初中化学：乐器用金属材料.docx

初中化学：乐器用金属材料　　乐器通常由振动体、传导体、共鸣体、支撑体、附件等组成乐器各个部件使用的材料的性能对乐器的音量、音质〔音色〕 ,特别是频率〔音调〕及其稳定性等有重要的影响这种材料一般要求有适宜的内耗〔或品质因素〕、密度、弹性模量、耐蚀性和成型加工性能中国商周时期〔约公元前17～前3世纪〕就有青铜制的铙和编钟等金属打击乐器某些战国时期的编钟是由含锡15%～16%、铅1%～2%的铜合金制成的 含锡10%～20%的青铜 ,称为响铜 ,用于制造锣、钹等打击乐器现在的笙、芦笙等的簧片也都由响铜制成这种古代就已生产的铜锡合金有良好的力学性能、物理性能和音响效果 ,所以沿用至今如果合金中含锡量增高 ,会使乐器的音频过高 ,脆性增大 ,容易破裂；含锡量降低 ,那么会使乐器音频过低 ,损害音响效果铜管乐长笛也用铜锡合金制作含锌30%〔或10%〕的黄铜和含镍30%的白铜具有音的衰减小、耐蚀性好以及可切削、弯曲、钎焊等性能好的优点 ,用于制造铜号等的管体 ,特别是喇叭出口局部风琴、口琴的音簧要有适当弹性模量弹性模量偏低 ,声音效果不好；弹性模量高时 ,频率稳定性好 ,可以通过控制簧片的长度和厚度把频率调节好 ,并使音量、音质和发音灵敏度获得改善。

手风琴音簧一般用高碳钢薄带制成 ,薄带应有较高的尺寸精度和适宜的硬度硬度过高 ,加工困难 ,容易折断；硬度过低 ,造成频率达不到规定的高度 ,且易随风压变化 ,高次谐波数少而弱 ,因而音色柔和有余 ,而明亮清脆缺乏含碳0.85%、锰0.5%的碳素工具钢〔同中国的T8MnA和T9MnA牌号相近〕是制造琴钢丝〔乐器丝〕的典型金属材料琴钢丝应具有较高的抗拉强度〔一般为2 500～3 500 N/mm2〕、适宜的弹性模量〔180 000～200 000 N/mm2〕 ,良好的耐疲劳性、韧性〔一般要求弯曲8～20次 ,扭转20～30次〕和耐蚀性 ,低的内耗值材料抗拉强度过低 ,除容易断弦外 ,还会产生应力弛豫 ,频率不稳 ,抗拉强度过高 ,那么会产生基频弱 ,谐波强度大、失谐过大 ,造成声音不纯材料的弹性模量过高 ,内耗增大 ,会使音色不柔和 ,有生硬感；弹性模量过低 ,又会使音色过于柔和 ,有“闷〞、“暗〞感琴钢丝直径通常为0.2～1.6 mm ,椭圆度小于0.005 mm椭圆度大了 ,会产生两个回转半径 ,引起两个非谐基频 ,使音色不纯琴钢丝材料的生产 ,必须严格选用原料 ,采用炉外精炼工艺 ,保证化学成分准确、均匀和质地纯洁〔钢中夹杂物和硫、磷等元素含量低〕；还要严格按制金属塑性加工工艺参数 ,使用高精度的模具和合理的金属热处理工艺。

这样 ,才能获得外表光沽、尺寸精确、组织均匀、品质因素好的产品 在乐器的金属支撑体中 ,最典型的是钢琴的框架框架一般用灰口铸铁制造支撑着琴内多达200根琴弦的总拉力{约(15～20)×104 N} ,必须保证琴体结构不变形 ,对琴弦振动应有共振和传振能力如果框架的材料抗拉强度低 ,会吸收过多的弦的振动 ,减少传到响板的能量框架有不谐振动音会大大影响钢琴的音色增加框架厚度虽能使琴体不变形 ,但会影响共振 ,减少音量。