下面重点讨论一下乐器用材的第一大户:木材。用木材做成脚钉调震动,避震梁前辈是原创。我是看着梁前辈的博客慢慢玩起来的。现在木质脚钉好像已经不再是钉垫的主流,被边缘化了,但要说它将要退出玩震动的历史舞台,我认为还为时过早,至少在高科技的“通吃”钉出现之前不会。如果按照houwei的理解,只要木材还是制造乐器的主要材质,它就不会轻易地退出玩震动的舞台。为什么古今中外这么多种类的乐器都会不约而同的选择用木材呢?我相信这背后一定有生理学上的原因,人类可能更喜欢听木头发出的温暖的声音。而金属和石头总体上来说音色都偏冷,不耐久听。目前木钉的被边缘化,主要是大部分情况下,它没有被用好,结果是声音不够鲜活,高频延伸差,声音发“木”,只要解决这个问题,木钉就会重新抬头,因为它的波形与乐器的主材更接近。木头的味道无可替代,否则就不会成为古今中外众多乐器的主材了。下面这些是我对钉垫用木材的认识,这些认识很多都是从乐器制造业和木材业的书本和网站上面学来的,再结合在玩木头中得来的感性认识和思考。因为houwei不是专业造钉户,也不是乐器制造和木材业的专业人士,只是一个凭兴趣玩钉进而爱屋及乌玩木头的人,水平有限,出错的可能性很大,可我还是冒昧的写出来,旨在抛砖引玉,给同好探索者提供一些玩木头的线索。
木材的木材学和物理学特征指标很多,梳理下来,我认为以下这几个指标是对考量一块木材是否适合做钉垫比较有用:1、树种及木材种类、2、气干密度。3、木材结构及管孔。4、纤维特性。5、新老料。6、硬度和顺纹抗弯强度。
1、 树种及木材种类。百度一下“音色木材”,可以发现一个转帖很广的帖子,列举了常见的适合做乐器的几十种木材及声音特点,大概是外国人写的,翻译的人好像对木材不是很了解,有一些明显的错误,但不要紧,我们只要看个大概就可以了。我们从这里就可以得出一个结论,不同的木材有不同的音色,木材虽多,但只有少数音色好的木材被选中做乐器。所以我们在选钉垫木料的时候不妨借鉴一下成语“桃李不言,下自成蹊”,如果是常见的木材而没有被选中做乐器的,多半同样也不适合做钉材,因为多少年来做乐器的人多半早就试过了。但罕见的木材不在此列,因为罕见,所以可能音色很好,但做乐器的人从来就不知道,知道的也搞不到。
2、气干密度。排除含水量的因素(一般不会用新伐料或浸水料直接做钉垫),适合做钉垫的木材密度最好要大于一,也就是说是沉水料。如果按照houwei钉、垫功能分离的选材原则,钉的主要功能是承接震动产生谐振,木料的比重最好在1.00-1.10 g/cm³之间,太轻了声音容易散慢含混,太重了又不容易充分震动,声音容易发紧发死。这个1.00—1.10 g/cm³之间纯属个体经验,大概耳,不可较真。在我的震动处理体系中,垫的主要功能是隔离震动,则密度越大越好。密度越大,则“内部摩擦系数”(也是一种指标)越大,震动传导得越慢,衰减得越多。这个或可解释为动能在摩擦中转化成了热能。
综合上述两点,我们可以发现,在常见木材中,合适做钉垫的木材已经没有几种了,而这些木材大多数都恰好在“国标红木”的范围之内。在“国标红木”的5属8类33种木材中,檀香紫檀(印度小叶紫檀)和降香黄檀(海南黄花梨)现在已经是“疯狂的木头”,基本上已经没有用来做钉垫的可能性,花梨木类和鸡翅木类的比重和木质又都不行,集体枪毙。乌木类的木材国内很少见,条纹乌木类中的苏拉威西乌木也早在1992年就禁止出口了,目前也比较难找到,剩下的比较适合做订垫而又比较容易找到的“红木”,比较集中在黑酸枝类和红酸枝类这两类。
3、木材结构及管孔。木材结构是一个木材材质细密程度的指标, 按其结构粗细分为5级:(1)甚粗,d>=0.3mm,肉眼可见;(2)粗,0.2mm<=d<=0.3mm,肉眼也可见;(3)中庸,0.1mm<=d<=0.2mm,稍看得见;(4)细,0.05mm<=d<=0.1mm;(5)甚细,d<=0.05mm。一般沉水料的结构都比较细密,至少是细。介于细与甚细之间的叫做“甚细至细”。
管孔俗称棕眼,是木材输送水分和矿物质的导管。它比木材的纤维细胞大很多,一般肉眼可见,如部分印度小叶紫檀的管孔在弦切面上来看有细、短而弯曲,状如牛毛的特征,所以俗称牛毛纹紫檀。管孔中有很多树脂,这些树脂在木材的弦切面上是一条线,而在横切面上是一个点,如部分印度小叶紫檀老料的树脂经长期氧化后,在横切面上会形成很多橘黄色的斑点,所以俗称金星紫檀。按照乐器选材的说法,管孔和里面的树脂对声音都是有害的。管孔影响木材的均匀性,所以,管孔越少越小越均匀越好。乐器用材,基本上都是选用散孔材的木种而很少有选环孔材木种的。(散孔材:指木材中整个生长轮内,管孔的大小和分布颇均匀,或仅逐渐变迁者。环孔材:指木材的生长轮早材管孔显然比晚材管孔大,且形成一环明显的带或轮者。)
4、纤维特性。木材主要是由木材纤维构成的,这种纤维的结构其实和我们平时吸饮料的吸管差不多。吸管就相当于细胞壁,木材的细胞壁越厚,通常该木料的密度越大。细胞壁里面是密度很小的细胞质,我们无视,就当里面是空的。一块木材就和一捆吸管的结构差不多。木材与金属等材质的一个显著区别就是木材是由纤维构成的,而纤维具有方向性。在一个乐器制造网站上看到,有人对声音在木材中的传导做过测试,结果是声音在顺纹中的传导速度要比在横纹中的传导速度快十几倍。声音在顺纹中传导,可以看成是顺着吸管传导,里面是空的,内部摩擦系数小,所以传导得快;而声音在横纹中传导就会遇到大密度吸管壁的层层阻隔,内部摩擦系数大,所以传导得慢。木料的密度越大,顺纹、横纹的差异就越小,因为细胞壁的占比大了,空腔就相对小了,但这种差异是一定存在的。大家都参观过上海世博会吧?英国等热门馆,你排了3个钟头没有进去,颤颤巍巍过来一老头,身份证一晃就进去了,那叫“绿色通道”。 现在我们大部分的木钉都是车制的,横切纵放,使用的时候木材纤维上下贯通,震动就相当于老头走绿色通道,很容易顺流而下到下面去,这可以看成是“导震”,而化震的效率显然不高。木材纤维的纹理也很重要,因为她关系到声音传导的一致性和流畅性,所以,乐器选材都要求纹理通直,间隔均匀,无节无疤。纹理交错扭曲的都不是好料,这个主要是由树种决定的,但木材的个体差异很大,只能说在好的树种中找到上述合适纹理的机会越大。当然,我们用乐器用材的标准来选钉垫用材可能苛刻了一点,但原理是一样的,在有选择的时候不妨参照。
5、新老料。避震梁前辈的听感:“…….不同年代的新旧木也有不同的声音。新木声音中频较为松散,高频光辉灿烂、而低频略嫌过厚。旧木高频晶莹通透、中音醇和、低颇有相当好的控制力和下潜力。”不论什么木料,老料都要优于新料。原因主要有两方面。第一,老料的木性稳定,各种张力已经消除得差不多了,尺寸和形状的稳定性好。第二,有害于声音(主要是会影响共鸣)的树脂会随着时间的推移慢慢挥发掉。再从乐器网站上抄一段:“随着时间的推移,木材细胞结构内会产生较大的变化:1、含水率降低;2、木材强度增强,3、树脂挥发细胞腔空洞。从而加大了木材对声学性能的提高。”树脂主要是由水、宿糖、单宁和其它有机化合物组成的,在自然状态下,水一般只要4-5年就能挥发干净,而塑糖和单宁至少要将近20-30年才能挥发大半,最好要百年以上,顶级二胡用的多半都是从明清旧家具上拆下来的老红木和老紫檀。用人工的方法加速老化,如用蒸煮、火烤等,都会使木质受损,据说YAMAHA钢琴制作用的是置换的办法:先将木头浸在水里,这样树脂会慢慢被浸出来,然后再把水弄干就比较方便了,但就是这样也需要10年左右的时间。欧洲人老实,最好的琴料都是自然风干几十上百年的。我个人的体会是老料的松透感和韵味远非新料可比,这一点在听古琴的时候特别明显。所以,大家买木钉、做木钉的时候,都不要忽略新老料这个重要的因素。
6、 硬度和顺纹抗弯强度。硬度是一个测量固体材料抗拒永久形变特性的指标。顺纹抗弯强度是一个测量木料抵抗弯曲不断裂能力的指标,(还有一个相关度很高的指标是顺纹抗弯弹性模量,但很少能查得到)。这个是很专业的指标,我也不太搞得明白,只是综合在查找和分析各种木材指标并结合我自己加工木材时的具体感受发现,张力、韧性和弹性大的阳刚类木材,往往同时硬度和顺纹抗弯强度也都较大,属于硬韧型的;而优雅、轻快的阴柔类木材,往往硬度较大但顺纹抗弯强度却比较小,属于硬脆型的。所以我认为这两个指标的组合可以作为寻找、辨别木质钉材的辅助指标。
综上所述,我认为只要知道以上6项信息,基本上就可以推断出这种或这块木料是否合适做钉垫,可减少选材的盲目性。需要特别说明的是,木材的个体差异很大,所以,指标只能作为一个参考。标准:1、树种:最保险的是乐器用材(罕见的木类除外),2、密度:钉料的密度1.00-1.10 g/cm³(纯属个人观点),垫料的密度则越大可能越好。3、木材结构:至少是细,最好是甚细。管孔:少、细、匀。4、纤维特性:纹理通直、均匀。5、老料为上。6、硬度高,(这个和密度有很大的关联度但不绝对),同时顺纹抗弯强度大的是阳刚类的,顺纹抗弯强度小的是阴柔类的。还有一个个体的选材标准:无节疤、空洞、开裂等缺陷。如果有阳刚和阴柔两种木材可同时选用最好,可各展所长,有阴阳平衡之效,很多乐器都是这么干的。阳刚类的木材宜放在震动大的音箱下面,较易发挥其张力大的优势,阴柔类的木材宜放在功放等震动小的器材下面,较易发挥其音色美的特点。讯源下二可。如果只有一种木料,首选阳刚类的。