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提琴材料的秘密


2016-3-12 12:01 | 原作者: zyw8000 | 来自: 中国小提琴论坛(原文)

摘要:   《乐器》杂志上有一篇郑荃大师的好文章,题目叫做《提琴材料的秘密》。在本论坛搜索了一下,之前好象没有这篇文章。因此,偶也学学许多老师、琴友的样子,把这篇好文章转来这里与大家共享。其中专业的丰富的介绍 ...

  《乐器》杂志上有一篇郑荃大师的好文章,题目叫做《提琴材料的秘密》。在本论坛搜索了一下,之前好象没有这篇文章。因此,偶也学学许多老师琴友的样子,把这篇好文章转来这里与大家共享。其中专业的丰富的介绍,相信对许多初涉提琴,需要增加这方面知识的琴友会有帮助。

  这篇文章本是杂志登载,偶注明出处,大概不至于有什么版权问题的。

《提琴材料的秘密》 郑荃   制作一把提琴要用好几种木材。但是一般提琴的主要部分——音板、侧板和琴头,部是用槭木和云杉这两种材料制成的。早期的提琴制作家也曾试着用李木、柳木、杨木、槐木等硬木来制作提琴的背板,用冷杉来制作提琴的面板。比如斯特拉地瓦里、阿玛蒂都用李木和杨木作过提琴。还有一些意大利的大提琴的背扳是用柳木和李木制作的。但是,用槭木和云杉搭配来制作提琴的方法很快得到确认。这一方面是因为这两种木材的树径较大,生长普遍,在欧洲很容易得到;另一方面,通过各种试验后,制作者认识到它们是使乐器取得优良声音的最佳组合。现在已经很少再有人去尝试使用其它的木材来制作提琴了。 云杉和槭木   云杉是大自然赋于人类的最好的制造乐器音板的材料。它的弹性好,密度小,树脂含量适中。就纵向的传声速度而言,能达到6000米/秒左右,是空气传声速度的20倍。只有碳素纤维才能达到这样快的传声速度。但是,我们知道碳素纤维的密度要比云杉大得多。所以,云杉就成了在所有的自然和人工合成的材料中声学品质最好的材料。许多弦乐器的面板,钢琴的音板,都是用云杉来制造的。   在欧洲,传统使用的云杉是欧洲云杉。它分布在阿尔俾斯山脉,法国、意大利、瑞士、奥地利、德国都有出产,以意大利北部的“铁峡谷”出产的品质最好。中国的云杉有很多种。传统使用大小兴安岭的鱼鳞云杉。近年来,还开发了东北地区的长自云杉、西伯里亚云杉。西南地的紫果云杉、麦吊云杉和西北地区的新疆云杉等。从目前取得的样品的分析来看,以出产在吉林长白山地区的长白云杉最接近欧洲云杉。   选用槭木制作提琴的背板和其他部分的原因则是另一种情况。欧洲槭木是一种常见的,一般树径较大的落叶乔木。槭木的密度较云杉大,传声速度略低,木质细密,重量适中。由干这些特点.它很适合于用来制造声反射板和需要较强机械强度的零部件。因此被用来制造提琴的背板、侧板和琴头。在钢琴制造中,则被用来制造击弦机和其他部件。有的槭木在生长时纤维发生卷曲形成了波浪状的美丽的花纹,在油漆后产生光折射.非常漂亮。这种带花纹的槭木是一种罕见的珍贵材料,价格不菲。   欧洲制琴用的槭木的主要产地在南斯拉夫,据说在土耳其也有出产。意大利波河流域出产的槭木有较细的、不太规则的花纹,虽然不太美观,但制成的提琴的声音却很好。在相当长的一段时间里中国的提琴制作家常用东北地区的色木来制琴。色术也是槭术的一种。东北地区的色术质地坚硬,色浅棕,常带有深色的髓斑条纹。这种髓斑是一种生长在树木的形成层里的寄生虫咬伤了形成层而形成的,成为东北地区槭木的一个特点。东北地区色木的另一个特点就是假心材比较大。所谓假心材就是在树心附近的木材由于霉菌的生长而发黑,影响材质和外观。在东北地区还有一种叫白牛子的槭科植物,色白、质轻,木射线发达,常被用来制作琴码。有些带有花纹的也可以用来制造提琴,声音很好。   我国著名提琴制作大师戴洪祥1984年在德国卡赛尔国际提琴制作比赛中获得金奖的一把提琴,就是用白牛子来制作背板的。由于东北地区的森林长期地被过量采伐,能够用来制琴的材料越来越少,提琴材料的主要产地转向西南。我国西南地区有很多种槭科的树种。有川滇三角枫、五角枫等。也许是因为其叶片的形状象鸭掌,当地称为鸭儿掌、鹅儿掌、鸭脚木等。西南地区的槭木分布很广,四川、云南、贵州、西藏都有出产,甚至还有些材料据说产自缅甸。西南地区的槭木树径大,色白,黑心材小,出材率较高。由于树种和产地的不同,材质有很大的区别。但总的来说,比东北的槭木要轻,木质较疏松,弹性模量比欧洲槭木要低一些。 材料的选择   提琴制作工作者对制琴材料的挑选可能有两种情况:挑选原木和挑选锯切好的音板坯料。   挑选原木是一件需要很多实践经验的工作。对挑选云杉来说,首先应该注意树木的生长方向。有的树是旋转着生长的,这样当剖切成板材时就会切断所有的纤维,影响提琴的外观和声音。另外,还要从原木的端面来观察木材的年轮,软硬,树脂含量,早晚材比例等等。挑选槭木也需要注意生长方向,注意木材的硬度,但困难的是判断花纹的深浅和生长情况。同样体积的槭木,有的出材率很高,有的却只有很少的一部分有花纹。   挑选坯料则要直观得多。我们可以从剖面直接观察音板,可以敲击来判断它们的发音情况,也可以用刀去刻划,从而判断木材的软硬。   对云杉而言,我们挑选的要求是:木纹顺直,年轮均匀而宽度适中,纤维与剖切面平行,有较发达的木射线,树脂含量适中,没有树节和树脂囊,剖切面与年轮垂直,软硬适中。敲击时声音清脆,发音敏感。   槭木的种类较多,材料的差异就很大。比如在挑选东北地区的色木时我们就要挑选材质较疏松的、较轻的板材,而在挑选西南的槭木时,因为大多数材料偏软,我们就要挑选木质相对紧密的,较硬的材料。对乐器的美观和商业价值而言,槭木的花纹是非常重要的。而对乐器的声音来说材质对提琴的音色起着更关键的作用。   借助现代的科学技术知识和测试手段,提琴制作家们有了更多的挑选材料的方法。我们知道乐器材料的声学品质常数与木材的传声速度的平方根成正比,与材料的密度的平方根成反此,就是说木材的弹性模量要高,传声速度要快,密度要小(同样体积的木材,重量要轻)。所以很多制琴工作室用声速仪来测定材料的传声速度,用单位体积的重量来计算材料的密度,从而对木材的声学品质作出判断。不但对材料的选择,而且对制造提琴时对声音的设计,都有很大的帮助。与木材的声学品质有密切关系的还有它的声辐射品质常数,声阻抗,声衰减系数等等。这些数据的取得.可以用传统的测试和计算方法,也可以用先进的计算机分析的方法。l991年北大物理系和中央音乐学院提琴制作研究中心曾开发过一套专用的软件,来测试提琴材料的各种声学品质常数。 材料的处理   和其他的木材制品一样,提琴材料需要在干燥后才能使用。但是在另一个方面,提琴材料的干燥又与其他木材制品很不一样。提琴材料必须经过长期的储存才能使用。这个储存的阶段一般把它叫做天然干燥。实际上,它既与干燥有一定的关系,又不完全是木材与水分的关系。   木材在干燥,通风的条件下储存,其含水量迅速下降。在半年到一年的时间里,就和周围的空气湿度取得平衡。在这以后,木材的含水量,就随周围空气湿度的变化而变化。我们知道木材的这种容易吸收空气中水分的现象,主要是因为木材的半纤维素中含有许多羟基。羟基的一个化学键是开放的,非常活泼,很容易与空气中的水分结合,增加木材的水分的含量。而木材的水份含量是影响木材声学品质的主要因数,它直接影响到提琴的声音。我们都有这样的经验,当一片薄木板干燥时,敲击它会发出清脆的声音。如果把它浸湿了,声音就变得沉闷。用没有经过长期储存的木材制成的提琴也是这样。当天气干燥时它的声音就变得明亮,而在阴雨天它的声音就有很大的变化。人们注意到,在古旧的乐器或用经过长期储存的木材制成的乐器上,这种现象虽然也有,但变化要小得多。古旧木材的含水率稳定在10%左右。这就是说,旧的木材和古老的木材与空气中的湿度的相关度减小(有些用不正确的木材处理方法的古乐器除外)。这是因为在长期储存的过程中,羟基的自由键互相结合,成为较为稳定的大分子。鉴于这种现象,许多科学家和制作家一直在进行各种各样的试验,加速木材的老化,或者采用各种方法,改变木材的化学结构,减小其与空气湿度的相关性,改善乐器的声学品质。就目前资料介绍的方法,有浸泡和涂刷、熏蒸各种处理剂的方珐;有热处理、酸处理、发酵处理、氧化处理、光处理、微波处理等等。中央音乐学院提琴制作研究中心从9O年起就得到了霍英东科研基金和文化部科研经费的资助,设立了专题研究项目。除了对欧洲出产的提琴木材和中国出产的提琴材料进行理化性能的对比分析外,对木材的老化和防潮处理进行了系统的研究并取得了很多成果。用处理过的材料制成的提琴,音色很接近古琴,受气候变化的影响减少,被许多著名的交响乐团用做专业演奏用乐器和独奏乐器,并在国际提琴制作比赛中取得了很好的成绩。

  实际上人们早就观察到古琴的材料与新材料之间的不同,而且认识到材料之间的差别是影响到古琴与现代琴之间的音色差别的最重要的因素之一。几百年来,意大利古琴的音色是所有提琴制作家们追求的目标,古意大利提琴制作家处理木材的方法也成了想尽办法要破译的秘密。根据剑桥大学研究组用能量分散X光分光技术EDAX方法的研究,古意大利提琴材料的表面含有一种很象是火山灰的,含有铝、硅、磷、硫、钾、钙、钛、铁和锰等成分的物质。研究斯特拉地瓦里的权威萨考尼则认为斯特拉地瓦里在他的乐器的内部涂刷了蛋清和蜂蜜、树脂的混合物,在外部涂刷了用葡萄藤烧成的草木灰的水浸出液。他还主张使用碳酸钾或碳酸钠的溶液处理木材,使木材硬化。1990年J.WOODHOUSE 和C.Y.BARL0W 在STRAD杂志上发表文章,他们在用电子显微镜观察古意大利提琴的面板的切片时发现一般在树木死亡后就会关闭的细胞壁上的纹孔塞(TORUS)在古琴上是开着的。他们认为有大量的真菌在这些木材在水中运输时繁殖,菌丝的生长打开了纹孔塞。这些开放的小孔增加了木材的透气性,从而改善了材料的声学品质。持相近观点的还有美国德克萨斯洲A&M大学的内吉韦利教授(J.NAGYVARY)他先用温水浸泡材料,使真菌繁殖,然后用其他的处理剂处理。为了扩大他的实验,他向美国政府申请了研究经费,还邀请了我国的提琴制作家陈光乐去美国用他处理过的木材制琴。制成的乐器价格不菲。   实际上,我们对古琴的材料和木材在长期储存过程中发生的变化研究得非常不够。自然界中的一些现象,看起来很简单,实际上却有许多错综复杂的原因。   欧洲一些长期在古琴修复工作室工作的修复专家们有很多机会接触和研究那些最珍贵的意大利古琴。据他们说,用刀具切割这些古老的木材时,感觉与其说是切割木材,更接近于切割石膏板。这使我们对所谓木材的“骨化”现象有了更形象的认识。但是,这种现象是怎么造成的呢?木材的结构和成分在这几百年里起了什么样的变化呢?   还有一个很有趣的现象。新材料制成3—4毫米的音板后,有很强的透光性。而同样厚薄的古琴的音板却几乎不透光。这种现象,至今还未见有人去研究和提出报告。   总而言之,木材在长期的储存过程中发生了很多变化,有的是化学变化,有的是物理变化。这些化学和物理的变化引起了提琴木材的声学品质的变化。人们观察到这些变化的存在,意识到这些变化对提高提琴的声音品质的重要性,从而开始研究这些变化的原因和它们的规律,研究控制这些变化的可能性。和人类对许多自然现象的认识一样,这种研究需要有一个很长的,逐步认识的过程。   这正是我们和今后几代人的使命。                        文/郑荃


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引用 东府花园 2009-7-15 21:47
感谢zyw8000朋友的转载,让我们有机会读到这样具有权威性的好文章!
引用 candycatmom 2009-7-15 22:40
顶!!!!!谢谢!zyw800的转贴。我要打印收藏。希望能看到更多的转贴好文!!!
引用 xieyijing 2009-7-16 09:16
好好好
引用 zyw8000 2009-7-16 10:14
多谢东府老师、<B>candycatmom</B><B>、</B><B>xieyijing</B>琴友对此贴的关注!



<P>郑荃大师这篇文章,对希望熟悉、了解、掌握提琴材料方面知识的琴友们,真的会有很大的帮助。其实文章中的一些看法、观点和解说,小于、东府等许多老师在他们的贴子中也有论述。</P>
<P>偶转载此文,是为了让琴友们通过令人敬仰的郑大师的文章,进一步贴近地了解中国提琴界的一代宗师——郑荃。</P>
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[此贴子已经被作者于2009-7-16 10:18:17编辑过]

引用 skbao 2009-7-17 14:58
谢谢zyw8000先生! 好文章啊! 我对其中古琴的奇特物理、化学现象尤其感到兴趣。
引用 zyw8000 2009-7-17 15:12
<P>呵呵呵呵!您老勤奋好学,善于动手动脑。任何新知识好知识,只要被您老看中并吸收,到您老的脑子、肚子里去转过一圈,立马会得到全新的诠释,变成简单易行,十分有用的东西转送给大家的啊!</P><P>哈哈哈哈~~~~肯定不会有人认为偶此言有错的哦!</P>[em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em01][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03]
引用 如歌如吟 2009-7-17 22:45
太棒了!!!
引用 wangyaoo 2009-7-18 04:10
<P>wow, a super article. Make me interested in violin making and physics. </P><P>Sorry, couldn't type Chinese on this computer. </P>
引用 wld4803 2009-7-18 23:01
非常感兴趣的好文,谢谢zyw8000朋友的转载。
[此贴子已经被作者于2009-7-18 23:01:44编辑过]

引用 zyw8000 2009-7-19 08:53
<B>以下是引用<I>wangyaoo</I>在2009-7-18 4:10:00的发言:</B>


<P>Sorry, couldn't type Chinese on this computer. </P>

<P>  
<P>  
<P>偶多嘴给个建议:您是否可尝试安装一款翻译软件在您的电脑上,以后与大家交流就方便多啦?!
<P>如果不能安装也就不要勉强!但千万别误会了偶建议的善意哦!  
[em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03][em03]
引用 sunshunoo8 2009-7-19 16:16
感谢8000老师的转载,郑大师理论研究与探索必将引领制琴业赶超世界水平!
引用 dayianta 2010-5-25 21:09
谢谢zyw8000的转载

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