霸拓会员群研讨-谢新提：《木材与钢琴》（一） 201005

霸拓会员群研讨

木材与钢琴（一）

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16研讨题目：《木材与钢琴》（一）

分享老师：谢新提

共同分享老师：

黄永更 陈佐霆 吴汉洲 韩瑞涛 耿勇志 丁娜

主持老师：崔银凤

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。

崔银凤：大家现在都开工了么？我看不少老师已经开工了，有的老师都已经开始为培养下一代小技师做准备了。

真没想到这个春天这么不平常，我们‘被’闲在家里，不能出门，不能工作，每天网上信息满天飞好焦虑呀，，幸运的是霸拓红江会长和汉洲老师给我们安排群内的技术研讨交流，老师们无私的分享给技术经验，工具的使用，还有惨痛的教训，让我觉得自己懂的太少，忽然间就有一种冲动，特别想跟在各位老师身边，当个小跟班，，多多的学习些经验，好多提高些本领，见笑了老师们。

好，话不多说，前段时间大家跟新提老师学习木材学没学够，休息了几天，谢老师和几位老师们又来给我们分享了。

欢迎各位同仁老师们一起参与讨论。

谢新提：老师们好！

很高兴，今天又能和大家一起来讨论钢琴木材有关问题。

韩瑞涛：谢老师这方面很专业。

谢新提：前段时间，我们已经讨论了木材的宏观结构，木材中的自由水与吸着水、纤维饱和点与木材材性的变 化、平衡含水率概念与吸湿滞后现象、木材干缩湿胀发生规律、原因、对于钢琴键盘机械用木材利用 的影响及其有效控制途径等问题。

我们讨论钢琴木材学的目的不是为了学习专业木材学而学，而是为了明白与钢琴生产、修整、维护 、保养相关的一些现象、问题的原理所在，并利用所学知识去指导我们科学思考，科学生产、科学维 护保养。

在接下来的第二期讨论中，我们将进一步地研讨与钢琴木材学有关的热学性质、电学性质、声学性质 、力学性质、加工性质以及木材环境学特性等内容。

为了避免说教，在本期开始，我们尽量以当晚研讨内容为指导，充分结合钢琴生产、维护保养过程中的 现象问题，开展广泛讨论，希望老师们积极参与。

我们今晚的讨论内容为木材的热学性质，那么，我想请老师都说说，我们所看到的，用到的，与木材热学性质相关的工艺或现象。

韩瑞涛：热变形。@谢新提

张岩峰：木材做弯曲工艺的时候会用到加热。

黄永更：不理解是指木材具有热能，还是具有耐热变形性？@谢新提

谢新提：是指木材遇热过程所产生的一系列变化。@黄永更

耿勇志：木材遇热会变形。

江国柱：想问下曲压弦马是什么工艺呢？

谢新提：为什么会变形？@耿勇志

韩瑞涛：板材水煮处理。

黄永更：据我所知，木材遇热具有韧性，可变性。

耿勇志：根据含水量，温度。

谢新提：我们还可以把范围缩小一点吗？比方说，钢琴的生产与维护过程中。@黄永更

江国柱：让分子结构重新排列吗？

韩瑞涛：加热会使木材的弹性减小。

江国柱：烤榔头柄。

黄永更：木材加热后，可以进行一定的弯曲加工。

韩瑞涛：利用微波加热。

谢新提：钢琴生产的哪个环节用到？@韩瑞涛

黄永更：对于已经变形的木材，也可以通过加热，对其进行恢复处理。

谢新提：钢琴中哪些地方用的加热与弯曲工艺？@黄永更

韩瑞涛：我曾经见过在做外壳时用过。

吴汉洲：烤榔头柄，是为了把胶烤软？

崔银凤：木材干燥的时候需要热处理。

江国柱：不是把木头烤软吗？@吴汉洲

谢新提：为什么只是为了把胶烤软？@吴汉洲

黄永更：三角钢琴的外壳成型，就是先对板材进行加热处理。@谢新提

耿勇志：是把木头烤软吧？

韩瑞涛：软只是表象，其实是降低了木材的韧性。@江国柱

吴汉洲：把胶烤软，把弦槌角度调正。

江国柱：我也很困惑，有的老师说胶软，有的老师说木头软。

谢新提：谢谢吴老师解答。@吴汉洲

吴红江：是调节含水率。@江国柱

黄永更：木皮的旋切加工前，就是对原木进行蒸煮后进行的。

张岩峰：那要看你是横着烤还是竖着烤了。@江国柱

江国柱：对胶起作用吗？比如ab胶。@吴红江

韩瑞涛：也可以减小木材的开裂。

江国柱：比如ab胶。

韩瑞涛：其实是烤木头 不可以烤胶。

黄永更：对弦槌柄的扭曲恢复，可以用加热的方法。

吴汉洲：弦槌柄两头都是粘胶的，木材和胶谁软化的快。@江国柱

黄永更：能想到的也就是这些了。@谢新提

谢新提：谢谢老师们的回答，看来，讲木材如果不讲热学性质，还真不行啊。

吴汉洲：通过木头传热。

崔银凤：是的，谢老师。

吴红江：请问什么胶可以烤化了，然后等它冷却后又很结实？@江国柱

江国柱：如果是ab胶软了不就变质了吗？

谢新提：就让我们带着这些问题去了解一下木材的热学性质吧，也许能从中间找到答案。

黄永更：对对对，木头也会传热。

江国柱：我也在想这个问题。@吴红江 

黄永更：期待谢老师讲解！@谢新提

张岩峰：热熔胶。

江国柱：动物胶。

吴红江：请问什么胶粘好后部件笔直，随着时间延长，部件就被胶带跑啦？@江国柱

谢新提：所有物质遇热都可以会产生不稳定，比方说汽油，酒精。@江国柱@吴红江

韩瑞涛：动物胶可以 但仅凭烤不能使他均匀受热。反而会出问题。@吴红江

吴红江：所以是在处理含水率。

江国柱：现在大都是白胶。

耿勇志：现在大部分是ab白乳胶。

不要跑题儿，请谢老师继续

吴红江：槌柄变形是因为两侧缩涨比不一致。@江国柱

谢新提：不着急啊，我们一起去找一找答案。

韩瑞涛：在烘烤加热弦槌柄的时候 我发现有的品牌很容易就考过来了 有的却需要烤一烤 这是因为材质不同还是含水率的问题呢？@谢新提

谢新提：材质和含水率或加热方式。

耿勇志：我想这两种因素都有决定性的作用。

谢新提：比方说木材的热容比：木材热容量与比热：某物质平均温度升高１℃所需的热量称为该物质的热容量。@韩瑞涛

韩瑞涛：谢老师给讲讲，什么是热容量？

谢新提：有的木材热容比高，加热起来慢，反之热容比低的加热起来就快，反应也就快。

另外，还有一个导热系数：

韩瑞涛：我觉得导热快慢也有关系。

谢新提：木材的导热系数：木材被局部加热时，其加热部位的分子振动，能量增加。分子在振动碰撞过程 中，将能量传递给邻近分子，这样顺次传递能量，将外加的热量向木材内部扩散，称为木材的热传导 。

是的，这就是导热系数影响。@韩瑞涛

韩瑞涛：恩，这下就能理解了。

谢新提：因为弦槌柄表面受热后，再传到内部核心区，有一个传热过程。

韩瑞涛：树种不一样 这个参数肯定也不同。

康新鹏：木头是热的不良导体，烤榔头柄中间，传到胶质部分的热量不足以熔化胶质的吧？

谢新提：热传导快的，变形与定形都快，点为3秒，吹一口气，就定下来了。

韩瑞涛：应该不会吧。@康新鹏

耿勇志：这样也就是说有的榔头柄短时间加热就可以变形，有的需要长时间加热，同样也可以变形，就是时间的问题吧？

韩瑞涛：没那么快。

谢新提：有的点一次火没用，得多几秒，而且，冷却时间也要长些，这就是热传导系数的影响。

韩瑞涛：应该是密度越大的木材越慢，是这样吗？@谢新提

谢新提：这也有关系。因为木材的密度与其内部细胞大小及填充物有关。@韩瑞涛

我们看看影响木材导热系数的因素。

康新鹏：密度影响导热吧？

谢新提：是的康老师。@康新鹏

木材密度:木材导热系数随木材密度的增加而增大，二者近呈直线关系。

韩瑞涛：松木快铁木慢。

丁娜：含水率是否也影响呢？

谢新提：另外，木材中随着含水率的增加，部分空气被水分替代，因而木材的导热系数将增大。

韩瑞涛：应该是有影响。

谢新提：是的，丁老师。@丁娜

耿勇志：对的，这个水分应该是也占有很大的决定因素。

谢新提：我们不论是冬天还是热天，只要衣服湿了，都能够感知到冷或凉快，这是就因为水的辅助传热作用。所以，我们在处理弦槌柄与琴键变形时，最好用酒精灯，或蒸汽加热，这也是利用水的传热作用。

黄永更：是水的传导性和好吧？@谢新提

韩瑞涛：含水率高导热就快？@谢新提

黄永更：那就是湿材好进行变形加工吧！

谢新提：水一加热，水蒸汽在导管中窜得快。@黄永更

韩瑞涛：恩，有湿度，太干容易烧着。

耿勇志：我有的时候处理键盘变形的时候先刷点水，然后再进行外力矫正加热。

谢新提：太干了变成了热塑性了。@韩瑞涛

黄永更：固体具有热变形性，木材也在其中吧？

谢新提：可以辅助加湿，但，一定要充分加热，不留水渍。

韩瑞涛：那一般是顺着木纹好变形还是没讲究？

谢新提：科学说法叫做木材的热弹性变形。@黄永更

韩瑞涛：就像做风筝架子用火烤一样。

宋建民：谢老师，怎样的加热方法更充分呢？@谢新提 

谢新提：提高温度:导热系数与热力学温度成正比，导热系数随温度升高而增高。@宋建民

提高湿度。

韩瑞涛：最安全的是蒸汽加热，不怕时间长，有湿度也有温度。

谢新提：把握好热流方向，木材顺纹方向的导热系数远较横纹大。

宋建民：谢谢二位老师。@韩瑞涛 @谢新提 

耿勇志：蒸汽完了还需要烘干一下。

谢新提：蒸汽温度高，原则上不会在木材内部存水。@耿勇志

只要表面没有明显的水印就行。

耿勇志：哦哦。

谢新提：木材有一个热弹性和热塑性。

耿勇志：水蒸气导热跟火烤哪个更快一些呢？

黄永更：看来，干加热没有湿加热安全吧？

韩瑞涛：蒸气的湿度那么大不会留存在木头里吗？@谢新提

是滴 我总是烤黑。@黄永更 

张岩峰：蒸汽不会过热，不会引燃木头和其它材料，安全。@韩瑞涛

耿勇志：说明蒸汽温度没有达到木材变质。

谢新提：不会深入，因为，木材受热后，里面蒸汽压力只会比外面大。里面的水要出来，外面的水要进去，就会在半路相逢。@韩瑞涛

黄永更：对于多层的胶合材质，我担心热蒸汽会把它搞开胶！心里发憷。

谢新提：通常琴键不论是什么形状，表面材料已经有了塑性，要重新改变琴键的变形，必须先湿润并加热，软化它，解除其原有的塑性，再通过弹性变形校正，重新塑形。

确实要谨慎。@黄永更

黄永更：好方法，今后矫正琴键，一定采用湿加热。@谢新提

耿勇志：包括榔头柄严重的也可以用。

谢新提：多层实木键校正更快，他的校正过程力学关系与纯实木键不一样。

另外，木材的导温系数（热扩散率）也不一样，:导温系数又称为热扩散率，它表征材料在加热或冷却非稳定状态过 程中，各点温度迅速趋于一致的能力。导温系数越大，材料中各点达到同一温度的速度就越快。@黄永更

崔银凤：更换中梢和前梢呢，也是蒸汽法好吧？

谢新提：多层键经过挤压，密度大，导温系数高。@黄永更

有双重功效，方面脱胶了，另一方面其实比脱胶还重要。老师们不妨猜一猜，那另一方面指的什么？

崔银凤：没想到呢。

耿勇志：变形？

韩瑞涛：还真想不出来，谢老师给说说。@谢新提

谢新提：键圆销底孔，扁销孔在弹奏，维修过程中都会受到挤压变形。

崔银凤：木材会恢复一部分么？

谢新提：而木材的特性之一就是热膨胀和热弹塑性。木材热膨胀:温度升高，木材也会产生热膨胀。但因木材中常含有一定的水分，加热引起木材温度升高，水分加速蒸发引起木材干缩而减小其尺寸，木材干缩数值较热膨胀大得多。所以在木材加工时多考虑干缩值，而少注意木材的热膨膨。

但是，木材的热膨胀对于键销孔来说是个好事情，木材表面软化，膨胀，塑形，这个孔就比原来的要小一些了。

樊海宽：孔呢也会跟着膨胀。

耿勇志：对于键盘紧的就不好了，对于松的是个好事。

崔银凤：从来没有考虑过，还能一举两得呀。@谢新提

谢新提：甚至有小量恢复圆销底孔变形的功能，这就是为什么去除键销孔呢，用蒸汽比用热风机好，另外，这个还环保，不产生灰尘。

韩瑞涛：有道理。

崔银凤：等需要换的时候应该是孔过于大了吧？@耿勇志 

谢新提：我们只谈热学性质的利用。@耿勇志

韩瑞涛：学习了。

谢新提：世间事物两难全，凡事都有两面性。

加热过程，确切讲是长时间加热过程，对木材是有影响的，我们来看看木材耐热性及热对木材性质和使用的影响

在加热情况下，不同温度段对木材性质与使用有很大的影响。

木材加热到180℃左右，就有一氧化碳CO（27.88%）、氢H2（21%）、甲烷CH4（11.36%）、乙烷C2H6 （3.09%）和乙烯C2H4（3.72%）等可燃性气体释放出。

韩瑞涛：还有这么多内容！

谢新提：我以前从来没想到过，木材燃烧过程居然是释放气体，总以为就是他的木质在燃烧。

耿勇志：质变的过程。

黄永更：这就是木材的化学性质吧？

谢新提：当继续加热使木材温度上升到250－290℃时，木材开始产生放热反应，分解出更多易燃性气体，气体 能产生持续的火苗，但仍不是木材本身的燃烧。把产生这种火苗的燃烧状态叫无火苗着火，把这一温度称着火点温度。若将温度升到350－450℃时，木材能自动着火，把这一温度叫做发火点温度。

张岩峰：木材干馏，生成碳和一氧化碳。

谢新提：常温下，热对木材使用影响小。

张岩峰：烤肉的碳就是这样做的。

谢新提：但如将木材长期处于40—60℃下，木材材色会呈现暗褐色，木材强度逐渐降低，这些表明木材外部与内部的化学成分已有所改变。

老师们，有没有看到有的教学琴房，用小太阳烤火的现象。

韩瑞涛：恩，有，变色了。

谢新提：你们觉得钢琴边上放烤火炉对钢琴有什么影响？

韩瑞涛：变得很干燥。

谢新提：结果呢？@韩瑞涛

韩瑞涛：强度韧性降低。

崔银凤：不能发生火灾么？

黄永更：受热不均匀，肯定有影响。

耿勇志：着火。

韩瑞涛：开裂，变形。

谢新提：有没有油漆脱落？

黄永更：侧板开胶，油漆面崩裂。

崔银凤：会有的。

丁娜：木制件和漆件开裂。

谢新提：还有跑音。

韩瑞涛：内应力会失衡。

耿勇志：彩色琴还会变色。

谢新提：钢琴外壳局部长期受热。

崔银凤：木材的含水率急剧变化了，还是不均匀的。

谢新提：有些影响不在面上，而是因果关联，我们看不到，客户更看不到，但我们要去联想。

是的，木材内部水分流动不均衡，还有热膨胀。油漆与木材双材性受热，膨胀系数不同，会起壳。

黄永更：因此，钢琴距离暖气片近，是一个道理，对琴都不好！

谢新提：是的。

耿勇志：干燥容易开裂。

谢新提：热对木材的影响很多，有些要规避，有些可以利用。

蒸煮加热处理对木材塑性和强度有一定的影响，但如利用得当则可转化成有利因素。

100℃温度下长期蒸煮加热处理木材，其重量会发生明显的损失，并且可导致木材弹性模量减小，力学强度下降，冲击韧性降低更多。

原因在于木材长期受热后,部分半纤维素分解而引起的，蒸煮加热引起半纤维素和纤维素分解的影响要比木材在空气中受热大，故木材力学强度下降的程度也大。

韩瑞涛：我现在知道N年前见过做古筝的煮木头的原因了。

谢新提：按照上面的理论，经常烤火的琴腿会不会容易断啊？

韩瑞涛：有可能。

谢新提：韩老师你说说古筝煮木头。@韩瑞涛

韩瑞涛：经常烤火会造成木头的韧性改变。

谢新提：是的。@韩瑞涛

吴汉洲：变脆吗？

崔银凤：容易断，没有韧性了，变脆了。

韩瑞涛：古筝煮木头也是用水煮的办法改变木头的内应力，减小木材的变形与开裂。

耿勇志：脆了。

谢新提：应力均衡处理，另外，也有软化，塑性变形的作用。

韩瑞涛：也能降低木材的吸水性吧？

谢新提：是的。

韩瑞涛：应该是吸湿性。

谢新提：木材软化、木材密化化处理、曲木家具加工和木材干燥等生产上根据木材的这种特性，可采用适合的温度和较短时间内水煮或汽蒸处理木材。

不仅可释放木材内部应力、减小木材变形与开裂，还降低木材的吸湿性和将木材变化的形状固定，以生产出满意的木制品。

韩瑞涛：恩，琴是用火烧烧的黑漆漆的。

谢新提：关于木材的热学性质，其实我们在生活与工作、实践中已经广泛应用。

韩瑞涛：长知识了。谢老师，经过热源干扰过的木头，是定型了呢还是还会有变化？

谢新提：要看工艺哦。@韩瑞涛

黄永更：了解这些知识后，就可以扬长避短，合理利用了、

谢新提：工艺不合理，会有无穷多的内部应力；工艺合理，内部应力小，就算是定形了。

韩瑞涛：我觉得经过热处理的木头改变了内部的应力，甚至一些化学性质。

谢新提：但，定形以后的材料，经过加热软化，又可以再次弹性变形，达到塑形。

耿勇志：对，这些完全应用合理了，钢琴就变得很稳定了。

韩瑞涛：后期的变形应该会很小。

谢新提：以后，我们的机会讲一讲木材的干燥，将会改变我们对于木材干燥过程的简单理解，

因为木材的干燥过程实际上就象一个微观世界中的各种力量的较劲。如果，处理不当，后患无穷。@韩瑞涛

韩瑞涛：真的很微观。

谢新提：今晚的讨论就到这里，希望能够给老师们有所启发，去进一步利用木材热学性质有关原理，去科学有序地开展钢琴修整服务工作。

谢谢大家！