【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物质材料，具体涉及乐器材料，特别涉及一种用于制造琴弓的竹制材料及其制备方法。
技术介绍
1、传统提琴的琴弓大多是采用整块的巴西苏木木料切削而成，具体制作方法为：先将木料切成长方形结构，再用拇指刨刀削成提琴琴弓的基本形状，最后安装银丝皮套、弓毛、牛骨片、牛角片等附属结构，从而得到完整的提琴琴弓。然而，在2022年11月的第19届缔约方大会（cop19）上，巴西苏木被列入了《濒危野生动植物种国际贸易公约》进行保护，因而导致采用该材料制作的提琴琴弓产量大幅减少，有鉴于此，采用其它材料替代巴西苏木来制作提琴琴弓成为必然。其中，碳纤维复合材料、云南苏木、绿檀和波尔南哥苏木等是现今较为常见的可替代巴西苏木来制作提琴琴弓的材料，但在实际应用过程中却发现，现今的替代材料或多或少存在一定缺陷。如：碳纤维复合材料制作的提琴琴弓虽然性能和音色都十分优异，但价格高昂，制作工艺复杂；云南苏木、绿檀和波尔南哥苏木的来源虽然未受现制，但制作的提琴琴弓在性能和音色上低于巴西苏木。
2、为了获取一种成本低廉、来源可持续且性能和音色优异的提琴琴弓材料，人们还提出了采用竹材制作琴弓的技术方案。研究显示，竹材作为提琴琴弓材料，具有较多的优势：竹材纤维走向极其一致，优于绝大多数高档木材；竹材微纤丝角在7-13°之间，而绝大部分木材的微纤丝角在25°左右，且变异较大，故竹材顺纹杨氏模量大大优于木材；竹材密度较小，约在0.7-0.9克/立方厘米；竹材纹理直，弹性好，经适当弯曲定型后不易变形，适当采取弯曲方向，可使弯曲形状保持得更持久；所以，采用竹
3、专利公开号cn101477794a公开了竹质平直形提琴弓，该方案通过采用竹材料代替巴西苏木或碳纤维等材料，制作琴弓的弓杆，并在制作的竹质近代提琴弓的平直形弓杆上配上马尾弓毛，弓根处设置可使弓毛自由伸缩的马尾库装置，从而制作成竹质近代平直形提琴弓。然而，该竹质平直形提琴弓虽然能够基本满足琴弓的各项性能要求，但由于未对竹材进行针对性的选择和处理，导致其音色显著低于巴西苏木材质的琴弓，不利于竹制琴弓的大规模推广和应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有的竹制琴弓存在的音色较差，不利于大规模推广应用的缺陷，提出了一种用于制造琴弓的竹制材料及其制备方法。
2、本专利技术提供了一种用于制造琴弓的竹制材料，所述竹制材料是由茶杆竹为原料制备而成的竹块；且所述竹块的密度为0.75-0.85g/cm3，动态杨氏模量为1.2-2.0×1011n/cm2，常温常压下的声音传导速度为11000-15000m/s。
3、本专利技术一种用于制造琴弓的竹制材料，是具有特定密度、动态杨氏模量和音速的茶杆竹材料，利用了茶杆竹的竹纤维粗细均匀且排布紧凑，密度大，竹纤维的韧性和刚性适中，从而十分有利于琴弓的振动发声以及声音的传播的特点，使用其制作的琴弓音色性能显著优于其它替代材料；同时，通过对茶杆竹密度、动态杨氏模量和音速的针对性选择，更使其具有了更好的音色，从而能够替代巴西苏木作为琴弓材料而不会降低琴弓的音色；该竹制材料采用常见的茶杆竹作为原材料，成本低廉，来源广泛，性能优异，适合替代巴西苏木作为琴弓的材料。
4、其中，优选的，所述竹块的动态杨氏模量为1.4-1.8×1011n/cm2，常温常压下的声音传导速度为12000-13000m/s，优选的竹制材料性能，音色更好。
5、其中，优选的，所述竹制材料的宽度为0.8-1.2cm、厚度大于2.75mm、长度大于73cm；优选的竹块尺寸，便于后期加工，加工效率更高。
6、其中，优选的，所述作为原料的茶杆竹的生长年龄为3-6年；生长年龄不足，竹质硬度小，含水量过大，干燥时收缩量大，材质密度及强度小，不利于琴弓的振动和声音的传播，制成的琴弓音色显著变差；生长年龄过大，竹质密度下降，质地变脆，同样不利于琴弓的振动和声音的传播，音色明显变差；更优选的，所述茶杆竹的生长年龄为4-5年。
7、优选的，所述作为原料的茶杆竹为距离根部1-4米的主干；竹质的纤维层强度和均匀性与茶杆竹选材位置有关，选材位置过低或高，竹质的纤维层强度变化明显，不利于琴弓的振动和声音的传播，音色明显变差。
8、优选的，所述作为原料的茶杆竹的竹节间距为30-50cm；竹节间距过小，说明其生长环境恶劣，生长缓慢，长期阳光导致密度过大、强度过大；竹节间距过大，生长过快，导致竹质密度小，强度降低，不利于琴弓的振动和声音的传播，音色变差。
9、优选的，所述竹制材料的含水量为0.85-1.2%；含水量的大小直接影响竹材的各项性能，优选的含水量，竹制材料具有更好的音色。
10、为了实现上述目的，进一步的，本专利技术还提供了一种用于制造琴弓的竹制材料的制备方法，包括以下步骤：
11、（1）将砍伐得到的茶杆竹进行自然阴干处理并截成限定长度，得到干燥竹筒；
12、（2）将干燥竹筒进行拔油处理，得到拔油竹筒；
13、（3）将拔油竹筒沿轴向（顺着竹纤维的方向）切分为竹条；
14、（4）将竹条进行修节和除釉质层处理，得到预处理竹块；
15、（5）对预处理竹块进行校直和修边处理，得到宽度相同、厚度相同的竹材；
16、（6）将竹材进行碳化处理，得到用于制造琴弓的竹制材料。
17、本专利技术一种用于制造琴弓的竹制材料的制备方法，通过对茶杆竹进行针对性的拔油和碳化处理，不仅能够有效去除竹纤维中的油质和水分，从而增加了竹纤维的硬度和模量，提高了竹纤维的传声速度和振动频率，有利于提高竹材的音色；而且能够碳化竹材表面，在不影响竹材音色的情况下，使竹材具有更好的耐腐蚀性，便于琴弓的长期使用；本专利技术竹制材料的制备方法能够显著提高竹材的音色和耐腐蚀性，且制备方法简单、可靠，适用于制造琴弓的竹制材料的大规模生产。
18、其中，步骤（1）中，优选的，自然阴干后的茶杆竹含水量为8-13%；含水量的大小直接拔油和碳化处理的效果，从而影响竹材的各项性能，优选的含水量，制备得到的竹制材料具有更好的音色。
19、其中，步骤（2）中，拔油处理是指将竹筒进行高温烘烤处理，使竹材中的油份和水分浸出，从而使竹纤维更紧实，更有利于振动和声波的传输；优选的，拔油处理的温度400-600℃，时间为3-5min；以拔出竹子表面油质使竹子表面微微泛起油光为宜，通过拔油处理，能够去除竹纤维中的油质和部分水分，提高竹材的各项性能，对增加竹材的音色具有显著效果。
20、其中，步骤（4）中，修节处理是指将竹节处的凸起打磨平整，从而使竹条的厚度均匀，便于后期的进一步加工处理。
21、其中，所述除釉质层是指去除竹条表面的釉质层，从而暴露竹纤维；通过去除釉质层，能使竹条材质均一，声波传播速度一致，振动更均匀，有利于提高竹材的音色；优选的，所述釉质层厚度为0.本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于制造琴弓的竹制材料，其特征在于，所述竹制材料是由茶杆竹为原料制备而成的竹块；且所述竹块的密度为0.75-0.85g/cm3，动态杨氏模量为1.2-2.0×1011N/cm2，常温常压下的声音传导速度为11000-15000m/s。
2.根据权利要求1所述竹制材料，其特征在于，所述竹制材料的动态杨氏模量为1.4-1.8×1011N/cm2；常温常压下的声音传导速度为12000-13000m/s。
3.根据权利要求1所述竹制材料，其特征在于，茶杆竹为距离根部1-4米的主干，生长年龄为3-6年，竹节间距为30-50cm。
4.根据权利要求1所述竹制材料，其特征在于，所述竹制材料的含水量为0.85-1.2%。
5.一种权利要求1-4任一项所述用于制造琴弓的竹制材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，自然阴干后的茶杆竹含水量为8-13%。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，拔油处理的温度400-600℃，时间为3-5m
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，所述校直处理的方法为：对竹块弯曲部位进行加热后，用校直板进行校直，使竹块中的纵向纤维笔直；加热的温度130-180℃，时间为5-10s。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，校直处理中，同一部位，加热次数不能超过2次。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（6）中，所述碳化处理的温度为150-200℃，时间为12-18min。
...【技术特征摘要】
1.一种用于制造琴弓的竹制材料，其特征在于，所述竹制材料是由茶杆竹为原料制备而成的竹块；且所述竹块的密度为0.75-0.85g/cm3，动态杨氏模量为1.2-2.0×1011n/cm2，常温常压下的声音传导速度为11000-15000m/s。
2.根据权利要求1所述竹制材料，其特征在于，所述竹制材料的动态杨氏模量为1.4-1.8×1011n/cm2；常温常压下的声音传导速度为12000-13000m/s。
3.根据权利要求1所述竹制材料，其特征在于，茶杆竹为距离根部1-4米的主干，生长年龄为3-6年，竹节间距为30-50cm。
4.根据权利要求1所述竹制材料，其特征在于，所述竹制材料的含水量为0.85-1.2%。
5.一种权利要求1-4任一项所述用于制造琴弓的竹制材料的...
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