高温热处理优点是提高木材尺寸稳定性和耐久性能，但是也会导致木材力学强度降低、重量减轻以及木材颜色变化等。如何平衡热处理木材尺寸稳定性的提高与力学强度下降、重量损失以及颜色变化的关系；根据热处理材木制品（如地热地板用热处理材）最终要求来选择和优化热处理工艺，是木材高温热处理研究和加工企业急需解决的问题。因此，掌握热处理材性质变化规律与性质间相互关系，应用多种分析手段揭示热处理材尺寸稳定性与力学强度变化机理，对高温热处理加工工艺和推动木材热处理生产企业进步，具有重要的现实意义和理论意义。本文以柞木（Quercus mongolica）木材为研究对象，传热介质为过热水蒸汽，考察了热处理温度、时间、氧气浓度和窑内压力4个因子对热处理材性质影响规律以及室内抗白蚁性能，应用运筹学中非线性回归模型优化热处理材用于地热地板的高温热处理工艺，并结合利用扫描电镜、气相色谱、X-射线衍射仪与纳米压痕等技术手段揭示热处理材尺寸稳定性与力学强度变化机理。本文主要结论如下：1)建立了热处理温度、氧气浓度和热处理窑内过热水蒸汽压力等3个因子与热处理材抗弯弹性模量（MOE）、抗弯强度（MOR）、径向抗膨胀系数（Anti-swelling efficiency inradial direction: ASE-R）、宽度方向耐湿尺寸稳定性（Anti-humidity efficiency in width:AHE）、平衡含水率（EMC）和颜色变化（△E*）等6项性质的相互关系。其中：温度与MOE呈三次多项式关系，与MOR、ASE-R、AHE、EMC和△E*为线性关系；氧气浓度与以上6项性质呈二次三项式关系；窑内蒸汽压力和时间与上述6项性质呈线性关系。2)根据影响因子与热处理材性质的相互关系，建立了6项热处理性质与4个因子的非线性回归函数，根据木质地热地板标准要求以及4个影响因子的界定，通过运筹学中的非线性规划求解，获得优化热处理工艺：在常压下进行热处理，处理温度195℃、氧气浓度8.0%和处理时间1h，相对应求解得到的热处理材MOE、MOR、ASE-R、AHE、EMC和△E*分别为17.79GPa、80.02MPa、18.19%、0.28%、7%和16.06，与实际试验结果相近。在满足标准对AHE和EMC要求外，使处理材MOE和MOR最大，同时△E*较小。3)对柞木热处理而言，当温度小于180℃时，氧气浓度不能超过10%，当温度大于220℃，氧气浓度不能超过8%。4)与常压热处理相比，加压过热水蒸汽在热处理温度160℃和180℃时，对进一步提高尺寸稳定性有显著性影响，而在热处理温度220℃时，对进一步提高尺寸稳定性影响较小；随着处理窑中压力的增加，MOE、MOR和硬度逐渐下降。5)对于热处理材分层颜色与密度而言，在热处理温度160℃（180℃）与2h时，第1层的△E*与其它4层的差异不显著；而在热处理温度200℃和220℃下，第1层的△E*与其它4层的差异显著；但其它4层的△E*之间差异不显著；△E*从第1层（最外层）至第5层（中心层）逐渐降低，然而分层气干密度刚好相反。热处理材△E*与EMC、ASE-R呈二次三项式相关，与MOR呈线性关系，而与弦面硬度、径面硬度和MOE不相关。热处理材△E*预测EMC、ASE-R以及MOR较为准确。6)在室内抗白蚁试验中，热处理柞木木材被蛀等级为4级，为不耐抗白蚁蛀蚀。7)热处理柞木木材尺寸稳定性提高的原因：其一，热处理温度180℃木材半纤维素降解生成的各种糖类总量最多，可能主要是五碳糖，当热处理温度继续升高，纤维素生成少量的六碳糖类。由于木材降解，降低木材吸湿性。其二，由于纤维素非结晶区的降解，使处理材相对结晶度增加；加压热处理在密闭环境下，热处理过程中木材产生甲酸、乙酸和糖类等物质，使热处理环境为酸性，处理材的相对结晶度进一步提高。由于相对结晶度的提高，降低木材吸湿性。8)热处理柞木木材力学强度变化的原因：其一，晚材导管等细胞由圆形或方形经高温热处理后变为椭圆形；同时热处理材相对结晶度的增加，使得热处理温度200℃和2h的热处理材MOE较对照材的有所增加。其二，当增加热处理温度、时间延长或窑体蒸汽压力，处理后早材导管附近崩塌严重，甚至开裂，以及木材化学成分热降解，使MOR、MOE和顺纹抗压强度下降。其三，随着热处理温度升高，处理材细胞壁的纵向弹性模量呈先增加后降低趋势，与无疵小试样木材端面硬度变化趋势相同；热处理材细胞壁端面硬度大于对照材的；使热处理材表面硬度也大于对照材的。