热处理木材声学性能的研究
摘要：木材是在广大乐器市场的重要组成市场，它的各方面性能直接决定了乐器发音的质量。随着人们物质生活水平的不断提高，精神水平的追求不断提升，对乐器构成的材料要求也必然随之上升。木材资源的日益枯竭是整个世界都在面对的问题，加上乐器所要求的木材种类主要以部分针叶材为主，如杉木、泡桐等。因此，为了解决这一尖锐矛盾的存在，对木材声学性能的改善是势在必行的。目前国内外对木材声学性能的改善，大多以化学方法、浸渍处理木材来降低木材的吸湿性和提高稳定性来改善其声学性能。也有部分学者通过热处理的方法，在不添加化学药剂的情况下，让木材自身内部发生化学结构的变化来改善声学性能，但并未对其变化机理进行说明探究。本文对前人对木材声学性能的研究进行总结并分析热处理木材声学性能改善的主要因素。
关键词：木材声学性能、热处理、吸湿性、稳定性、纤维素、半纤维素、结晶度、比动弹性模量、声阻抗、声衰减、声阻尼
正文：
木材是一种天然高分子的材料，在人类日常生活中起到至关重要的作用，其具有的调节环境和温湿度等特性是钢铁、水泥、塑料等无法相比的。众人皆知，木材是乐器制作的主要材料，直接决定了一把乐器品质的高低，像提琴、吉他、二胡等乐器都离不开木材。根据姜笑梅对我国乐器目前现状的研究，可以看到在2005、2006年中国就提琴而言，制造了近100万把左右，出口近80万，占比世界的60%以上[1]。其木材的消耗量巨大，大部分木材都需要依赖于进口，据相关报道作为乐器的主要原材料木材价格每年都在以不同形式的幅度上涨，以市场树种SPF为例，其中包含具有相当不错音乐品质的云杉，价格都受到不同程度的提高，因此快速提高木材的声学性能、提高乐器质量和生产水平，对木材资源的可持续发展是具有非常重要的实际意义。
木材的声学性能受到各方面的影响，树种、木材的选取部位、锯切方向、所含缺陷、木材物理构造特征（如密度、含水率、生产轮宽度、晚材率、管胞长度和微纤丝角和结晶度等）、化学性质（如抽提物的含量和成分）都会不同程度影响木材的声学性能。因此对木材声学性能的改良可以着手从这些方面进行探究，由于木材的选取部位、锯切方向等容易控制，即对乐器的选材方面加以控制即可。而木材的生长轮宽度、晚材率、管胞长度、微纤丝角等是由木材的生长环境等控制的[2]，一般情况下木材的生长轮结构越均匀，其声学的振动性能越优良，沈隽实验证明具有优秀声学性能的云杉属木材生长轮宽度在1-1.5mm，晚材率在15%-28%，大部分木材纤维长度达到4000mu;m，木材振动效率最高，此外适宜的木材长宽度比为100-110，管胞壁厚度为0.030-0.050mu;m（无论径向，弦向），s2层纤丝角为9°-17°[3]。对木材声学性能的改变主要集中在木材的吸湿性、稳定性、密度、抽提物含量来切入。而木材声学特性的评价有相应的指标来确定，主要是对数衰减（delta;=ln（A1/A2）、比动弹性模量（E/rho;）、声阻抗（w=(rho;E)1/2）、声辐射阻尼系数（R=(E/rho;3)1/2）等物理量对其进行评价[4]。这些物理量大多和弹性模量（E）和密度（rho;）来决定他们的大小，一般性能优良的音板具有较低的对数衰减率、声阻抗和较高的声辐射阻尼、比动态弹性模量。
木材声学性能的改良是指通过一系列的化学、物理、生物等处理方法来改善木材的音质，提高其稳定性（进而提升振动效率）、降低木材吸湿性、降低木材损耗角正切。这些方法中，前人对化学生物处理方法运用的较多、而利用物理方法进行改善的研究较少，事实上热处理是一种物理方法，将木材至于高温高湿的环境下进行改性，使其内部自身发生化学结构的变化。热处理木材对木材吸湿性的改善是很明显的，木材的热处理是使木材产生老化，但并不是退化，长期老化通常会降低木材的吸湿性。降低的吸湿性提高了木材的尺寸稳定性，并稳定了木材的机械和声学性能。性能取决于含水量。因此，经验音乐家和工匠对老龄化的影响木材的声学质量和稳定性得做出了一定的分析[5]。主要从热处理技术方面对声学性能影响进行了总结和探究。
1.热处理木材声学性能的研究现状
1.1国内目前热处理的研究。
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