【枫亚】关于鱼鳞纹的思考和成因推测

檀香紫檀诸种纹理之一的鱼鳞纹,近年来为玩家朋友所追捧,除去审美因素,非常重要的原因就是鱼鳞纹的密度问题。
鱼鳞纹的密度较高似乎已无异议,如今鱼鳞纹几乎成为高密度的代名词。
由于见不到可信的权威解释,人们对其纹理和密度的形成充满了神秘感,试图解谜的朋友多多,目前似乎仍未靠近真相。
比较流行的说法有两个:
1)鱼鳞纹是水波纹的紧密形式。
2)鱼鳞纹是造假者通过某种手段挤压致密以致形成色斑。
这些解释究竟能否成立呢?笔者对此进行一些分析,权当引玉之砖,欢迎朋友们指谬。



如图:因为一些色斑状如鱼鳞,人们以形定名。其实鱼鳞纹只是细碎的斑纹而已,并无规律。鱼鳞纹只是一个泛称。

楼主 枫亚  发布于 2015-05-09 21:11:00 +0800 CST  
【鱼鳞纹是水波纹的紧密形式吗】
A)水波纹的表现形态及成因简介
当成排的,同步循环起伏的蛇形纤维,其峰区被同时削平(或弧)取面后,出现了N多组木纤维以不同角度的截面共处于同一切面的结果。由于各具体部分对光线有不等量的吸收和反射和透射,我们看到了深浅变化的色光表现,这是水波纹成因的基本原理。
喜欢细究的朋友可以翻看关于水波纹的专述贴《【枫亚】让我们一起探索“水波纹”的秘密吧!》链接如下:http://tieba.baidu.com/p/3717361976
下图为典型水波纹

下图为水波纹的微观分析示意图

B)鱼鳞纹与棕线走向的关系
下面两图均可看出棕线的走向和鱼鳞纹的的形态互不相关。因棕线的走向代表着木纤维的走向,所以木纤维的走向和几何形态与鱼鳞纹无关。
图一为鱼鳞纹与弯曲棕线的关系

图二为鱼鳞纹与顺直棕线的关系

C)鱼鳞纹与波痕的关系
“波痕”即俗语中的布格纹。详见楼下的“波痕简介”
下图可以清晰的看出较深颜色色斑(鱼鳞)跨波痕而存在,波痕的叠生排列未受任何影响。这证明了鱼鳞纹的形成与木纤维走向无关。
下图为鱼鳞纹与波痕关系的微距照片

D)球体上,适合水波纹、鱼鳞纹表现的切面
1.佛珠(较小球体)中的水波纹只能表现在径切面中,弦切面无波,这和木纤维群起伏弯曲的方向和具体的曲率有关。
2.鱼鳞纹则表现在弦切面上,球体如此,平面也如此。至于径切面上鱼鳞纹很少见的原因,笔者分析:鱼鳞纹的分布,从弦切面角度看是一片,从横切面角度描述是沿圆周某区域的一个薄层,从径切面的角度看是很窄的一段竖条。虽然檀香紫檀的生“长轮不明显”但是依然存在。是径切面的条纹状深浅纹理掩盖了鱼鳞纹的表现而不能清晰表现,以致被人们忽略。

【总结】鱼鳞纹的表现形式与木纤维的几何形态和走向无关。与水波纹的表现和成因没有相同之处,也无近似之处。鱼鳞纹不是水波纹的紧密形式。

楼主 枫亚  发布于 2015-05-09 21:19:00 +0800 CST  
【波痕简介】
《木材学》中说:“一些阔叶材的导管分子、木纤维细胞、轴向薄壁细胞、木射线组织,在木材弦切面上呈水平方向形成整齐叠生状排列,有的在肉眼下可见或明显,有的则需要在显微镜下观察”。
对木射线的具体解释时说:“在木材弦切面上,木射线呈水平方向形成整齐叠生状排列,叠生的木射线在材表或在木材弦切面上构成波痕,多数在肉眼下可见或明显,例如紫檀属、黄檀属”。
通过下面的檀香紫檀弦切面微观图可以看出,木射线在水平方向排列整齐(叠生构造)而且颜色很浅。在存在木射线的水平区内形成比上、下颜色都浅的窄带。在具体的弦切面中就形成了深条、浅条,深条、浅条交替循环的纹理—波痕。

下图是四合一波痕示意图


楼主 枫亚  发布于 2015-05-09 21:21:00 +0800 CST  
【鱼鳞纹有可能是压缩而成的吗】
见图



木材是多孔隙材料,图二、图三可以看到木纤维细胞之间并无间隙。
细胞与细胞之间的物质叫“胞间层”《木材学》木材细胞壁的层次结构中如下描述:“此层很薄,它是两个相邻细胞中间的一层,为两个细胞所共有,实际上通常将胞间层和相邻细胞的初生壁合在一起,称为“复合胞间层”。
木材中的孔隙主要就是细胞壁以内的细胞腔。(纤丝束之间的微间隙略)
对木材进行压缩需要解决三个问题:
1)压缩程度要保证木材组织中各种细胞壁不因压缩而破裂。
2)压缩后的木材组织的固定。
3)改变温度和湿度后不再回弹。
檀香紫檀属于高韧低塑的脆性材料,显而易见不能达到上诉三种要求。加压后不但未能致密,适得其反,如同饼干一样“酥了”。

楼主 枫亚  发布于 2015-05-09 22:24:00 +0800 CST  
【压缩木技术简介】
木材压缩技术上可行吗?
早在20世纪30年代,美国、德国的军用飞机上为防雷达就使用了压缩木。40年代日本东京大学木质研究所也采用高温加压方式生产出山毛榉、桦木强化木材。世界各国对压缩木的研究,目的是提高人工林“软质材”的强度、加工性能及扩大人工林木材的用途。
压缩木的技术处理包括
1)木材的预处理—软化
木材在压缩之前必须软化,否则压缩时细胞壁会发生破坏。软化方法一般有水热处理法和化学药物处理法。水热处理法包括:水煮,汽蒸和微波加热处理;药物处理法包括:液氨,气态氨,氨水,联氨,尿素以及碱处理等。常用的软化方法多为水热处理法,也有用氨水软化的压缩木研究。
2)固定变形—压缩变形的固定
木材虽然在一定条件下可以被压缩而不破坏其结构,但是尺寸稳定性差。当浸入水中或放在潮湿的空气中时,会吸收水分,并有恢复原来尺寸的趋势。
压缩变形的固定,是实现软质木材强化并保持其物理力学性质稳定的关键。
方法主要有:用低分子量树脂以及非甲醛系药剂和无毒化学药剂为催化剂组成的交联体系浸渍木材、热处理、高温高压汽蒸处理等。
(详细内容请见:[url]http://《压缩木制造技术》http://www.360doc.com/content/13/1120/08/11881236_330669842.shtml[/url])


楼主 枫亚  发布于 2015-05-09 22:56:00 +0800 CST  
(接13楼)
檀香紫檀再珍贵也是“木材”,对其压缩也必须符合自然规律、物理法则。回避不了压前的预处理—“软化”和压后的处理—“压缩变形的固定”。
前者包括:水煮、汽蒸、微波加热、化学药物处理等。
后者包括:低树脂以及非甲醛系药剂和无毒化学药剂为催化剂组成的交联体系浸渍木材、热处理、高温高压汽蒸处理等。
对于檀香紫檀来说,这些压缩处理过程,笔者更愿意用“经磨历劫”一词来形容。
压缩后的结果如何只能靠想象了,如:树胶的融化、色素的流失、气味的改变等、紫檀油(姑且这么称呼)会是什么状态呢?无法想象,只能说经过了高温、高压、化学药物的干预之后紫檀油再也不是原来的油了。而且,经此劫难后的紫檀不仅不会形成所谓的“鱼鳞纹”,连既有的斑纹也会漫涣、弥散而淡化或消失。
檀香紫檀可以压缩,但是要接受压缩后的结果。木材商、家具商、文玩商、玩家。。。有谁愿意接受这种结果吗? 答案很明显!
还有,通过对鱼鳞纹部分的放大观察(参见5楼中波痕图片),具有鱼鳞纹的区域,木材组织仍保持原态,没有受到外力挤压的痕迹。
【结论】
1)檀香紫檀可以压缩
2)得不偿失
3)已见的鱼鳞纹材料未发现有压缩过的痕迹。

楼主 枫亚  发布于 2015-05-10 09:16:00 +0800 CST  
【鱼鳞纹与密度的关系】
鱼鳞纹之所以为众多玩家所喜爱,重要的原因就是其“高密度”
我们知道,树木的生长特点之一就是其为“非匀质构造”,所产木材为非匀质材料。其各部分的密度和抽提物含量都是不一样的。
就密度而言,在树木的各具体部位又是有一定规律的。见示意图


从示意图可以看出,在树木的主干部分密度分布规律为:上疏、下密,里疏、外密。具体的树木生长由于受光照影响,阳面细胞分裂和生长快,阴面细胞分裂和生长慢而形成的阳疏、阴密。总结规律:主干的基部、外侧、阴面是密度最高的区域。
许多朋友发现:鱼鳞纹多生于树头、阴面、挨着白皮的部分,这正是上述的这个高密度区域。

密度分布还有一种情况。 见下图:


当树木受到风力、重力作用或发生偏冠时,树干中的一定部位会形成偏心生长,半径短的那面类似阴面,比较致密。这种情况的存在使木材密度分布复杂化了,但不占主流。所以,如果偶有部分鱼鳞纹出现其它部位也不奇怪。
【总结】
笔者认为:不是鱼鳞纹的存在因而密度较高,而是鱼鳞纹多生于高密度区因而具有较高的密度。高密度区是一个平台,其它纹理如果产生于这个平台同样密度会高。
(如果有朋友另有高见欢迎讨论,或提供可信的例证)

楼主 枫亚  发布于 2015-05-10 22:17:00 +0800 CST  
【鱼鳞纹的成因推测】 通过前面的分析,已知鱼鳞纹不是水波纹的紧密形式(与木纤维的走向无关),也非外力压缩而成。 由于构成鱼鳞纹的单个色斑面积过于微小以及鱼鳞纹斑的分布特点,可以肯定其非氧化而成。那么,鱼鳞纹究竟是如何产生的呢?
笔者认为鱼鳞纹是产生于高密度区的一种材色分布不均的现象。是色浓度不均导致的颜色深浅差异。
为什么在某些部位会产生材色分布不均现象呢?
【关于材色】
《木材学》关于材色的描述:“木材是由细胞壁构成的,而细胞壁的主体纤维素本身是无色、无味的物质,只是由于色素、单宁、树脂(针叶材为树脂)和树胶等内含物质沉积于木材的细胞腔,并渗透到细胞壁中,使木材呈现出各种颜色,称为材色。”
注:《木材学—关于抽提物与木材颜色的关系》中说:“紫檀心材为红色,可以提取紫檀香(santalin)色素。”
笔者推测: 在高密度区,由于木纤维细胞已发展为孔隙率极低的高度腔小壁厚的细胞群。就是说,它们的细胞壁有条件可以吸纳更多的包括紫檀香色素和单宁(也是影响材色的物质之一)在内的抽提物。这些物质在沉积细胞腔,渗入细胞壁的过程中,由于某些目前尚不清楚机制的影响,产生了此多彼少的现象,有的色浓度高,有的色浓度低。至于这种色浓度不均的分布规律: 鱼皮状的,鱼鳞状的,大鱼鳞(龙鳞)状的,条状的,散点自由分布的都有,具体原因有待探索。

楼主 枫亚  发布于 2015-05-11 21:31:00 +0800 CST  
接30楼
【鱼鳞纹为什么长不厚】
鱼鳞纹在球体的弦切面上表现为或粗(龙鳞)或细的鱼鳞纹,在径切面则表现为与生长方向成90度的条形斑纹。见下图


熟悉鱼鳞纹的朋友们都知道,以2.0直径的球体算,所见带鱼鳞纹的佛珠中多为半面鱼鳞纹,偶有满鱼鳞纹的,但背面鱼鳞少有效果上眼的,有色斑就不错了。
就是说绝大部分鱼鳞纹的厚度在25px以内。偶然碰上2.0厚度的属于凤毛麟角了。
前面《鱼鳞纹的成因推测》中解释鱼鳞纹为:“高密度区的影响材色的物质在渗入细胞壁的时候出现了分布不均衡的现象”。
【问题来了】
假设树龄、位置等条件到了密度很大,具备出现鱼鳞纹的时候起,树木继续生长,树径继续增粗,鱼鳞纹理应没有限制的随树径的逐渐增粗而逐渐增厚。然而,然而。。。然而事实就是事实,鱼鳞纹的厚度就是在一厘米左右的厚度徘徊,偶有凤毛麟角者,也不过2厘米厚度而已。而且不论薄厚都在边部。
本人下面尝试解一下这个谜。见下图




木材颜色的构成有三:1)木质素、2)具体树种中的专有色素、3)单宁。
其中木质素是 构成木材各种细胞的基础成分,显然与色斑无关。另外两种影响色斑形成的物质属于木材中的“抽提物”成分。
【关于抽提物】
抽提物定义:
木材中的抽提物是指用水、酒精、乙醚、苯、丙酮等有机溶剂浸提出来的物质。这里的抽提物是广义的,指除组成木材细胞壁结构物质以外的所有木材内含物。抽提物的含量随树种、树龄、树干位置以及树木生长的立地条件不同而不同,含量少者约为1%,多者高达10-40%,一般在5%左右。它们不是木材细胞壁的组成部分,但存在于细胞腔和细胞壁的微毛细管或者木材的特殊细胞中,是游离的低分子化合物。
木材抽提物的生成:
木材抽提物是在边材转化心材过程中形成的。薄壁细胞在增厚阶段只有部分原生质转化为细胞壁(初生壁),另一部分的原生质在细胞位于边材范围的年份内尚保持生机,当边材转变成心材时,此部分原生质通过生理生化作用生成木材抽提物。
木材抽提物中与木材颜色相关的部分:
木材抽提物中包含多种类型的天然有机化合物,其中最常见的是多元酚类,此外还有树脂酸类、萜类、酯类、碳水化合物等。。。其中多元酚类的单宁和黄酮类(色素)是产生和影响材色的主要物质。
单宁属于强还原剂,易在空气中氧化,尤其在酶作用下,形成发色化合物。
黄酮类化合物(色素)是导致木材显色和变色的主要化学成分之一,具有较强的还原能力,易被空气氧化,其氧化产物能使木材显色或颜色加深。
木材色素是重要的木材抽提物之一,某些树种木材颜色明显,从中可以提取色素。如:紫檀心材为红色,可以提取紫檀香(santalin)色素。。。

楼主 枫亚  发布于 2015-05-15 15:51:00 +0800 CST  
从抽提物的定义来看,存在于细胞腔和细胞壁微毛细管中的单宁和色素没有理由不与其中的一些液态物质相混或相溶的。那就引出了下面的话:作为多孔隙材料的木材,无论其生前还是死后,存在其中的液态物质会存在一定的流动性,带动了显色物质一起流动。正是这个原因,色斑的混融有了可能。(色素富集的重色区向较浅的底色区散开)但这需要时间,很长的时间。由于鱼鳞纹有限厚度的事实,合理的推测是:色斑消失需用的时长和半径生长的时长大致相等或相近。
35楼的两张示意图描述了鱼鳞纹有限厚度的可能原因。
【声明】
本节内容只是基于逻辑推论的一种鱼鳞纹成因推测,算一种理论模型吧。不是结论,因为没有实证支持。
但此推论在逻辑上是成立的,如果哪一天出现了鱼鳞纹无限厚度的实证,那么这个理论模型就没有存在的价值了。

楼主 枫亚  发布于 2015-05-15 16:23:00 +0800 CST  
【为什么老料中少见鱼鳞纹】
老料中鱼鳞少见的原因本人认为有两个:
1)如上节内容《鱼鳞纹为什么长不厚》中所推测的,随着时间的推移,“色素富集的重色区向较浅的底色区散开”而模糊了界限。
2)老料因氧化材色转深掩盖了色斑。
以上两种原因的混合造成了老料中鱼鳞纹少见的现状。
如果不存在深、浅色界混融的话,那么氧化转深过程中深、浅色区理应同步转深,就是说材色转深的中间过程鱼鳞纹不应淹没,确实一些材色很深的新料中鱼鳞纹仍然清晰可见。而个别“老料”偶然见斑,已到星星点点的斑痕后期了。
现在市面上所见鱼鳞纹大部分都是新料,因其产生于高密度区而具有较高的密度,毫无疑问属于新料中的佼佼者。

楼主 枫亚  发布于 2015-05-18 13:35:00 +0800 CST  
【鱼鳞纹的归宿】
由于檀香紫檀中的鱼鳞纹属于色素纹理,与木纤维走向无关。故而,其变色后期的紫黑色(或黑色)足以将纹理淹没。应了俗语所讲的变成“浮云”了。
纹理虽然不再显现,但其较高的密度让然可以宣示其为“好料!


本贴至此结束

楼主 枫亚  发布于 2015-05-18 14:03:00 +0800 CST  
【关于鱼鳞纹成因的进一步思考】
前面30楼中笔者推测:“鱼鳞纹是产生于高密度区的一种材色分布不均的现象。是色浓度不均导致的颜色深浅差异。”
经过几个月的思考,笔者就这个问题在此处做一次系统的解释,欢迎质疑和讨论。
【铺垫】
已知定律:“林木立地条件相同时,引起株间变异的原因便是遗传差异”。鱼鳞纹作为材色分布不均的小概率现象,笔者认为就是遗传差异引起的株间变异。
据此推测:个别植株因为遗传差异的原因,在其边材转心材的过程中,存在广泛的抽提物小局部富集现象,这种情况导致了抽提物中的显色物质分布不均。
从木材水磨后的回油、回色等现象和对抽提物主要成分的了解,可以认为抽提物在木材中具有一定的流动性,其流动性的大小与木材孔隙率的大小正相关。但其流动量与流动时间正相关。
【夹注】
构成木材密度的因素有二:
1)单位外形体积内的孔隙率越大木材密度越小,孔隙率越小密度越大。木材的密度与孔隙率反相关。
2)在外形体积和孔隙率不变的条件下,抽提物越多密度越大,越少密度越小。但是在没有预设前提条件的背景下,此结论不成立。
【解释】
在中低密度区内,抽提物的流动性较好。抽提物中的显色物质随抽提物的自由流动而逐渐趋向均匀。而且随着时间的推移,其均匀化程度也在逐步提高,接近均匀。

随着木材密度的提高,抽提物的流动越来越低,其中显色物质的均匀化速率逐步降低。达到一定的密度后,由于抽提物的流动性严重受阻,其中显色物质的均匀化速率极低,在一定的时间内均匀化的量非常微小。到我们开材取料时,仍然能够看到尚未完成均匀化过程的色斑—各种几何形状的鱼鳞纹或鱼籽纹。

这种被称为鱼鳞纹或鱼籽纹的色斑(后面以鱼鳞纹代称),有几个特征:
1)鱼鳞纹只是小概率的出现于一些树材中与边材相邻的高密度区。
2)鱼鳞纹的表现,从颜色角度看:是“外重里轻”直至于消失;从色斑面积看:是“外大里小”直至于消失。
3)从径切面角度看,鱼鳞纹是有限厚度,这说明了(目前未见能证明无限厚度的实证或理论)
4)无论从弦切面还是从径切面看,鱼鳞纹在有、无之间是缓慢过渡的。(因为密度的高低变化就是缓慢渐变的)。
以上几个特征的形成,来源于树木的遗传差异和抽提物在不同密度区的流动特性。
能保留鱼鳞纹现象的密度临界点和具体的树材有关,不同的树材有不同的临界点。
【鱼鳞纹与鱼籽纹的异同】
鱼鳞纹和鱼籽纹的几何形状不同,颜色的深浅浓淡也不同,但成因相同,性质也相同。二者只是鱼鳞纹色斑在均匀化过程中的不同阶段中的不同表现而已。
所以常见水嫩的鱼鳞纹,和老气的鱼籽纹。它们经历了不同的均匀化时间,或存在于不同的弦切面“层”处。

楼主 枫亚  发布于 2015-07-27 15:21:00 +0800 CST  
氧化后的平面水波纹效果,球体效果弱于平面。


楼主 枫亚  发布于 2015-09-11 22:36:00 +0800 CST  
琴料中的鱼鳞。






楼主 枫亚  发布于 2016-05-19 20:47:00 +0800 CST  
一些朋友因为对鱼鳞纹的成因不了解,误以为鱼籽纹、鱼鳞纹、龙鳞纹分别是三种纹理,甚至以XX纹做为判断木种或者树种的依据。
本楼对此做一个简单概括的解释。
【解释】
鱼籽纹、鱼鳞纹、龙鳞纹的叫法不同,其实是一个东西,我还可以再加上一个名字“斑马纹”。朋友们从本楼图片的径切面表现可以非常清晰的看到。
这三种纹理本就是一种纹理。成因是木材中抽提物及其中的显色物质(色素)较为富集和密度较大两个条件重叠时,抽提物中的液态物质流动阻滞而形成的“色斑”。很简单!
从图片的径切面可以看出:从髓心这面到树皮那面是一个从无到有,从弱到强,斑块从小到大的,线性渐变地发展过程。
如果沿着图中示意的竖向白线锯开可获得许多块片状的材料。然后呢?然后可以看到各片上的斑纹大小都不一样,靠髓心这边的是鱼籽纹,靠树皮这边的是龙鳞纹,中间是大小不同的鱼鳞纹。
每一片上的具体斑纹都是这种斑纹发展过程中的一个节点。
由鱼籽纹到鱼鳞纹到龙鳞纹是一种斑纹发展过程中不同时段的具体表现。



楼主 枫亚  发布于 2016-05-29 20:53:00 +0800 CST  
鱼籽纹的生成有一个从无到有的起点,终点就是心材最外点的心--边材交界处。如果起点较晚,到心材终点的距离很短,开材就直接表现鱼籽。所以鱼籽纹主要发生在密度较高而径级较小的木材中密度较大的区域。
如果已生鱼籽后,树木有足够时间继续增粗,则斑纹区较厚,斑纹斑块会逐渐趋大而演变为鱼鳞纹以至龙鳞纹。
【结论】
从径切面看,鱼籽纹较薄,龙鳞纹较厚,鱼鳞纹是中间状态。
较大斑纹多出新料(一般径级偏大)之中。
这个分析与事实吻合。

楼主 枫亚  发布于 2016-05-29 21:07:00 +0800 CST  



楼主 枫亚  发布于 2016-05-29 22:57:00 +0800 CST  
天然林胸径生长量的文字记载


楼主 枫亚  发布于 2016-08-16 10:28:00 +0800 CST  

楼主:枫亚

字数:7284

发表时间:2015-05-10 05:11:00 +0800 CST

更新时间:2017-03-06 19:41:54 +0800 CST

评论数:465条评论

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