霸拓会员群研讨-谢新提：木材学以及乐器使用木材的探讨（二） 200713

霸拓会员群研讨

木材学以及乐器使用木材的探讨（二）

文/ 谢新提（湖南艺术职业学院）

【编者按】

为抗击新冠肺炎，自（2020年）2月4日起，疫情期间，每晚7:30，霸拓会员共同进行分享研讨，积蓄力量，积极备战疫后工作。

3月5日群研讨题目：《木材学以及乐器使用木材的探讨》（二）

分享老师：谢新提

主持老师：吴汉洲

百花齐放、百家争鸣是学术的基本态度。作为学术平台，霸拓推送（并不代表认同）能引发思索的文章。

谢新提：老师们好！我们昨天晚上讨论了木材的生长，树干的结构，年轮、早材与晚材，心材与边材等概念。其中的重点就是年轮的形成与早材，晚材的关系。

由于早材的材质疏松，晚材的材质致密，这种由生长规律造成的材质差异也决定了木材的特性——各向异性。

实际上我们的钢琴生产，加工，应用，维护等很多工作，都是围绕着木材的这种特性而工作，或适应，或改变。

吴红江：谢老师，各向异性，是什么意思？@谢新提 

谢新提：木材的各向异性是指因为木材各个层面，各个方向的材质存在着差异。

从而造成他们在物理、化学等方面的不同反应。

吴红江：是板材还是原木？

谢新提：如果讲得现实一点，木材的变形算是各向异性的一个典型表现。

吴红江：奥利给

谢新提：这种各向异性应该放在木材应用中来探讨可能更有价值。

所以，我认为应该放到板材来讨论可能更有意义。

不知道这样回答是否正确？吴老师@吴红江

黄永更：木材在脱水以后，由于收缩的比例不同，就造成了变形，恐怕就是这个原因吧？

谢新提：是的黄老师。@黄永更

吴红江：支持。@谢新提 

谢新提：早材与晚材混合在一起。

黄永更：开裂也应该是变形的一种形式吧

谢新提：在同样的环境中，对热，力的反应不同，于是就有了变形。@黄永更

开裂更多的应该是木材的生理结构与后期处理共同造成的。

罗文：了解了木材特性，音板的排列就清晰了。

谢新提：接下来，也会有涉及到开裂的木材机理问题。

是的，罗老师。欢迎罗老师指导。@罗文

黄永更：能够很好地了解它的特性，就能够比较好的运用它，在使用中扬长避短吧。请谢老师继续。

罗文：大家做的比较多的，郎头棍的更换，就可以应用到其中。

谢新提：刚才我们讲到早晚材因为材质的不同而造成了木材的各向异性特征，但，事实上，还不止是早晚材的问题，我们接着来看看心材与边材。

是的，罗老师。@罗文

罗文：国产琴的郎头排列容易不均，就是最好的例子。

谢新提：我们不妨再回顾一下心材与边材的概念。

我们先看一副图。

顾名思义，在原木横断面上，有些树种的木材内部和外部颜色深浅不同。

黄永更：芯材质地相对坚硬，边材质地相对松软吧？

谢新提：中间色深的为心材，边上色浅的为边材。

嗯，我们进一步分析。@黄永更

黄永更：是的，颜色非常明显不同。

谢新提：换句话说：靠近树皮部分的颜色较浅，称为边材；靠近髓心部分的颜色要深些，称为心材。

罗文：木材是有记忆性的。

谢新提：是的。@罗文

木材在物理力学、声学，热学，电学，环境学等多方面都表现出它的规律性。

刚刚黄老师说，心材质地比边材要硬，我们来看看是为什么。

罗文：谢老师说的这个非常重要，教大家怎么识木材。

谢新提：心材是由边材转变而来，它是由死细胞构成，已经丧失了生活机能，细胞中填充有单宁、色素等物质，所以色深，而且因为有填充物的存在，而质地也硬。

谢谢罗老师鼓励并参与。@罗文

谢新提：心材、边材颜色上有显著区别的树种称心材树种。比较曲型的有红松、柏木、水曲柳等。

上图是红松

柏木

水曲柳

罗文：上图左边的那一部份最好。

谢新提：罗老师指的是这一部分吧？

我们继续。

罗文：适合做低音部份。

谢新提：既然有心材树种，就一定会有边材树种。上面两副图与前面的心材树种看起来不一样吧？

崔银凤：不一样，看不出来心材和边材分界线。

谢新提：上图看不出心材与边材界限，我们称为边材树种，这是桦木。

边材树种的概念也如您所述。@崔银凤

吴汉洲：谢老师，树种不同，材质有什么不同呢？

谢新提：当然，除了边材树种，心材树种之外，就还一种叫树熟材树种，它是心材树种的一种特殊形态。

吴老师，等下啊，我们把概念讲完。@吴汉洲

谢新提：我们看看上图这是什么树？

感觉有心，但各原木的心都不一样，有的有，有的没有，有的大，有的小。

我们看看它是什么树种。

谢新提：我在网上借了一幅图，

这就是我们钢琴音板的最佳原材料，

鱼鳞云杉。

崔银凤：是呢。

谢新提：凡心材、边材没有颜色上的区别，而有含水量区别的树种，称隐心材(熟材)树种，如鱼鳞云杉、椴木等。

这种树，心材边材没有明显区别，只有在含水率不均衡时，才会出现色差。我们称之为熟材树种（隐心材）。

谢新提：这个椴木也是。

另外，我们再看两幅图。

可做键盘。

谢新提：这两幅图都是心材树种，请问它们有什么区别？

江国柱：下面这个松木。

吴汉洲：年轮密度不一样。

谢新提：是的。@吴汉洲

江国柱：下面这个年轮个规则。

谢新提：他们一个是阔叶树，一个是针叶树。

江老师看得细@江国柱

我们昨天讲早材与晚材时，讲到一个晚材率问题。

因为晚材比早材质地硬，所以，晚材率高的木材要比晚材率低的木材要好。

江国柱：越到外面年轮越密。

黄永更：上面的那种是不是要好些？

谢新提：那么我们借用这个晚材率的概念，既然心材比边材质地硬，糖、淀粉含量低，稳定性更好，那么是不是选材时，也可以讲究一个“心材比“的问题啊。

黄老师一眼看出来上面的应该是硬木类。@黄永更

实际上，上面两幅图是想说明一个概念：

心材有大有小，通常心材宽度超过半径的2/3谓心材大，不足半径的一半谓心材小。

江国柱：谢老师为什么针叶木年轮要规整些呢？

谢新提：讲到这里，我想请吴老师组织老师讨论一下，关于心材与边材的一些特性，我们钢琴中各个零部件在选材或裁切是，要怎么去利用心才与边材？

黄永更：我就知道松树是针叶树种。

吴汉洲：谢老师来讲就好了

谢新提：主要是树皮和生长速度，生长环境影响。@江国柱

江国柱：而且大部分长得特直。

罗文：风调雨顺。@江国柱

黄永更：我想着，弦轴板、转机器的零部件应该用质地细腻的芯材，音板是不是需要质地轻的，纤维松的边材？我是瞎想的。@谢新提

谢新提：其实这个命题应该抛开切割法来讨论。

黄永更：当然，肯定是没有结疤的最好吧。

谢新提：我们就谈颜色。

黄老师您说一说，光从心材与边材的颜色来讨论钢琴的键盘机械材料，我们应该用么去选用？

我们平时所看到击弦机除了相互音的木纹有延续性，是不是在颜色上也很统一？

黄永更：琴键的导向孔盖木，卡钉底座木都是带有颜色的芯材吧？

江国柱：那是两种木材。@黄永更 

谢新提：那是握钉力更好，结构更强的硬木。@黄永更

黄永更：对，颜色很统一。

谢新提：是作为特殊部位的一个力的加强。@黄永更

黄永更：键盘框中梁一定要用好的木材哟。

崔银凤：音板，键盘都是淡色的好看，用边材是可以吧。

谢新提：是的。@崔银凤

崔银凤：我也不懂，乱猜的。@谢新提 

谢新提：我听说键盘机械的木材都会用边材，不知道是不是真的，这里吴老师应该更有发言权。主要是考虑到色泽因素。

黄永更：有的弦槌木芯儿用的所谓红木，我想是不是也可以用颜色重的芯材呢？

谢新提：黄老师，那是树种与材质的区别了。@黄永更

江国柱：用鹅耳枥木的多，做槌芯。

谢新提：我们可以认为在给键盘机械做裁切时，部件的材色的统一性是必须考虑的。

黄永更：我的对于木材的知识非常匮乏哟。

谢新提：也就是说，在心材与边材中做选择，当然，前面讲到的鱼鳞云杉，属于隐心材，木材干了以后，心材与边材在色泽上没有明显区别。

黄永更：不知道我们平时见到的笔直笔直杉树，是不是云杉？

樊海宽：剩下心材是不是可以做边框之类的？

谢新提：背架也需要啊。

樊海宽：要不然浪费太严重了。

谢新提：不是，那是水杉,或者就是南方地区的杉树。@黄永更

江国柱：针叶也分好多种.

黄永更：奥。背架的选材是不是可以相对粗糙一些？

谢新提：要看受力情况。@黄永更

罗文：晚材宜。

黄永更：松树我就认识马尾松和雪松。

谢新提：这幅图，请老师们好好研究几分钟

罗文：说说阳面，阴面对零部件的影响吧。@谢新提

谢新提：您是说树木生长的向阳面吗？

韩瑞涛：谢老师放置五年的木材和十年的木材有什么区别呢？@谢新提 

谢新提：这个区别大了。@韩瑞涛

我们放后面慢慢展开好不？

树木向阳与不向阳普扁存在

吴汉洲：稳定性是吧？

江国柱：向阳面应该长得快些，年轮应该疏点吧？

罗文：最重要的一点就是含油量不同。

谢新提：向阳长面，叶面蒸腾快，导管粗，营养物质更丰富。

江国柱：这是向阳面吗？

谢新提：就象罗老师说的，含油量，含糖，淀粉有机物等成分更多。

罗文：比如，向阳面的郎头棍应该朝什么方向？

谢新提：年轮也会要宽一些。

江国柱：学习了。

韩瑞涛：榔头棍应该是什么木材呢？@罗文

谢新提：从材性角度来考量，应该放在进行方向。但，树木的应力情况，还不止是木质疏密的影响。@罗文

比如有些阳面或阴面特别严重的，形成了偏心木了，那这里面还得考虑应力因素了，就复杂了。

罗文：阳面朝前后，不能朝左右。

谢新提：不过，我们相信优质的钢琴在选材时一般都会过虑掉这些因素。

很有道理，这是主动规避木材身陷。@罗文

以后我们还是讨论到这方面的问题。

韩瑞涛：嗯 是的 这是细节。

黄永更：弦槌柄木从受力的角度，木纹应该朝前，木面朝左右。

罗文：利用木材的记忆性。

谢新提：不过，今晚余下的讨论时间也不多了，交给罗老师展开来讲，拓展一下我们的视野。罗老师您继续。是不是跟应加力和应拉力有关？@罗文

吴老师好，罗老师说的这个木材记忆是不是和其生长过环境造成的阳面，阴面应力有关？@吴红江

罗文：音板材包括小提琴的木材，最好都堆方在地窖里。

韩瑞涛：这个意思是让其阴干，不能干的太快是吗？

罗文：利用微生物来分解木材的含油量。

韩瑞涛：会不会发霉啊？

罗文：会。

就是要这个。

樊海宽：罗老师，放在露天淋湿的和这种放地窖阴干最大的区别在哪里？

吴汉洲：木材干燥时要定期洒水，防止开裂过度。

吴红江：记忆性？是不是就是复原趋势？谢老师。@谢新提 

韩瑞涛：啊 霉变会不会损坏木质呢？

吴红江：会。@韩瑞涛

谢新提：我也是朝这个方向理解的，还是因为生长速度造成的材性复杂性问题。@吴红江

罗文：肯定不能霉烂。

黄永更：我见过钢琴厂的大蒸房房，木桶在里面蒸，把纤维间的胶、油之类都给蒸馏了出来。

谢新提：有些原木根据树干向阳面和背阴面，其材质有所不同，为减少板材的翘曲变形，原木正确下料的方法是木材阴面或阳面应分别集中于同一页板材上。

罗文：这个是后期加工了。

谢新提：这只是一方面。@黄永更

韩瑞涛：木材干燥时需要洒水，很矛盾啊。不过确实是洒水，我去过洛社，街上总会见到。@吴汉洲 

谢新提：关键还是加湿，防止木材表面脱水过快而开裂。

吴汉洲：是的，就是这个意思。

谢新提：这个在后续中会讨论到哦。

樊海宽：我见过有原木材放水里的。

谢新提：那是特殊用途的工艺。@樊海宽

黄永更：过去曾经见到过，有人用纸或者其他东西，将锯倒的木头端头贴上，避免开裂。

谢新提：含胶量大的水，都要泡水里。

樊海宽：是不是去除里面树脂？猜想。

谢新提：因为端面是导管，水分直通而出，阻止端面失水过快而为之。@黄永更

黄永更：是的，有的木工，在开板前，曾经先将木头泡在水里。

谢新提：可以这么理解，胶质会部分稀释。但，主要还是均衡脱水。有胶质的树种脱水更不畅通。@樊海宽

感谢老师们如此热烈的讨论，让知识碰撞，开花，拓展了我们的知识面。

罗文：相同体积，五年，十年的重量就差很多。

谢新提：原则上，我们在工作实践中碰到的所有问题，所有经验之谈，都有其科学性，都可以在木材学中找到相应的解读，我们会从原理出发，牵出更多的工作实践案例来，与老师们共同探讨。

罗文：很多工作室就只要音板，其它都换新的。我只懂些皮毛。琴厂员工最好都要学习这些内容，出来的琴就更加好。

谢新提：我补充一个昨晚关于年轮与生长轮的问题。

太阳的直射总是在南半球与北半球之间来回移动，也就是说，太阳每年都要两次穿梭赤道，因此，赤道上的地区，每年都会经历两个雨季，两个干旱季。

雨李一般是3-5月，9-11月，《动物世界》里面，赵忠祥老师总是会说，动物们炎热难耐，但干旱很快就要过去了，雨季即将来临，就是指的这个现象。

罗文：所以那里的植物长得快。

谢新提：树木每年会经历两个生长季，会形成两层早材与晚材，因而，不叫年轮，叫生长轮。

吴红江：像谢老师这样讲课，专业知识通俗化，不脱离生活，很难得。