干燥速率快，时间短用微波（高频）加热木 材时，木材内部温度急剧升高，水分迅速蒸发， 水蒸气快速膨胀，使得木材半封闭细胞腔内的压 力急剧上升，在木材内外形成较高的压力差，该
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压差迫使木材内部水份快速向外迁移，从而极大 地提高木材干燥速率。再者，微波（高频）作用 于木材，可以破坏木材细胞壁上的纹孔膜，甚至 薄壁细胞，使木材内部的通透性增加，从而在很
为是木材中的极化水分子发生频繁的取向运动 而产生热量，从而实现对木材的干燥。
1.2 高频与微波干燥的特点
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在常规干燥中，干燥介质主要通过对流或热 传导的形式将热量传到木材表面，木材表面再以 热传导的方式将热量传递到木材内部，使得木材 整体温度升高。这种加热方式的加热效率较低，
大程度提高了木材内的水分迁移性能。因此在微 波（高频）干燥过程中，木材的干燥速率要远高 于常规干燥，其比值一般在十几甚至几十以上。 如将木材含水率由 35%～40%降至 20%，其总的烘
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干时间约为 5～15 分钟，干燥速率是常规蒸汽干 燥的 20～30 倍。
1 木材高频与微波干燥的原理及特点
1.1 高频与微波干燥的原理 木材微波（高频）干燥是把湿木料作为一种 电介质，置于微波（高频）交变电磁场中，在频
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繁交变的电磁场作用下，木材中的极化水分子迅 速旋转，相互摩擦，产生热量，从而加热和干燥 木材。其具体的发热机理大致有三种：1 木材内 的离子在微波（高频）电磁场的作用下迅速移动，
此外，微波（高频）干燥还具有工艺流程简 单（如不需要浸泡、蒸煮、喷蒸等工艺），易于 实现设备操作自动化的优点。
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与常规干燥方法相比，微波（高频）干燥也 存在一些缺点或不足：1 微波（高频）干燥所用 能源为高价位的电能，干燥成本一般较高，缺乏 竞争优势。2 木材微波（高频）干燥设备复杂，
20 世纪 60 年代初，美国、日本、加拿大、
德国等国学者开始研究利用微波（高频）干燥木 材。试验结果表明，木材微波（高频）干燥是一 种最有效的快速干燥方法。
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我国从 1974 年开始进行了木材微波（高频） 干燥技术的研究和推广，并取得了一定的成绩。 研究表明：对于易干、中等及难干的常用树种和 不同规格的木材，在满足质量要求的前提下，微
波干燥与常规蒸汽干燥相比，可以缩短干燥时间 几十倍。近年来，随着技术的进步，微波（高频） 干燥设备的性能也更趋完善，微波（高频）干燥 技术开始逐步工业化应用于木材干燥行业，尤其
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是用微波对木质坚硬的珍贵木材进行干燥可以 获得良好的效果。
干燥质量好，节约木材微波（高频）是一种
穿透力较强的电磁波，它能穿透木材一定的深 度，向被加热木材内部辐射微波电磁场，推动其 极化分子的剧烈运动而产生热量。如用频率为 915MHz和2450MHz的微波对具有很高含水率的木
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材进行加热或干燥时，微波在木材中穿透深度分 别可达 16cm 和 6cm。而当木材含水率较低时，其 穿透深度可达二十几厘米，甚至更大，能满足厚 方材干燥的要求。因此，微波（高频）加热过程
能量利用效率高常规干燥中，设备预热、传 热损失和壳体散热损失在总的能耗中占据较大 比例。用微波（高频）进行加热时，湿木材能吸 收绝大部分微波能，并转化为热能，而设备壳体
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金属材料是微波（高频）反射型材料，它只能反 射而不能吸收微波(或极少吸收微波)。因此，组 成微波（高频）加热设备的热损失仅占总能耗的 极少部分。再者，微波（高频）加热是内部体热
高频与微波干燥高频电磁波一般是指波长 为 7.5m~1000m，频率介于 0.3MHz~40MHz 间的电 磁波；而微波是指波长为 1mm~1000mm，频率介于 3×102MHz~3×105MHz 的电磁波。在
我国，常用微波加热设备的频率为 915MHz 和 2450MHz。
加热时间长。而用微波（高频）加热木材时，热 量不是从木材外部传入，而是通过交变电磁场与 木材中极性分子（主要为水分子）的相互作用而 直接在木材内部发生，其热量的产生具有即时性
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和整体性。只要木料不是特别厚，木料沿整个厚 度方向能同时热透，热透时间与木料厚度基本无 关。与常规干燥相比，微波（高频）干燥具有一 系列优点：
引起离子导电损耗热效应。2 木材物质非结晶区 域存在许多羟基等极性偶极子基团和吸着在亲 水性羟基上的吸着水分子，其在交变电磁场作用 下能够发生频繁取向运动而引起介质损耗热效
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应。3 木材中的极化水分子随着交变电磁场方向 的变化而迅速旋转，相互摩擦，产生热量。由于 木材中水的相对介电常数和损耗系数最大，在微 波场作用下发热量最多，因此在干燥时，一般认
投资较大。3 微波场的均匀性有待改善，磁控管 的效率较低（一般为 70%），在一定程度上影响了 微波干燥质量的提高和能耗的降低。然而，在一 定的条件下，微波（高频）干燥是可行的，它主
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要适宜于干燥厚方材、珍贵材和初含水率在纤维 饱和点附近的木材。其中，高频电磁波波长比微 波波长长，穿透木材内部的深度更深，适合干燥 更厚的木材。木材微波干燥
源，它并不需要高温介质来传热，使得绝大部分 微波能量被湿木材吸收并转化为升温和水分蒸 发所需要的热量，形成了微波（高频）能量利用 的高效性。与常规电加热方式相比，微波（高频）
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加热一般可省电 30%～50%。
可直接用来干燥木质半成品人类自古以来 对实木进行加工利用时，无一例外都是先将木材
干燥后再加工。这是由于如果先下料制成形后再 干燥，成型的木构件在干燥过程中只要略有变 形、开裂，就不能使用，而微波（高频）干燥能 基本保持木构件的原样，不变形、不开裂。因此，
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可以利用微波（高频）直接对木质半成品进行干 燥，干燥好后再对半成品进行精加工。这样不仅 可以节约能源，降低干燥成本，还可以提高提高 木材利用率 15%～20%。
能在整个木材内同时进行，升温迅速，大大缩短 了常规加热中热传导的时间。除了特别厚的木材 外，一般可以做到表里一起均匀加热。
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由于在微波（高频）干燥 （Microwave/high-frequencydrying）过程中， 木材内部受热均匀，温度梯度和含水率梯度小， 其产生的干燥应力也小。因此，如果能控制好微
波（高频）输出的功率大小、干燥时间和通风排 湿，微波（高频）干燥的质量比常规蒸汽干燥更 容易得到保证，从而提高木材利用率至少 5%以 上。另外，由于微波（高频）加热具有独特的非
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热效应（生物效应），微波（高频）干燥可以在 较低温度下更彻底杀灭各种虫菌，消除木制品虫 害，避免常规干燥中可能出现的木材生菌、长霉 现象。