果相反。
横切面显示的偏心状态是比较典型的代表。

【主干部分密度高于枝梢】
枝梢部分出现较晚，因此生长轮较少，最外的部分距髓心也很近。按《木材学》的说法：“梢部木材主要是由幼龄材构成”；“幼龄材是树木生长发育早期，形成层原始细胞还没有完全成熟时形成的木材”；“细胞壁比较薄，细胞腔大”。所以密度较低，材质酥松。
枝部是介于主干部和梢部之间的部分，其密度和材性也介于二者中间。

本图取自网络，因图源不明，此处向原图主鸣谢。另，借用此图意在解释树干与枝梢的密度关系而已，不做树种考证。

【木材含水率的增减与胞壁的厚度变化】
生长的树木或新伐倒的树木，其含水率之多少，随树种而异。一般树木体内含水率大于40%，多的可达200%以上。
随着木材放性过程地进行，含水率逐渐减少，最终达到与木材所在地相对湿度平衡的气干状态（参见：我国53个城市木材平衡含水率图表）。
专业人员把不同含水率状态的木材给予分别命名，计有：饱水状态、生材状态、纤维饱和点、气干状态、绝干状态（绝干状态为非自然状态）。
从下图可以看出含水率的增减变化在不同阶段对木材体积的影响，含水率30%的纤维饱和点是一个转折点。

含水率在纤维饱和点以上时，无论增减都不会使细胞壁的厚度发生变化。含水率低于纤维饱和点后，随着含水率大小的增减细胞壁的厚度会发生“湿胀或干缩”。

【木材各向干缩比】
木材胞壁厚度的变化决定了木材体积的变化。
受木材结构特点的影响，各个方向的干缩比并不相同。参见下图，其中的数据来自《木材学》。

【木材的干缩与密度的变化】
举图一为例：上下两图为同一张图片。
上图面积=A，木纤维细胞数量=500个。
然后按木材干缩的大致比例，弦向大、径向小对图片尺寸进行压缩。
下图面积=0.9A，木纤维细胞数量=500个。
结论：由于不同面积内存在等量的相同元素，面积较小的一方密度大于面积较大的一方。
图一

图二

【结论】
含水率的降低导致了重量的降低和木材的干缩，不管含水率和干缩之间是怎样的连带关系，只要发生了干缩现象，其密度一定有所提高。