复合材料在小提琴中的应用+文献综述(5)
碳纤文具有许多优良性能，碳纤文的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。
碳纤文与传统的玻璃纤文相比，杨氏模量是其3倍多；它与凯夫拉纤文相比，杨氏模量是其2倍左右，在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性突出。
碳纤文在传统使用中除用作绝热保温材料外。 多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。碳纤文已成为先进复合材料最重要的增强材料。由于碳纤文复合材料具有轻而强、轻而刚、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、结构尺寸稳定性好以及设计性好、可大面积整体成型等特点，已在航空航天、国防军工和民用工业的各个领域得到广泛应用。碳纤文可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。高性能碳纤文是制造先进复合材料最重要的增强材料。
1.3 选题背景及课题思路
近10年来，中国小提琴改变了世界弦乐器的生产格局。过去数百年来，意大利、法国和德国的几个城市一直在小提琴制作领域占据主导地位。就像在其他产业里所表现的，中国小提琴制作凭借廉价劳动力和快速提升的技术加剧了该行业的竞争。世界上学生用的绝大多数小提琴、中提琴和大提琴都是全部或部分在中国制造[2]。同其它产业相类似，目前中国制造的大部分属于普提琴，价格远低于高端琴，利润极低，所带来的能源消耗却非常高。中国的提琴制造量非常巨大，对制造提琴的原材料要求也特别大，但木材的生长周期长，成本也相应较高，木材砍伐后对环境也会造成不可估量的损失。
小提琴面板要用鱼鳞云杉.高级琴纹理应正直，疏密均匀，纤文组织必须紧密，柔软而富有弹性，不允许有疤节，树脂囊和修补。鱼鳞云杉面板中部年轮数，以每厘米五到八格为优，边部年轮最宽不超过三毫米，在相邻接的二十毫米范围内，年轮宽度变化不应大于一点五毫米，整个面板年轮宽度变化不应大于两毫米，每一年轮中的秋材率不大于30%，整个面板年轮间的秋材宽度应相近。实践证明：纹理距离两毫米而且均匀的发音最好[11]。而小提琴音质的优劣关键是对面板的选择。出于对小提琴完美音色的不懈追求，高级琴所使用的面板不仅经过严格的挑选和测试，还都必须是经自然干燥十年以上的优质鱼鳞云杉，也有少量自然干燥五十年的好料，但因资源的日益短缺,五十年以上的老料已经很难得到了。
因此，必须寻找出一种新材料来代替木材作为提琴面板材料，传统单一材料与木材性能无法一致，而复合材料可以通过不同材料组分的有机复合得到满足改性性能的材料。
复合材料替代传统材料，可以考虑选用玻璃纤文增强复合材料或者碳纤文复合材料，玻璃纤文和碳纤文生产工艺成熟，与木材相比不仅能保护环境，减少树木的砍伐，降低生产成本，而且复合材料的比重小，且耐久性比木材好，这样能使制得的小提琴更加轻便，更加经久耐用[11]。另一方面，新型复合材料能够应付多种规格、尺寸、形状、厚度等的需求，能突破现有因木材的尺寸而造成的尺寸形状上的限制。新型复合材料制造的乐器具有更长的使用寿命，且有望具有比传统材料乐器更加低的价格。中国是提琴出口大国，优异的性价比使新型复合材料乐器会有很大的市场前景。
在本课题中将着重于探究制造复合材料小提琴面板的最佳配方，以期得到适用于小提琴的面板材料。通过大量实验对比验证最适合的基体、增强体、添加剂、填料配方，并探索制造该面板的成型工艺，为实际制作做初步的研究。