木材压缩密实化是改良人工林速生木材性能和提高其附加值的有效方法。但传统的整体压缩方法木材体积损失大,表层压缩方法形成的压缩木材经过后期加工后压缩层会变薄甚至消失。寻求一种新的压缩方法更好的改良木材品质具有重要的理论意义和实际应用价值。本论文主要研究预热处理条件下实现压缩层可以形成于木材表层至木材中心层的不同位置及其物理力学性能变化规律,为木制品后期加工利用奠定良好基础。采用毛白杨(Populus tomentosa)速生材为试验材料,探究了气干材浸水、放置、不同温度预热压缩后层状压缩木材形成和密度分布规律,观察了层状压缩木材压缩层、过渡层和未压缩层细胞的变形特征;测定分析了不同预热温度下形成的层状压缩木材的物理力学性能变化规律;通过控制预热时间获得了层状压缩木材(表层压缩木材、中心层压缩木材)和整体压缩木材,对比分析了层状结构压缩木材和均匀结构整体压缩木材物理力学性能差异;采用新的热处理方法常压、180℃和0.3 MPa、180℃蒸汽对压缩木材进行变形固定处理,分析了压缩木材热处理前后物理力学性能变化。论文主要结论如下:1)采用仅改变预热温度的方式(90、120、150、180和210℃)对毛白杨弦切板材(厚度为25 mm,含水率为18.3%)内部进行湿热分布调控(预热处理12 min),然后实施径向机械压缩(压缩率20.0%),可以使压缩层形成于木材表层至木材中心层的不同位置,即仅通过改变预热温度可使压缩密实化位置得到控制,并构建了木材表层压缩、中间层压缩和中心层压缩模型。压缩层位置随着预热温度升高表现为二次函数(y=-0.35x2+3.65x-1.75)或者指数函数(y=3.96Ln(x)+1.54)变化,预热温度每升高30℃,压缩层位置的变化量为0.45～2.71 mm。压缩层平均密度随着预热温度升高呈增大的变化趋势,压缩层平均密度为0.61～0.71 g/cm3。2)升高预热温度可以显著提高层状压缩木材的尺寸稳定性,显著增大木材层状压缩前后的颜色差,其中150℃是尺寸稳定性和颜色变化的关键温度点。预热温度由90℃升高至210℃后,木材表面硬度增加了 51.4%,木材硬度减小了 19.6%,而预热温度对抗弯弹性模量和抗弯强度无显著影响。3)采用改变预热时间可以形成层状压缩(表层压缩、中心层压缩)和整体压缩模式。热压温度180℃,压缩率20.0%时,预热时间不同对表层压缩、中心层压缩和整体压缩木材的尺寸稳定性和颜色无显著差异,层状结构压缩木材中表层压缩木材的力学性能较均匀结构整体压缩木材的力学性能更高,其表面硬度、木材硬度、抗弯弹性模量和强度较整体压缩木材的增加率分别为63.1%、43.5%、19.4%和21.3%。4)常压、180℃和0.3 MPa、180℃蒸汽处理2h是提高压缩木材尺寸稳定性的有效方法,压缩木材经过0.3 MPa、180℃蒸汽处理2 h后在40℃、相对湿度90%条件下吸湿8天后回弹率约为1.8%,在20℃水中浸泡48 h后的回弹率约为9.1%。后期热处理会引起层状压缩木材表面硬度、木材硬度、抗弯弹性模量和抗弯强度降低,但与对照材相比仍有显著提高。毛白杨速生材经过层状压缩和后期热处理后可以获得性能优良的压缩木材。