木材碳化，又稱木材高溫熱處理（Thermal Modification），是以水蒸氣、惰性氣體、油、水等為導熱介質，在160～250℃溫度下，對木材進行短期熱解

木材碳化，又稱木材高溫熱處理（Thermal Modification），是以水蒸氣、惰性氣體、油、水等為導熱介質，在160～250℃溫度下，對木材進行短期熱解處理的一種環保型木材物理保護技術。高溫下對木材的處理可以使得木材組分發生物理變化和化學變化，從而可以改善木材的尺寸穩定性、耐久性和顏色。熱處理后木材性質的改變狀況，很大程度上取決于木材樹種的不同和工藝條件的差異。

近10年來，歐洲的荷蘭、法國、德國和芬蘭。已經實現了木材碳化技術的工業化應用。此外，日本、加拿大等國家和我國臺灣地區，也對碳化木材進行了多方面的研究，并取得了一定成果。

木材碳化的原理

木材碳化主要作用于半纖維素、纖維素無定形區和連接纖維素與半纖維素的氫鍵。

比如我們將木材加熱數小時至175℃左右，無氧狀況，部分半纖維素會降解，羥基等親水結構減少，木材對濕度的穩定性會增強；結晶比例增加，木材尺寸穩定性強度增強；木素網狀體橫向連接增加亦增強了木材的穩定性、強度；過程中產生的甲酸、乙酸、酚類化合物更是可以延緩腐化延長保存期限。

當然，具體工藝流程（溫濕度曲線）每個生產商都有自己的標準，它需要多次試錯與總結。

加熱的溫濕度和時間要非常精準：溫度超過了纖維素、半纖維素的玻璃化后，時間一長，它們大量降解后極易出現強度下降等負面情況；同樣，氫鍵的過量減少也將讓整體強度降低。

碳化對木材性質的影響

1.密度降低

主要來源于半纖維素的部分損失。 大多數研究表明5- 8％的半纖維素的降解幾乎不會犧牲結構強度。

2.強度增加

在適當的溫度下進行碳化處理，木材的強度會增加，但是過量、過熱的碳化會讓強度下降。

3.水分含量降低

所有木材都會吸收大氣中的水分，平衡含水率（EMC）與相對濕度和內部結構相關。 在碳化過程中由于羥基等親水基團的部分損失，木材吸收水分的能力降低。

因此，碳化木材不僅在給定的相對濕度下具有更低的EMC，并且EMC隨相對濕度升高的增量也會降低，故木材在體積上不易膨脹和收縮。

從上圖表可以看出，碳化木材對濕度的敏感度明顯降低，這給予了它更好的穩定度

碳化能夠提高木材的尺寸穩定性，除去或緩釋木材內應力，原因在于，半纖維素特別是多糖醛苷發生化學變化后，變成弱吸濕性單體；此外，纖維素分子鏈內羥基相互結合而構成氫鍵。

4.顏色加深

從上面的圖中可以看出，隨著碳化溫度的升高，顏色越來越深。碳化木材顏色的變化，主要是由化合物變化，半纖維素、木素、某些抽提化合物的降解引起。

5.防腐能力提升

碳化提高木材防腐性能的可能原因是，碳化過程中，木材組分發生了改變，切斷了菌類生存所需的營養物質來源；同時，含水率的降低抑制了菌類生長，使耐腐性得以提高。