软体吹奏乐器唢呐的取材创新

王俊梅

（沈阳师范大学戏剧艺术学院，辽宁沈阳110034）

软体吹奏乐器唢呐的取材创新

王俊梅

（沈阳师范大学戏剧艺术学院，辽宁沈阳110034）

随着科学技术的不断进步，民族乐器的改革和创新已经成为我国科技文化建设中的一项重要任务。以材料学和物理声学原理为基础，首次提出了采用软体材料制作“软体乐器”的新理念。以传统乐器唢呐为例，对吹奏乐器唢呐重要组成部分唢呐碗进行软体化，提出了用人工合成有机高分子材料作为软体基体材料，对上述软质基体材料进行真空镀膜、有机涂层、纳米粒子镶嵌等表面处理，通过改变材料设计方案和材料制备技术，调整材料的化学成分、微观结构，使得软体乐器具有与传统乐器同样的声学效果，或引发新的独立音色的新方向。

软体乐器；软体材料设计；唢呐；软体唢呐碗

随着科学技术的不断进步，民族乐器的改革和创新已经成为我国科技文化建设中的一项重要任务。唢呐作为中国传统的吹奏乐器，其音色极富穿透力和感染力，最能抒发民间喜怒衰乐，是群众喜闻乐见的艺术形式［1］。唢呐作为乐器本身也经历了不断发展和创新，胡海泉等成功研制出加键唢呐，丰富了乐队形式，完整了半音，拓展了音域［2］。郭雅志发明了唢呐“活芯”装置，令传统唢呐能奏出半音阶，拓宽了唢呐的表现空间［3］。

在材质方面，传统乐器多采用金属和木质等“硬体材料”制作。如铜质唢呐用铜质材料加热软化后卷制而成，多用于小E调唢呐，其音色比较清脆［4］。为了解决唢呐在乐队中演奏较弱的音乐情绪存在难点的问题，吴仲孚制作了一个木唢呐碗安装在唢呐碗下端，研制出木碗中音唢呐［2］。然而，有关采用“软体材料”制作乐器，国内外尚未见相关报道。

一、软体乐器提出

“软体乐器”是一种运用软体材料研制而成的乐器。由柔软的声带（嗓子）能够振动发音，联想到乐器同样可以向软体化方向发展，颠覆了几千年来乐器由硬质材料制备的思维定势，在充分保留我国传统民族乐器特点的基础上，通过对乐器声学的分析和制作材料的创新，提出“软体乐器”的设计理念和研制方案。“软体乐器”的最大特点是软体新材料的引用，以人工合成的有机高分子材料作为软体基体材料，进一步对上述软质基体材料进行真空镀膜、有机涂层、纳米粒子镶嵌等表面处理，通过改变材料设计方案和材料制备技术，调整材料的化学成分、微观结构、涂层厚度及涂镀顺序等技术参数，使得软体乐器既可以获得与传统乐器同样的声学效果，也可能引发新的独立音色。

此外，软体乐器使用人造新材料（如纳米材料等）代替不可再生的天然材料（木材、金属等），节省了有限的自然资源，保护了自然环境。新材料的使用使乐器制作成本大大降低，更易于批量生产。由于采用软体材料，使得乐器可以折叠、攒堆、收缩、便于携带，具有很高的科技含量和神秘色彩，比传统乐器更利于普及推广。所有传统乐器均可考虑运用这种理念，如弹拨乐器、弦乐器、吹管乐器、打击乐器，以及提琴类等大型乐器，“软体乐器”概念的提出为各种乐器的改进和创新提供了参考和依据。本文仅以唢呐这一结构简单、易于操作的乐器为例进行改革，进行软体吹奏乐器唢呐软体材料取样研究。

二、传统唢呐的基本形制

传统唢呐主要由哨片、气盘、芯子、唢呐杆、唢呐碗等五部分组成，如图1所示。唢呐的发声器哨片是用芦苇制作而成，最普遍的唢呐哨片为布袋形，也有扇形。哨片质量的好坏主要取决于芦苇的质量，制作师傅的技巧、选料和制作的好坏直接影响哨片的音色［5］。

图1 传统唢呐

气盘，主要是缓和演奏过程中嘴唇两侧肌肉的疲劳和压力，并能辅助延长演奏时间。气盘内圈直径3mm，外圈直径33mm，厚度为3mm，演奏时上下两唇顶气盘的力度有一定要求，它只起辅助作用［6］。

芯子，是连接哨片气盘与唢呐杆之间的一种装置，对音高变化也能起到调整作用，高49mm，厚度约为0.3mm，稍长的一边长12mm，较短的一边长9mm，芯子上细下粗呈锥形，其制作要严紧密实，中间不能有间隙。它的长短、粗细对唢呐的音色和音准有直接影响［7］。

杆子是唢呐很重要的一部分，一般多用木制而成。早期也有用竹、铜、锡制成的，上细下粗呈锥形。上面有8个音孔，即前面有7个音孔，后面有1个音孔。杆身长约265cm，厚度0.6mm，外形形状也略有区别，有平面的，有带节的。制作的木料一般有乌木、檀木，老红木为最佳，也有用花梨木、酸枝木、柏木、枣木等制作的，木质的不同、唢呐杆内膛管壁的薄厚都决定着音色的质量［8］。

唢呐碗，套在唢呐杆的底部下端，可以上下灵活移动来调整筒音音准的高低。唢呐碗质地的薄厚对音色有一定的影响，最主要的作用是辅助音量的扩大［9］。

三、软体唢呐碗

为解决唢呐的携带及音色问题，我们提出了将软体材料应用于唢呐碗的制作。该研究以乐器材料学、高分子化学、乐器声学、乐器律学以及物理共振学为主要理论依据，在振源处依旧保持足够的强度和韧性，以保证声源的物理性状不变，在确定软体乐器材料设计的基础上，形成软体乐器完整的制作方案和各部件研制工艺规程及关键数据。

软体唢呐碗结构示意图如图2所示，外形为喇叭形，采用人工合成的有机高分子材料作为基体材料，进一步对上述软质基体材料进行真空镀膜［10-13］、有机涂层［14，15］、纳米粒子镶嵌等表面处理［16-18］，使内壁产生依次反射或多次反射，不被吸收，产生金属回声，达到扩音并且保证音色的弹性。运用了新颖的创新理念，具有神奇性和诡秘性。体积小巧、方便携带。用时张放开来，不用时可折叠或卷曲收藏。

图2 软体唢呐碗

四、软体唢呐碗的选材取样

软体新材料选择人工合成有机高分子材料，主要成分为聚氨酯树脂。以棉、麻等天然纤维布为基底，以聚氨酯溶液为涂料，将棉、麻等用聚氨酯溶液浸渍、涂覆，凝固后将所得材料经机械打磨后即成软体材料［14，15］。在上述软质基体材料的内表面进行真空镀膜、有机涂层、纳米粒子镶嵌等表面处理，由于处理方法的不同，所得的软体材料及对于乐器音色效果的影响存在差异。

在软体基材上沉积金属镀层，可能使声波传播到硬质的金属层后产生反射而达到唢呐的音质要求。一种可能的方法是在软体基材表面进行真空镀覆金属或陶瓷薄膜，即真空镀膜［13］。该方法是一种由物理方法产生薄膜材料的技术。在真空室内，由金属或金属氧化物构成的靶材料中的原子，从加热源离析出来沉积到被镀的软体基材表面上。真空镀膜有三种形式，即蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀［10-13］。在软体材料的基体上通过真空镀膜技术沉积金属或陶瓷镀层，由于膜层较薄，与软体基材之间的结合力较差［12，13］，在乐器卷曲收藏时有可能因折叠而与基体脱离。

采用聚氨酯、丙烯酸等双组分溶剂型柔感涂料，采用涂膜机涂覆，或采用压缩空气法喷涂，在软体基材的内表面涂覆有机涂层，有可能得到与基体结合良好的涂层［13］。由于溶剂型柔感涂料能够在室温下干燥固化，在软体基材上能够获得均匀的有机涂层而不至使基材产生变形。柔感涂料能赋予底材以华美的皮革般的外观和柔感，有机物涂层与软体基材之间产生较强的附着力［14］，使柔感涂层可以随着软体乐器卷曲折叠产生同步变形而不至脱落。但是由于有机涂层质地较为柔软，微观结构较为粗糙、多孔，吸收声波能力较强，可能导致乐器产生的声音较小，影响演奏效果。

采用柔感涂层与纳米粒子镶嵌相结合，对于软体乐器基材进行表面处理，可能是较为可行的方法。制备具有特殊形状和微观结构的纳米级的金属或金属氧化物以及陶瓷颗粒［16-18］，用柔性有机胶将固体颗粒镶嵌在柔感有机涂层表面，能够保证固体颗粒的粒子与软体基材之间的强结合力，软体乐器在卷曲和折叠过程中，固体粒子不会与软体基体材料产生剥离和脱落。金属粒子及陶瓷颗粒由于表面坚硬、光滑，唢呐吹奏产生的声波易于反射而只有少量吸收［16，17］，有利于声波的反射、叠加及共振，有可能获得理想的音响效果。

软体乐器的研发引起了很好的社会效果，打造自主知识产权，改变目前西洋乐器占领世界主流乐器市场的格局，提升民族自豪感。借助软体乐器携带方便、节能环保、成本低廉的优势，逐步向全国中小学、艺术院校、表演团体推广应用，推动中小学课堂乐器教学改革，促进中华民族文化大繁荣大发展。“软体乐器”概念的提出，以及软体吹奏乐器唢呐的研制，是传统乐器与材料科学相结合的创新与改革，能够给予广大音乐工作者以启发和借鉴。经过不断的调整、完善，保证各音域之间的均衡性、音质、音色、音量融合统一，使之与木板材料或金属材料达到同样的声学效果，或产生新的独立音系，并将以全新的面貌推向社会。“软体乐器”的成功研制，为我国传统民族乐器注入新的血液，将推动乐器行业的进步发展，将为中国乃至世界乐器材料的创新和发展做出新的贡献。

［1］孙荣伟.当代中国唢呐艺术的发展现状及理论思考［J］.艺术探索，2013（6）：62-65.

［2］胡美玲.胡海泉对唢呐形制方面的创新［J］.乐器，2013（6）：32-33.

［3］郭雅志.唢呐活芯在京通过技术鉴定［J］.乐器，1993（2）：4.

［4］王新民.鲁南鼓吹乐的“铜杆唢呐”［J］.枣庄学院学报，2009（6）：113-114.

［5］李建中.唢呐哨片的选用与修整［J］.星海音乐学院学报，2010（9）：136-138.

［6］左继承.唢呐的构造及其流派［J］.演绎设备与科技，2005（6）：41-43.

［7］左继承.如何选购优质唢呐［J］.乐器，2004（6）：46-47.

［8］杨会青.论唢呐演奏中音准的构成因素［J］.中国音乐，2006（4）：104-107.

［9］陈家齐.唢呐的历史源流［J］.乐器，2002（2）：48-49

［10］黄鸿宏，黄洪填，黄剑彬，等.真空镀膜综述［J］.现代涂料与涂装，2011（6）：22-24

［11］白秀琴，李建，严新平.真空镀膜技术在塑料表面金属化上的应用［J］.武汉理工大学学报，2005（6）：947-950.

［12］江强，周细应，毛秀娟，等.柔性基底沉积金属薄膜及其应用［J］.热加工工艺，2013（8）：18-20.

［13］杨长胜，裴晋泽，贾广生.柔性基底薄膜在磁控溅射镀膜领域的应用研究［J］.新技术新工艺，2010（3）：67-69.

［14］周荣华，钟素丹.应用于塑料基材的溶剂型双组分聚氨酯柔感涂料［J］.电镀与涂饰，2009（10）：55-59

［15］张永涛，刘晓暄.真空镀膜涂料的研究进展［J］.涂料工业，2011（5）：64-68.

［16］朱世东，周根树，蔡锐，等.纳米材料国内外研究进展Ⅰ-纳米材料的结构、特异效应与性能［J］.热处理技术与装备，2010（3）：1-5.

［17］朱世东，徐自强，白真权，等.纳米材料国内外研究进展Ⅱ-纳米材料的应用与制备方法［J］.热处理技术与装备，2010（4）：1-8.

［18］李刚，李小红，张治军.铜纳米材料的制备［J］.化学进展，2011（8）：1644-1656.

【责任编辑王凤娥】

J62

A

1674-5450（2015）05-0186-03

2015-07-12

王俊梅，女，辽宁沈阳人，沈阳师范大学讲师。