（设计艺术学专业论文）“木”味——论材料美和工艺美.pdf

湖北工业大学硕士学位论文 摘要 木材是与人最亲近的材料之一，它具有天然生长而成的美丽纹理色泽，它的 自然特征给我们工艺制作带来了灵感，特别是各种人造化纤材质充斥的今天，人 们越来越怀恋木材的自然感和亲切感。 木材的材料之美不仅来自于它的视觉特征的色泽、纹理、光泽，还来自于它 的触觉特征，给人带来的心理和生理的感受，如冷暖感、粗细感、软硬感，甚至 还有我们的嗅觉特征，这些都极大地丰富了材料之美的内涵。 木工艺是通过木质材料来传递作者的思想感情和审美观念的。因此木工制作 工艺是不可缺少的因素，不同的工艺制作方法会产生风格各异的效果。恰到好处 的木工艺能更好的表现木材的材质之美。 材料和工艺是构成工艺美术的两大要素。本文首先运用哲学、美学的基本理 论从宏观的角度总揽全文分析材料之美和工艺之美。第二部分由“相材巧色” 两章分析木材的材料科学和材质美感。第三部分两章，前一章追根溯源的分析各 种木工艺来了解工艺美的特征，后一章具体分析工艺制作手法和应用。第四部分 是对现代木艺的探究，首先从深层次的思想和文化背景入手，探讨了现代木艺的 美学观，进而分析艺术特征和设计特点。最后的部分介绍了将现代木艺运用到现 代设计的试验性创作。 本文通过对材料美和工艺美从普通到个别的演绎法，分析了木材的材料和工 艺美的特性，同时借助艺术学科的优势将木材的研究融入到我们的艺术设计中， 多角度探讨了木艺的表现方法，为木材艺术提供了一定的理论基础和新的探索方 向。 关键词：木材、材料美、工艺美、现代木艺 湖北工业大学硕士学位论文 a b s t r a c t w o o di so n eo fm a t e r i a l sw h i c ha r em o s tf a m i l i a rw i t hh u m a n i th a st h eb e a u t i f u l i n n a t et e x t u r el u s t e r ，a n da l s o ，i t sn a t u r a lc h a r a c t e r i s t i cc o u l db r i n gu st h ei n s p i r a t i o nf o r m o d e me r a f tm a n u f a c t u r e a r o u n d e db ym a n yk i n do fm a i l - m a d ec h e m o s y n t h e s i s m a t e r i a lt o d a y , p e o p l em o r ea n dm o r ey e a r nt h en a t u r a la n dg e n i a lf e e l i n go fw o o d t h em a t e r i a lb e a u t yo fl u m b e rn o to n l yc o m e sf r o mi t sv i s u a lc h a r a c t e r i s t i cl u s t e r , t h e t e x t u r ea n dt h eg l o s s ，b u ta l s oc o m e sf r o mi t ss e n s eo ft o u c hc h a r a c t e r i s t i c ，w h i c hb r i n g s p s y c h o l o g i c a la n dp h y s i o l o g i c a lf e e l i n gt oh u m a n ，s u c ha sw a r m ，t h i c k n e s s ，s o f t n e s s ， e v e n w ec o u l df e e li t sc h a r a c t e r i s t i ct h r o u g hs m e l l ，1 1 1 e s ea l le n o r m o u s l ye n r i c ht h e c o n n o t a t i o no ft h em a t e r i a lb e a u t y t h ew o o d e nc r a f tt r a n s m i t sa u t h o r st h o u g h t s ，f e e l i n g sa n de s t h e t i ci d e at h r o u g ht h e l i g n i nm a t e r i a l t h e r e f o r et h ec a r p e n t r ym a n u f a c t u r ec r a f ti st h ee s s e n t i a lf a c t o r t h e d i f f e r e n tc r a f tm a n u f a c t u r em e t h o dc a np r o d u c em u l t i f o r me f f e c t s ap e r f e c tc a r p e n t r y a r tc a nm o r ed e e p l yi l l u s t r a t et h em a t e r i a lb e a u t yo fl u m b e rq u a l i t y m a t e r i a la n dc r a f ta r et w ok e yf a c t o r si ni n d u s t r i a la r t s b a s e do nt h e o r i e so fp h i l o s o p h y a n de s t h e t i c s ，t h em a t e r i a lb e a u t y a r t sa n dc r a f tb e a u t ya r ep r e s e n t e di nt h i sp a p e l i n s e c t i o n2 m a t e r i a lt e c h n o l o g ya n dt e x t u r eb e a u t ya r ea n a l y z e dj n2c h a p t e r s s e c t i o n3i s c o m p o s e do f2c h a p t e r s ，t h ef i r s tc h a p t e rc o m p a r e st h ec h a r a c t e r so fd i f f e r e n tw o o d c a r v i n ga n dt h es e c o n dc h a p t e re x p l o r e st h ep r o c e s sa n di d i o g r a p h i cm e t h o d so fw o o d c a r v i n g a tl a s t s e c t i o n4f o c u s e so nm o d e mw o o dc a r v i n g f r o mt h ei n f l u e n c eo f t r a d i t i o n a lc u l t u r ea n da n a m n e s i so nt h ec h a r a c t e r so fa r t sa n de r a f t si nm o d e mw o o d c a r v i n g ，ap r a c t i c a lc a s ei sg i y e nb yu s i n gm o d e m w o o dc a r v i n gm e t h o d s t h ec h a r a c t e r so fm a t e r i a la n dc r a f tb e a u t ya r ea n a l y z e di nt h i sp a p e rb yc o m p a r i n ga n d e x p l o r i n gt h ed i f f e r e n c e so fa r t sa n de r a f t s a tt h es a m et i m e ，s u p p o r t e db yt h e a d v a n t a g e so fa r t s i ta l s oe x p l o r e st h ee x p r e s s i o nm e t h o do fw o o dc a r v i n gf r o m d i f f e r e n tv i e w s t h ep a p e rh a sp r o v i d e dt h ec e r t a i nt h e o r yf o u n d a t i o na n ds e v e r a ln e w e x p l o r a t i o nd i r e c t i o ni nw o o d a r t k e y w o r d s ：w o o dm a t e r i a lb e a u t y a r t sa n dc r a f t sb e a u t ym o d e r nw o o dc a r v i n g l i 讯；l 工繁火鬻 学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取 得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经 发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 乏取 日期：御6 年多月77 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权湖北工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文作者签名：罩海豫 日期：础皇月 日 指导教师签名：才批 日期：2 ，嘭年罗月z 湖北工业大学硕士学位论文 1 1 研究的背景与现状 第1 章引言 木材是一种既古老又年轻的材料，也是一种人类最容易得到的材质之一。特 别是在处于温带和亚热带的中国，木材资源丰富。几乎木材的利用史缩映了中华 民族的文明史。钻木取火标志着人类进化发展的重大转折，木制工具的使用使得 人的劳动力生产力大幅度的提高，社会结构发生了显著的变化。中国古代木构架 的宫室式样，经历了数千年的发展与演变，在世界建筑史上独树一帜，自成体系， 媲美于西方的石质建筑，它的形体反映了君权制度的尊严。中国的木质家具，保 持一贯作风，演变进化在明清时期达到了最高峰，形成了独特的中国家具艺术， 成为我国古代物质文明的有机组成部分，它蕴含着民族意识和工艺复兴。 木材，作为自然材料，具有现代工业材料无法比拟的天然特征。他轻盈、强 度高、刚性好，便于加工成型，尤其难得的是有美丽的纹理。不同的树种，颜色 各异，显示出高雅、艳丽、自然的图案，无论装饰在什么部位，它都显示出一种 奇异的美。 但木材也有诸多的天然缺点：木材随着环境的湿度变化，含水率也变化，容 易膨胀和收缩，并将导致木材的形变、开裂和翘曲等不良现象；木材易被腐朽菌 和虫类分解、变色、变质、直到最后破坏；木材是可燃物；木材力学强度低，耐 磨性差。以上种种缺点，影响了木材的使用范围和使用寿命。 随着现代科学技术的发展，我们在材料上对木材工艺上进行加工拓展，使这 种古老的材质焕发出新的生命力。现代工艺技术的革新出现了众多的改性的木质 材料，如压缩木、弯曲木、染色木、防腐木、阻燃木等，还有木质人造材料，如 胶合板、纤维板、刨滑板、木质人造仿材、树皮人造材料、木质模压制品、木质 无机胶接人造板。还值得一提的是为了综合其他材料的优点，我们还制作出木材 塑料、木材层积塑料盒、木质塑料模压制品等。还有一种木质合成金属装饰材料， 是以木材和木质纤维为芯材，再合成铜或铝的金属层，在金属表面进行着色、镀 金处理，不是金属，胜似金属，以木代金，却又保存了木材的天然特性，在室内 装饰中，金壁辉煌，木质合成材料为木材家族又添一代新成员。 湖北工业大学硕士学位论文 目前，国内外对木材的研究主要集中在对木材的纯科学的材质属性研究和材 料加工的具体操作方法上。如中国林业出版社的木质材料学一书，它非常详 尽的介绍的木材这一种材质的物理、化学、生物等属性。材料工艺学对木材的 现代加工方法也进行了详尽的论述。但都对木材的艺术设计方法介绍甚少。 1 2 研究方法 本文对木材的材料和工艺的研究方法主要采用分析比较、演绎归纳、举例论证、 结合实践等方法。 本文整体框架是通过从普通到个别的演绎的论述方法，先从普遍的材料和工 艺之美论证到特定的木材的特性。 在对木材材质科学和工艺方法上，主要采用举例总结的方法，循序渐进的论 述木材的材质之美和工艺之美。同时通过现代木艺的典型分析论证主题。 最后在研究中，采用了实践经验进行了说明与验证，实践论证文章的主题。 1 3 研究意义 新技术的革新会引起材料领域的革新，但用模压、铸造、加工、组合与改变 作用的新机器做出来的产品并不定是材质运用的最好的。木材正是一种平常到 不被人们注意到，质朴的，不那么张扬的材料，但正是这种平常的材料可以用巧 妙的方案显示出设计师的聪明才智。 本文试从人文艺术的角度对木材的材质之美和工艺之美的进行分析探索，找 寻两者结合最佳结合点。 本文将分为七个部分予以研究：第一章从工艺美术的角度对材料和工艺进行 总览分析；第二章从宏观的木质结构上分析木材的材料属性为后来的材质美感和 工艺制作分析做铺垫；第三章具体从视觉触觉上对木材的材料美感进行对角度剖 析；第四章从历史文脉入手，纵向追溯和横向比较不同时期不同国家的木工艺特 点：第五章从木材工艺制作的角度来探寻木工艺的美感；第六章对现代木工艺的 概况、产生的艺术背景、美学观点等方面展开了分析和研究。第七章着重介绍将 现代木艺展开创作设计 2 湖北工业大学硕士学位论文 2 1 材料之美 第2 章材料与工艺 材料和工艺是构成工艺美术的两大要素。中国有旬古话“巧妇难为无米之 炊，”说的就是材料的重要性。材料是结构和造型的基础，没有材料就不会产生 与之相适应的工艺，我们的木艺作品都是因材就形根据木材本身的材质特点设计 出来的；工艺运动的先驱莫里斯在材料科学与材料工艺基础中曾写到：“我们 周围到处都是材料，它们不仅存在于我们的现实生活中，而且也扎根于我们的文 化和思想领域。事实上，材料与人类的出现和进化有着密切的联系，因而它们的 名字已经作为人类文明的标志。例如：石器时代、青铜时代和铁器时代。天然材 料和人造材料己成为我们生活中不可分割的组成部分，以至于我们常常认为它们 存在是理所当然的。材料已经与食物、居住空间、能源和信息并列一起成为人类 的基本资源。”【1 l 因此，材料不仅是我们构成具体物质的载体，也是我们表达理想 的中介物。对于材料的追求我们从来没有停歇过，“石器时代”、“青铜时代”、“铁 器时代”这一个个闪耀的名词，是历史学家把人类文明初期的文化形式用不同的 材料来标示，它是肯定了材料对人类文明的巨大贡献。从远古的石器时代到商周 的青铜时代，还有铁器时代，这不仅仅是材质品质的变化，它更反映了人类的初 期文明正是通过发现和制造新材料而不断发展的。人类文明发展到当代，对材料 的广泛认识已经涉及到各方面，以至于无法用一种材料来概括文明和标志。木材 具有天然生长而成的美丽的纹理色泽，尤其是锯切或刨开以后，这种纹理会带着 光泽而显现出来，而这正是木材美妙的艺术特质。故此，装饰设计上运用木材就 应注重刻意去表现这种天然丽质，而不是去掩饰它。木材的这种艺术特质与油漆 艺术相结合，使得色泽更为动人心弦，会大大强化其表现力。“有机建筑”大师赖 特十分反对在木材上刷上不透明的油漆覆盖木材的天然色泽纹理，而主张刻意表 现木材的肌理与加工工艺，包括手工或机器的锯痕、榫卯接点等，他认为这会使 木材特质更加明显地展现。 材料之美来自于材料自身的性格，因而我们需要因材施艺，各行其是。被称 为玻璃和铁的诗人的德国建筑师密斯在论及材料认为：“所有的材料不管是人工 湖北工业大学硕士学位论文 的或者是自然的都有其自身的性格。我们在处理这些材料之前，必须知道其性格。 材料及构造方法不一定是最上等的。材料的价值只在于用这 些材料能否制造出什么新的东西来。【2 j ”材料的不同性质和 特征，往往决定了不同的制造方法和技术。 作为自然材料的木材，是古往今来使用最普遍的材料之 一，它有着自然而美丽的花纹，质轻牢固、易于加工，但加 工后容易变形、胀缝和开裂，特别是作为板材用于制作家具、 屏风等更是如此。由于木材的材质特征，木材的纵向抗拉强 度超过径向抗拉强度的2 0 倍，在工艺结构上形成了缺陷和 限制。这些特点与木材的内在结构有关。木纹组成了木材的 宏观结构，这种结构单元由一些比聚合分子还要大的生物细 胞组成，其中最广泛的是管胞，它们是空心的沿木材纵向伸 长的纺锤形细胞。它的微观结构势由分子构成的。木材作为 图2 1 非洲木雕 一种天然的聚合复合材料。它主要的聚合分子是那些纤维 素，因为纤维素是全同立构的，而且没有侧支，所 以有相当程度的结晶度，除了具有5 0 的纤维素外， 还含有1 0 至3 5 的木质素，这是一种更加复杂的 三维交联聚合物。因此现代工艺中除了利用木材纵 向强度等有利因素外，人们采用胶合的方法来改善 木材本身机构中不利的各项异性。如胶合板，使其 纵向强度分布在两个方向上；纤维板，单个木材纤 维被分开并混乱地分布在板面上；颗粒板，小木板 或木屑被混乱地分布在板内并彼此粘合在一起。 材料之美具有地域性的特点。比如说大部分软 木都来自于温带地域，包括英国、俄罗斯、北美洲， 而大部分耐久性的木材来自非洲、中美洲与南美 洲，还有远东。因此我们对材料的利用也有所不同。 考工记认为“天有时，地有气，材有美，工有 巧”天时地气不同，材质就会有差别。因为当地盛 产某种材料，当地的工匠就地取材，形成了自己独 图z 2 有的地方特色。如独特的非洲南美洲的木雕( 图2 1 ) ，中国的木建筑和家具( 图 湖北工业大学硕士学位论文 2 2 ) ，还有欧洲传统的木制风格的家具都具有 自己独具风格的地域和民族特色( 图2 3 ) 。 材料之美还在于它的社会性与审美。工 艺材料一般通过器物的造型的功能价值与人 发生关系。当工艺材料经过一系列加工过程和 加工环节最后以器物的形态出现在人们面前 时，材料的原有本质并没有改变和丧失，因为 工艺对材料的加工改造的初步目的在于成形 而并不在于改变材料的固有性质。在优秀的工 艺制作中，材料的各自特性往往得到最好的利 用、保护和发挥。如木工艺中注重木肌理的袒 露。因此，人们对工艺物质的材料的视觉感受， 图2 3 丹麦家具 一直与人的心理活动、审美活动相联系。所谓村质感，就是指人对各种物质材料 的心理感受和审美感受。如木质材料的轻松、纯粹的本色，由内在的结构显示的 纹饰，给人传递一种自然的柔情与爱心，而玉石的温润、晶莹、典雅而内秀的纹 脉，给人传达一种人格的追求，有理有节，成为了仁、智、信、达、勇、义的象 征。“质感各有其独自的秩序感。这种体验是不能被其他东西代替的，不是用语言 所能表达的，需要直接地用肌肤接触或眼睛观看，才能有生理的直接感觉。1 3 】” 工艺美术的造物活动实际上是一部不断的发现材料、利用材料、创造材料的 历史。工匠们在创造器物的过程中也创造了利用材料的经验和方法，也就是我们 的工艺方法。在我国古代就有很多记录这些方法的书籍著作，如考工记，明代 漆工专著的髹饰录，明代宋应星的天工开物等。 材料不仅决定加工工艺，而且也决定了一定的装饰风格和艺术表现方法。材料 确定着形式，材料“使人感觉到风格”，木材的品质决定了木工艺的雕花、刻花、 组合、拼贴；而在陶瓷工艺中是堆花、剔花、印花、贴花、划花、绣花、刻花、 画花、镂空，金属工艺中是镶嵌、金银错、鎏金银，漆工艺的彩绘、锥画、金银 平脱、堆漆、剔红、剔犀、百宝嵌，染织工艺的刺绣、挑花、补花、抽纱、缂丝、 印花、扎染等。这些材料的装饰方法与材料的内在性能有直接的关系。这些装饰 的方法既是艺术的方法也是工艺的方法，工艺方法与艺术方法在艺术形式的创造 上是同一的。【4 l 美学家鲍桑葵认为“有些艺术的差别是由于使用陶土、玻璃、木头、 金属和石头等材料自然而然产生的，并且还对想象和设计产生了影响。1 5 卜 湖北工业大学硕士学位论文 2 2 工艺之美 工艺包括技术和艺术两方面。技术往往是一种方式、过程和手段；艺术即可 以是方式、过程和手段，也可以指艺术品、艺术现象。技术和艺术虽同为“术”， 一个是“技”之术，一个是“艺”之术，它们属性不同，存在方式也不同。【6 j 技术是中介，是造型手段，没有工艺技术就没有工艺造型，也就没有工艺美 术存在。工艺技术作为人类技术的一部分，是工艺文化传承的重要内容。工艺技 术以材料的加工改造为对象，通过一定的生产工具实现或完成某一具体目的，它 是一种达到目的的手段，又表现为一个过程，是手段、过程与目的性统一的产物。 工艺技术分为两个方面：第一，主要指手工业时代的工艺师承相传的技巧和手艺， 劳动手段和方法，其中包括父子、师徒世代相承的制作方式、手段、劳动手段、 材料配方等，具有经验、技巧、技能的含义。它具有传承性，如考工记所说： “智者创物，巧者述之，守之世，谓之工”，苟子言：“工匠之子，莫不继事。” 第二，机器工业的兴起，生产方式和劳动手段也发生了根本性变革，个体的技能、 技巧在生产中的作用降低，机械工具的重要性增强，技术活动的物质手段成为了 技术的主要标志。 艺术在历史长河中，特别是早期和技术相同。直到近代在艺术实践和艺术存 在的方式与技术都是不可分割的。比如说中国古代的“六艺”，艺包括了礼、乐、 数、射、御六种技能，文艺复兴时期的艺术家如杰出的达芬奇和米开朗基罗等都 把自己看成是工匠，直到1 7 世纪美学问题分离。1 8 世纪，美学分离越来越显著， 有了所谓的“优美艺术”和实用艺术的区别，这里“优美艺术”不是指精细或高 度技能的艺术，而是指“美的艺术”如绘画、雕塑之类，在这一基础上美学家有 了对艺术的种种界定，如“艺术即游戏”、“艺术即吸引手段”、“艺术是种愿望 的想象性表现”、“艺术是一种幻觉或直觉”、“艺术即感受传达”、“艺术是情感表 现”、“艺术是经验的表现”、“艺术即想象”。相当多的艺术定义都强调艺术的精 神趋向和审美特征，以此勾画和比照于技术的实用性倾向。 但二者并不是隔离的，而是相互联系的。工艺一词就体现了两者的内在联系 性，艺术与技术犹如一张纸的两面，技术是艺术不可分离的属性，或者说艺术是 技术的最高形式。 工艺之美是技术与艺术统一。工艺技术与工艺艺术之间的统一性，只有在精 湖北工业大学硕士学位论文 熟的技术和艺术的理想中取得和谐。因此技术发展到一定阶段时总是需要更高层 次的艺术观点来导引和互助，这样才能使技术融入艺术中。工艺技术的最高境界 是与艺术的完全交融而不留痕迹，即“大匠不雕”的自由境界。只有在这种自由 境界中，创意和创造之外的精神追求才有可能，也只有在这种自由境界中，才能 把技术理解为或上升为一种精神理想的完善，即所谓“技进乎道”h 。 工艺是在各种材料自身特性的基础上发展成的一整套与之相应的处置技术。 换句话说，材料的自身性格决定了与之相适应的工艺手法。如木工艺中钜、刨、 早、铲、钉、榫接等；金属加工的锻炼、浇铸成型、锻打、退火、淬火、镶嵌、 金银错等；纤维艺术的织、秀、纺、捻、揉、搓等。这些技术都是来自于自然材 料的客观性。材料与工艺的关系，实际上是人能动的对自然材料的属性的从属和 把握。考工记载“轮人为轮，斩三材必以其时”，说得是制作车轮的工匠，选 择部件的时候要季节，朝阳的木头要在冬天砍伐，背阳的树木要在夏天砍伐，并 作好阴阳向背的标志，以利加工时的选择，使成器后不至于变形。“弓人为弓，取 六材必以其时”、“善者在外，动者其内”晓得是选材上不仅要注意六种木材的差 别，而且要注意其内在的干湿硬软变化， 以防止造型上的形变。1 9 j 但是人是具有能动性的，我们可以 在遵循材料的规律的基础上，突破材料 的局限，改变材料的性质，以改变材料 的天然弊端，为我所用( 图2 4 ) 。工艺 的伟大之处就体现了这种主动的创造 性。我们知道木材有许多优点，但是比 起金属、塑料也有不少缺点：木材吸湿 性和变形性。木材随着环境的湿度变化， 兰变量兰耋竺二容曼鬟竺竺竖竺二彗凳 图：4 蒸汽弯曲椅子 导致木材的形变、开裂和翘曲等不良现 。 象；木材易被腐朽菌和虫类分解、变色、变质、直到最后破坏；木材是可燃物； 木材力学强度低，耐磨性差。以上种种缺点，严重影响了木材的使用范围和使用 寿命。我们在利用中力求加以改良和消除，以增加其价值，为此，我们利用物理 方法和化学方法对木材进行改性，如化学药剂的浸注，在加热与压力下的密实化， 或浸注与热压的联合等。浸注得目的就是使药剂沉淀，通过药物赋予木材耐磨性、 7 湖北工业大学硕士学位论文 阻燃型、尺寸的稳定性和强度比。加热压缩可以增加木材的密度，使木材的力学 性质显著提高。通过改性木材，可以克服木材的天然缺点，赋予木材新的生命力。 随着现代工艺技术的发展出现了众多的改性的木质材料，如压缩木、弯曲木、染 色木、防腐木、阻燃木等，还有木质人造材料，如胶合板、纤维板、刨花板、木 质人造仿材、树皮人造材料、木质模压制品、木质无机胶接人造板。还值得一提 的是为了综合其他材料的优点，我们还制作出木材塑料、木材层积塑料盒、木质 塑料模压制品等。这一切都变现了人对材料的一种主观的控制把握能力。 木艺的创作在很大程度上是对材料的运用、加工技术，包括选择合乎目的的 材料和赋予符合其固有物质特征的形式，即形式与物质材料的性能一致、胜用或 适合使用。李砚祖曾写到工艺材料不仅对于造物的实用功能有决定意义，而且是 形式的内容之一，它展示着来自材料自身的美。因此，工艺加工制作中对材料的 利用不仅是为了实用价值的实现，同样有助于技术美的确立。 湖北工业大学硕士学位论文 第3 章“相材”木材的材料科学 材料的性能来源于该材料的内部结构。我们研究材料的内部结构，比如说木 材的分子结构，分子与邻近原子的结合方式，木材的内部构造，对于我们了解木 材的物理和化学特性有决定作用。如木材的结构决定了绝缘性、亲水性、胀缩性、 非匀质性、异向型和力学特性等。再则，材料的特性决定了一定的工艺加工方法 和艺术方法。木材的质地和构造决定了木工艺中钜、刨、凿、铲、钉、榫接等。 我们理解材料的构造、木材的特性、木材的种类和缺陷对于我们更好的利用木材， 发挥材料本身的材质美有重要的作用。 3 1 木材的宏观构造 木材由树皮、形成层、木质部及髓心四个部分组成。木材是原木的主要部分， 原木是树木中的立体部分，木材构造不均匀，所以观察木材必须从各方面进行。 木材有代表性的三个切面是：横切面、径切面和弦切面。( 图3 1 ) 我们通过分析 针叶材和阔叶材的构造特征来了解木 材。 横切面：是与树干主轴或木纹相垂 直的切面。可观察年轮和纵向细胞的断 面。 径切面：是通过髓心与木射线平行 的纵切面。年轮在此位平行的直纹理。 弦切面：是平行与树干不通过髓心 与年轮的相切的纵切面，年轮在此为峰 状花纹。 边材、心材、熟材 边材：是靠近树皮的木质部，水分 较多，颜色较浅，易导致腐朽和虫蛀。 心材：是靠近髓心的木质部，水分 图3 1 木材的三个切面 9 湖北工业大学硕士学位论文 较多，颜色较深心材中含有对菌类有毒害的作用的物质，所以其耐久性比边材强。 熟材：有些树种( 如冷杉、天衫) 中心部分和外围部分的颜色无区别，但含 水量不同，中心的部分较少，边缘较多。 年轮早材和晚材 每个生长时期所形成的木材，围绕着髓心构成的同心圆，称为生长轮。温带 和寒带树木的生长期，一年仅有一度，形成期向内只生长一层，但在热带，一年 间的气温变化很小，树木生长四季不问断，一年形成几个生长轮，它们与雨季和 旱季相同。 早材：又称春材。为同一年轮内部靠近髓心的部分，是生长初期形成，发育 快，材质较疏松，颜色浅。 晚材：又称秋材，年轮内靠近树皮的部分，是生长后期形成，生长慢，材质 较坚硬，颜色深。 管空 导管是绝大多数阔叶木材所具备的辅导组织，在横切面上导管呈孔穴状，叫 管孔。在纵切面上呈细钩状，叫导管线。所以阔叶林有导管，又称孔材：针叶林 无导管，又称无孑l 材。 木射线 在木材的横切面上，凭肉眼或借助放大镜可以看到一条条自髓心向树皮方向 呈辐射状，略带光泽的断续线条，这种线条称为木射线。木射线与周围连接较差， 木材干燥时容易沿此开裂。但有些木射线发达的木材，如：栎木、水青冈和大叶 榉等，因其径切面突出的银光射线构成了木材的美丽的花纹，是装饰饰面及家具 的良好用材，且对木材的防腐也有利。 3 2 木材的特性 ( 一) 力学性能：木材有较好的弹性、强度、粘贴度等。 ( 二) 优良的加工性：木材容易加工，如锯、刨、切、铣、打孔、雕刻等， 因此木构件往往非常丰富，如巴洛克风格雕饰精美的椭圆形旋木椅腿、法国新古 典式由上到下的古典柱式椅腿等。 ( 三) 各相异性：木材的构造与性质在三个方面明显不同，对干湿、缩胀所引 1 0 湖北工业大学硕士学位论文 起的变形，顺纹方向远远小于横纹方向的，径切板材要比横切板材稍稍稳定，而 木材顺纹方向抗拉、抗压的强度又比横纹方向好的多。可见顺纹方向的更好更稳 定。弦向和径向干缩差异还容易使板材翘曲变形，所以木家具一般避免使用大面 积的板材，而尽量多采用线材。 ( 四) 传导性：木材是多孔性物质，其孔隙充满了空气。由于空气的导热系数 和小，所以木材的隔热性能良好。因为同样的原因，木材的导电性很小，在全干 或水率很低时，木材是绝缘体。有些年轮均匀、材质致密、纹理通直的木材，具 有良好的共振性，可以做音响和乐器。 3 3 常用木材种类及其用途 不同的树种，由于木材的构造与性质不同。因此，木材的纹理特征、颜色、 孔隙、硬度各不相同。作为装饰用材，就是利用这些木材的自然特征，达到装饰 的效果和使用功能。装饰用材有针叶材和阔叶材，也有软木材料。 ( 一) 针叶材特征 针叶材的构造较简单，细胞t 4 1 ；n 整齐。木材外观颜色区别不大，以淡黄色、 淡米黄色为多。针叶材的纹理变化不大且均为精细和紧密的条纹，比重较轻软， 有弹性，易于加工：胀缩变形小：天然树脂多，比较耐腐蚀。缺点是表面硬度低， 不适于做地板和家具的面材。多用于各种承重构件及装饰部件，如门窗、楼梯、 细木工等。代表树种有杉木、柳木、铁杉、台湾杉、白松、红松等。 ( 二) 阔叶材的特征 阔叶材的构造比针叶材复杂，它没有针叶材构造规律而均匀的特点。 阔叶材外观颜色丰富多彩。如乳白色的白蜡木、白杨木：白色到淡棕灰色的椴 木；淡粉红棕色的赤柏木：红棕色的山毛榉木；红棕色到深棕色的榆木；巧克力棕 色或紫棕的胡桃木；枣红色的红木；红棕色的花梨木：黑色条纹的黑紫檀木等。 阔叶材的纹理也较针叶林复杂多变，如直条纹的栓木、樱桃木：不均匀直细条 纹的柚木：疏密不均细纹的胡桃木；断续细直的红木；山形花纹的胡桃木、花梨木： 影云花纹的梧桐木；勾线花纹的鹅掌楸木等等。 其主要的优点是：质地比较坚硬，较耐磨；有美丽的纹理和光泽。主要缺点 是：难以得到较长通直的木材；加工比较困难；受干湿变化的影响而引起的胀缩 变形、翘曲和开裂比较严重。 湖北工业大学硕士学位论文 主要用于室内贴面材料、高档家具、高档木器具、乐器、精密仪器、雕刻工 艺品等。 ( 三) 软木材料的特征 软木是以栓皮栎等的树皮为原料，生产出软木的制品。如：软木地板、软木 壁纸、软木天花板、软木瓶塞和合成橡胶软木符合材料等。 我国的栓皮树种主要是栓皮栎和黄枝椤。栓皮栎又称软皮栎、大叶橡、树皮 的栓皮层( 外皮) 特别发达，质地轻软，且有弹性，厚的头道皮可达6 厘米，一 般为2 3 厘米，黄枝椤树干外皮厚与栓皮栎相似。【”】 栓皮的特征、栓皮的主要特征是化学稳定性好，无毒、无臭、无味；导热系 数低；电绝缘性好；不透液性；可压缩性好；弹性好，在一定压力下能长期保持 回弹性能：摩擦性好；比重小浮力大；吸音性好；栓皮多孔，具有吸音能力；耐老 化，栓皮无老化现象，可以长期使用。 软木材料的应用：软木壁纸、软木地板、合成橡胶。软木壁纸有纸基和无纸 基两种，由于软木材料的独特性能与质感，一经上市，即被人们所喜爱；软木地 板是一种新型的铺底材料，主要由软木片、软木板和木材复合制成，可以按木地 板的规格加工成块状、条状或卷材状。合成橡胶是软木复合材料，具有高耐油性、 可压性、高摩擦力性、绝缘性等特点，可用于垫层、包衬、制动片、地板等。 3 4 木材的缺陷及其影响 木材的缺陷是指其组织结构的变态或不规律性，或者受到机械损伤与病虫害， 致使它的强度、加工性能、外观等受到不同程度的影响而降低了利用价值。任何 木材都不大可能没有缺陷存在，但同一缺陷对木材的利用价值的影响也不相同。 例如乱纹，一方面降低了木材的力学强度，但另一方面使材面具有美丽花纹，旋 切成单板，或刨切成薄木是最好的装饰材料，所以，木材的缺陷在一定程度上是 相对的。了解木材的缺陷及其对材质的影响，对于合理利用木材，改进加工工艺， 促使木材改性工业的发展，都具有重要的意思。木材的缺陷主要有以下几种。 节子 节子是树木生长期间，长在树干上的枝条的隐生部分。节子对材质的影响主 要有：节子损坏术材外观的一致性：影响木材的力学强度；破坏木材的均匀性；含 松脂油树种的节子有树脂渗出，影响上漆；同时还造成所在材面不均匀磨损。 湖北工业大学硕士学位论文 变色与腐朽 木材败坏的主要因素有：机械磨损；物理作用造成的降解；化学降解：昆虫 危害：真菌造成的变色和腐朽。 虫眼 虫眼是昆虫危害木材所形成的孔道。浅的虫眼或小的虫眼对木材强度无影响， 大而深得虫眼或深而密集的小虫眼，均破坏木材的完整性，并降低木材的强度， 同时是引起边材腐朽的重要通道。 裂纹 裂纹是树木在生长时期或砍伐倒后，因受外力作用或受温度、湿度变化的影 响，致使木材纤维和纤维之间的分离所形成裂缝，称开裂或裂纹。一些树木在伐 倒时木材就存在的裂纹，称木裂纹；木材干燥时产生的裂纹称干裂纹。裂纹降低 木材的强度，破坏完整性，还容易滋生真菌腐蚀木材。 木材的构造缺陷 木材的主要构造的缺陷有斜纹、乱纹、涡纹、变宽年轮( 受压木、受拉木) 、 髓心、双心。这些缺陷使得木材的强度降低，加工困难等。 湖北工业大学硕士学位论文 第4 章“巧色”木材材质之美 材料除了具有一定的强度、硬度、韧性等实用功能属性外，还在视觉、听觉、 触觉等感受层次上与人发生的联系。人类造物的历史实际上是与材料打交道的、 感受体察和使用材料的历史，在相当长的历史过程中，人类逐步形成了对材料质 感的感受性，这种感受性有时表现为一种敏感性，与人的日常经验和联想结合在 一起，从而形成美感的一部分。荀子中讲：“刑范正，金锡美，工治巧，火得齐” 其中的金锡美就讲的是材料美，木材本身的棕眼、纹理和材料本身柔软、光滑的 特性，甚至气味构成了木材的材料之美。 4 1 木材的视觉 不同材料可以通过视觉和触觉影响到观赏者的审美心理。材料对人视觉上的 刺激包括材料外部的颜色，木材的色调看起来有美好的心理感受，可以增加人们 心理的温暖感、稳定感和舒畅感。 木材具有双层反射的特征，使得木 材具有独特的光泽。木材的纹理、 结构和花纹给人们以动态感觉和美 的享受。如黄花梨木纹理生动、不 静不喧、质密温润、纹理华美、内 蕴暗香，给人以温文而雅的感觉， 是传统的美材。日本学者深入研究 了木质空间对人的心理、生理以及 健康的良好作用，如木材色调与心 理图像之间的关系、木材的纹理与 图4 1 人生理之间的关系、木材的生长轮 的间隔分布所呈现的不规律的生物节律与人的心理跳动涨落所波普分布形式相吻 合，因此木材表面波谱性状给人们以自然、舒适的感觉，产生一种生命的共鸣( 图 4 】) 。 1 4 湖北工业大学硕士学位论文 4 1 1 木材的颜色 木材细胞本身并没有显著的颜色，但由于细胞内含有各种色素、树脂、树胶、 单宁及油脂等，并可能渗透到胞壁之中，致使木材呈现不同的颜色。如云杉的白 色，乌木的黑色，红豆杉 为红色等等。木材的颜色 有着很好的装饰作用，也 便于鉴别木材。但是，木 材颜色变化很大，同以树 种的木材，也会因干湿程 度、空气暴露的时间、有 无腐朽以及树龄、部位的 不同而不同。此外，木材 可以根据需要进行漂白 或染色处理。例如香樟木图4 2 用绿矾蒸煮两天可变为黑绿色；冬青、梨木可染成黑色代替乌木使用。【1 1 】 材色是木材的视觉特性中的一个重要特征。但一般材色的感觉是我们通过心 理感受来判断的。如白色木材给我们带来明快、高雅、华丽的感觉；红褐色木材 热情、积极、奔放；黄棕色木材温暖、亲切、自然；浅棕色木材自然、朴实、柔 和；黑色木材宁静、庄重、豪华；边心差异木材颜色反差强富有装饰特色。从这 些我们看到不同的木材颜色赋予了木材不同的性格( 图4 2 ) 紫植就是材色美的上 品，自然优美，色泽深沉雅致，它质地最坚，份量最重，纹理最密，有的红得发紫， 有金属般的色泽和绸缎般的质感，微 有芳香，深沉古雅。有的黝黑如漆， 几乎看不见纹理，浑然一色。但色泽 无不静穆沉古，肌理无不致密凝重， 予人美玉琼瑶之感，是任何木材都不 能比拟的。 4 1 2 木材的光泽 图4 3 湖北工业大学硕士学位论文 木材表面有雅致的光泽，这是因为木材具有慢反射的特点，它可以减弱和吸 收光线，使光线变得柔和，看起来自然素雅。木材的光泽多呈现于纵切面上，横 切面上不易看到。光线明显与否，因树种不同而异。导管粗大的木材，其纵切面 多发光泽，在木射线部分发光犹烈。木材结构细致，含有蜡质，其光线较强，如 槭木、桦木等。 透明涂饰可提高光泽度，使光滑感增强，但同时也会引起其他方面的变化。 出于清漆本身都不同程度地带有颜色，涂在 木材表面会使木材颜色变深，阔叶树材的变 化幅度高于针叶木材。另外，涂饰可提高阀 叶树材颜色的对比度，使木纹有漂浮感，并 使木材有华丽、光滑、寒冷、沉静( 图4 3 ) 之感。【1 1 】 4 1 3 木材的纹理 纹理是木材特有的美感，传统美材黄花 梨、鸡翅木我们光从名字都可以领略到它们 图4 4 的美态。黄花梨木呈琥珀色调，木质纹理稠 密光滑，有的花纹委婉迁回，如行云流水，变幻 莫测：有的刚直不阿，大气呵成：有的环围点簇， 五彩缤纷，色彩鲜艳，晶莹明亮，散发出微微的 香气；鸡栩木，因其纹理酷似鸡翅面而得名木质 坚硬，纹理整洁，色彩优美，木质坚硬，纹理整 洁，色彩优美，斜锯木纹呈细花，老者肌理细腻， 有紫褐色深浅相问的蟹爪形花纹，尤其是纵切开 面，纹理变化无穷，自然形成各种山水、风景图 案，产生了天然艺术韵味。 木材的纹理是指木材细胞排列的方向。通常 可分为直纹理和斜纹理两大类。直纹理的木材有 红松、冷杉、杉木、紫椴、糖椴、桦木、杨木等， 斜纹包括螺旋纹理( 如桉树) 、交错纹理( 如香 图4 5 湖北工业大学硕士学位论文 樟、柳桉等) 、皱纹理、波状纹理( 如槭木、桦木等) 和加工时人为造成的纹理( 如 对角纹理、园椎纹理) ( 图4 4 ) ( 图4 5 ) 。 木材的结构是木材各种细胞大小和差异的程度。如组成木材的细胞较大，孔 隙较多，早、晚材急变，称为粗结构和不均匀结构( 如泡桐、苦楝) ：组成木材的 细胞小，孔隙较少，称为细结构和均匀结构，如柏木、木连等。结构粗糙不均匀 的环孔材，加工时容易起毛，油漆后光泽差，但加工面有美丽花纹；结构细致均 匀的散孔材，容易加工，加工面光滑，但花纹单调。 木材的花纹是指木材表面由于结构、纹理和其他因素产生的自然图案。木材 的花纹可分为银光花纹、鱼骨花纹、鸟眼花纹、树瘤花纹、香品花纹和弦切花纹 等。 木材的花纹是天然生成的图案，人们对其有 一种自然的爱好。这有多方面的原因，其中有两 点非常重要：第一、木纹是由一些大体平行但又 不交叉的纹理构成的图案，给人以流畅、自然、 轻松、自如的感觉：第二、木纹的图案由于受生 长量、年代、气候、立地条件等因素的影响，在 不同部位有不同的变化，这种有“涨落”周期式 变化的图案，给人以多变、起伏、运动、生命的 感觉。木纹图案充分体现了造型规律中的变化统 一的规律，统一中有变化、变化中求统一。可以 说木纹是自然界奉献给人类的美好图案。木纹图 案用于室内环境，经久不衰，百看不厌的原因就 在此。 1 - 1 图4 6 4 2 木材的触觉特征 以木材作为建筑室内装饰材料以及由 其制造家具、器具和装饰艺术等，长期置于 人类居住和生活环境之中，人们常用手接触 它们的某些部位，给人某种感觉，包括冷暖 感、粗滑感、软硬感、干湿感、轻重感、舒 1 7 图4 7 湖北工业大学硕士学位论文 适与不适感等。这些感觉的特征发生在木材表面，反映了木材表面非常重要的物 理性质。术材的这些性质使其成为人们非常喜爱的特殊材料。木材的触觉特性与 木材的组织结构，特别是与表面组织构造的表现方式密切相关，因此不同的树种， 其触觉性质也不同。当人们接触割某一物体时，这种物体就会产生剂激感，使人 在感觉上产生某种印象，而这种印象往往是以一种综合指标反映到人的大脑中， 它会给人冷暖感、软硬感、粗滑感。【1 2 】 我们以地板为例，我们存地板上行走频繁，对于地板的步行感的研究也引起 了重视。步行舒服通常尾与地板的平滑度有较大影响。在生理方面实验中，我们 发现木质地板得到较好的结果，当地板润湿的时候，平滑度的摩擦阻力也得到较 高的数值( 图4 6 ) 。 4 2 1 木材表面的冷暖感 当手触摸材料表面时，界面间的温度的变化会刺激人的感觉器官。使人感到 温暖或凉冷。人剐木材的冷暖感觉主要受皮肤与术材界面的温度、温度变化和湿 流的影响。木材作为一种天然材料，是材料中最有人情味的一种。在冬天我们触 摸它，不会觉得特别冷；在夏天我们触摸它，会给我们带来清凉之感。它有着其 他材料，比如说金属、塑料等不可比拟的亲近感。也许是因其由生命孕育而成， 人们都愿亲近它、抚摸它，它给人以自然、 温暖之感。( 图4 7 ) 4 2 2 木材表面的粗滑感 材料的粗滑程度是由其表面上微小的 l q 凸程度所决定的。刨削、研磨、涂饰等加工 效果的好坏，在很大程度上将影响木材表面 的粗滑感。尽管我们可以进行刨切、