人工林杨木是我国主要速生用材树种之一,种植面积世界第一,但速生杨木存在密度小、材质软、尺寸不稳定以及易燃易腐等问题,大大限制了其应用。论文将硅石粉溶液化,通过正交实验考察了硅碱配比、反应时间、反应温度和碱料种类对硅石改性剂（S）性能的影响,利用极差和方差分析优化了硅石溶液化的制备工艺;进一步利用有机硅油和硅烷偶联剂对硅石改性剂进行有机杂化,研制了以硅石改性剂为主剂的渗透性好、高活性的有机杂化硅石溶液木材改性剂即复合硅木材改性剂;将其对杨木进行浸渍改性,并在干燥固化的同时进行热处理,改善了处理材的密度、力学强度和热稳定性等性能;利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外（FTIR）、核磁共振和锥形量热仪等仪器分析了改性材中改性剂的分布和结合形态,探讨了复合硅改性剂的改性机理,以期为推动木材硅化改性的实际应用提供理论基础。主要结论如下:（1）基于硅石溶液化反应的硅碱配比、反应时间、反应温度和碱料种类四因素三水平L9（34）正交实验,考察了硅石改性剂的平均粒度、二氧化硅转化率、固含量等溶液性能指标,通过综合平衡法,得出硅石粉高效液化工艺为:反应温度200℃、碱料种类NaOH、硅碱配比1.715和反应时间4小时,硅石改性剂性能为:SiO2转化率70.9%,模数2.43,固体质量分数42.8%,平均粒径21.91 nm,pH值11.55,密度1.361 g?cm-3,粘度4.8 m Pa?s,改性剂储存期长、稳定性好、渗透性好。（2）分别用硅油和偶联剂对优化制备的硅石溶液进行有机杂化,制得W-SC2和W-HS2复合硅改性剂,两种复合硅改性杨木的吸药量均在250%以上,其绝干增重率和密度均比素材提高45%以上,其吸湿性比硅石改性材（W-S）均明显降低。W-SC2的抗弯弹性模量（MOE）、抗弯强度（MOR）和顺纹抗压强度分别比素材（W）提高了79.8%、68.0%和99.2%,W-HS2的MOE、MOR和抗压强度则分别提升了94.6%、121.5%和122.6%。（3）W-SC2和W-HS2复合硅改性杨木热处理前后的颜色变化显著,总色差?E*均超过30NBS,明度下降。硅油分步杂化复合硅改性热处理材（TW-SC2）的材色变化最大;有机偶联剂杂化复合硅改性热处理材（TW-HS2）的平衡含水率比W-HS2降低了21.9%,吸湿性更低。TW-HS2的MOR、MOE和顺纹抗压强度分别比素材提高了111.3%、84.0%和106.4%。热处理后,复合硅改性杨木颜色变深,吸湿性降低,尺寸更稳定。（4）分别通过扫描电镜、X射线衍射仪、傅里叶红外、固态核磁、锥形量热仪和热重分析探讨了复合硅改性剂在木材中的分布和结合状态,以解析其改性机理。SEM分析表明,复合硅改性剂在木材细胞腔中填充固化,部分进入细胞壁,对木材起到了有效增强作用。FTIR分析发现,复合硅改性材中出现了Si-O-Si键特征峰,说明改性剂同时以物理填充和化学结合的方式存在于木材中,从而能较大程度地改善木材力学性能。29Si核磁共振波谱分析发现,TW-HS2的Si原子周围配位数变大,认为热处理可促进复合硅改性剂在木材中的缩聚固化。锥形量热仪分析表明,经复合硅改性后,杨木的点燃时间延迟,热释放速率第二峰值出现时间明显推后,总热释放量和质量损失速度降低,复合硅对木材有很好的促炭和阻燃效果。热重分析发现,复合硅改性材的热降解速率比素材降低明显,热稳定性提高,复合硅可促使木材提前炭化,减缓木材降解。