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钻石切割:只有我自己,才能切割和打磨我自己!

果壳网 10-22 28

以下文章来源于有趣的制造 ,作者 CastAI

简而言之,钻石切割就是 " 怎么切得让钻石更璀璨 ",更闪瞎眼……忍不住开始唱:钻石、钻石、亮晶晶,好像天上摘下的星 .. ……

我们说的璀璨,主要就是说火彩、亮度和闪光的相互配合。" 火彩 " 是说白光进入钻石后被折射析出七色光;" 亮度 " 指的是白光进,白光出的折射和白光在钻石刻面的反射;" 闪光 " 就是一颗钻石闪烁的总次数了。看下图,钻石切割的角度(不是大小),对光的折射和反射有直接的影响。

晶体结构

来看下钻石的 " 正八面体晶体结构 ",钻石这个只有碳元素组成的晶体,是世界上已知最坚硬的天然物质,这个 " 最 " 它真不违反广告法,是客观事实……

各色钻石

常说的钻石是透明无色的,也被叫做 " 白钻 ",是纯粹的碳元素集合。但大多数时候碳(C)元素里都会混进氮(N)元素,然后会使整体色泽偏淡黄,所以钻石的颜色(Colour)也就成了一个评价维度,越黄也就是分级字母越靠近 Z ,也就越不值钱。但是!如果很黄的话,反而变成了黄钻贵族,就可以任意打扮 QQ 空间了。啊,不是,是又要从新的颜色角度去重新评估黄钻的价值了。

至于彩钻的话,如果钻石混进了硼(B)元素,就会呈淡蓝色,这就是 " 蓝钻 ";如果是钻石的晶格有位移,就会变成 " 粉钻 ";还有的钻石受了长期辐射后,会产生其他颜色变异,比如绿色啥的。物以稀为贵,颜色越罕见,就越贵得离谱。

值得一提的是 " 血钻 ",并不是指的钻石鲜红如血,而是代表了开采背后的流血冲突。由于钻石的高价值,在全世界各地引发的抢夺和内战数不胜数,10 多年前小李子有部(冲奥失败的)电影《血钻》,就是以此背景讲的非洲沾满血的钻石开采。

切工历史

不管你看过哪一本《钻石大全》,下面这张钻石切型历史图多少都见过一些,我就给汉化了一下……像马沙林式,是以发明出有 17 个冠部刻面和 17 个亭部刻面的法国红衣主教马沙林的名字命名的;佩鲁齐式,是以发明出有 33 个冠部数量和 25 个亭底刻面的威尼斯抛光师的名字命名的;而 18 世纪初的老欧式,这就很接近我们现在普遍见到的明亮式切割的前身了。

到 1919 年,钻石切割发生了革命性的创新,比利时数学家陶可斯基(Tolkowsky)提出了 " 理想切割比例 ",能让钻石的白光和散发出的火彩更平衡,并不只是让光在钻石中折射后更炫目。在此基础上,经过了后人几十年的不断调整优化,才有了现代的钻石切型比例,也就是下图的明亮式圆钻切割(Modern round brilliant cut),广告里一般展现的就是这种钻石了。

原石分析

钻石的原石一般被叫做金刚石,并不像黄金矿工里这样,一拿到手就是璀璨夺目的一颗明亮式切割……

咱也不是灭霸,拿到一块原石捏碎了就获得宝石直接戴手上……

一颗原石被切割成钻石之前是需要分析的。根据石头的形状大小以及内部缺陷,考虑很多不同的分离组合,以实现钻石商的利益最大化。过去技师只能凭借多年的操作经验,现在则方便多了,在扫描仪和显微镜配合下,把原石扫进电脑里再建模,像下图的紫色和绿色就是不同切割方案的选取。

用显微镜的话,能看到原石放大后的瑕疵,比如下图的羽裂纹。如果再配合上 3D 建模,就能更清晰的看到这几条羽裂纹对整体切割方案的影响。

原石分切

原石的分切技术主要分三种:劈切、锯切,以及激光切。

劈切分离

最原始的就是劈切了,有经验的技师会根据原石的天然纹理,找到合适的角度去解离,这就是晶格生长的解离面了。很好,我的材料学没有都还给老师……

先用钻石在钻石表面划刻出一个凹槽来,也就是 ... 只有我自己才能伤害我自己。然后拿工具猛地敲砸一下,原石就裂开成更小的了。这也是最考究经验和最可能毁掉原石的方式,没办法,当年还没有什么先进的生产力工具 ... 这技术也实在太老了,早就没人用了,我实在找不着实物图,我的手绘大家能看懂的吧……红线是钻石自刎的凹槽……

锯切分离

然后是在过去常见的锯切法,锯盘的边缘是被附着了金刚石粉的,这样才能达到比要锯切的钻石更高的硬度去分切。至于你说金刚石粉哪里来?一开始确实是天然的钻石颗粒,等到了 1955 年能通过高温高压的方法制成极其细小的人造金刚石颗粒后,就逐渐替代了天然的作工业用途,毕竟便宜了不是一点半点。

激光分切

最后就是现代的激光切割了。也是目前最普遍的分切方式。激光切割的时候会产生大量热量,所以要一直用水持续降温。

当然激光并不是只走一次,原石就一分为二了。需要在同一个地方多次的走刀。我们换个角度看一下,为了更好地分离,也能看到钻石本身也是在做圆周运动旋转的。

激光切割的好处就是切面极为平整,而且消耗非常的小,极其小,你想 1 克拉就只有 0.2 克,怎么样的节省消耗都不为过。至于下面的原石,就是那个被拍卖了 6300 万美元的 " 星座 "(The Constellation Diamond),813 克拉 = 162.6 克,三枚鸡蛋那么重……这种级别的钻石出现在《名侦探柯南》里,肯定是需要死一打人的剧场版(糟糕,是心动的感觉)。

细心的小可爱会注意到这里掉落下来的小切离面是黑色的,因为激光产生的高温把金刚石碳的结构变成了——石墨,这里的黑色一层就是石墨了,之后反正会打磨掉的。

打磨夹具

把原石分切成小块后,就需要打磨成钻石了。钻石加工最多的时间都花在了设计和调整钻石刻面角度上。

在开始打磨刻面之前,要先认识一下这个自带水平仪的钻石夹具,只要有一个面的角度没达到设计预期,就算是失败了。而一颗明亮型的钻石有 57 或是 58 个面(把亭部的底下尖角也磨出一个面来),所以任务真的很艰巨……

配套使用的钻石磨盘虽说是磨具,但因为上面涂覆的金刚石粉末非常非常精细,以人手指头的触感来说只能感觉到光滑。

打磨阶段

打磨就是钻石和钻石互殴的过程了。

打磨的时候,每磨一小下就要拿起钻石查看磨切面,以及检查刻面度数,多次重复。每一次耗损,都是金钱在流逝。

这就是你从放大镜中会看到的钻石表面。

至于腰部的打磨,只是夹持钻石的夹具不同,方法都一样的。在这之后还要经过抛光和最后的钻石刻面角度检测,一颗钻石就完成了制造。钻石虽然坚硬,但若是将两颗钻石放在一起是会互相刮花的,所以存放也是要单独收到小盒子里的。

还没完!还要再讲下有关钻石的两个属性的疑问 ~

钻石硬脆

讲起这个钻石的 " 最硬 ",实在是我们好像下意识就会觉得 " 硬的东西就代表牢固 "... 其实机械上的定义硬度是说 " 材料抵抗更硬物压入其表面的能力 "。下图是我们测维氏硬度的检测仪器,就是压,死命压,然后看压痕的形变,测出来一个数值,代表的就是硬度值了。

至于钻石的硬脆,先回忆我们在《削肉如泥,但一砍就脆的陶瓷刀是怎么做出来的?》用氧化锆做成的陶瓷刀,这属性值就跟打地鼠一样,管得住这头管不住那头,硬带来的就是脆。钻石也是如此,实际上你用锤子猛砸,真能让它脑门儿开花,分分秒泪流满面 ... 更不用说早就有人拿液压机给钻石开过瓢了……

钻石怕烧?

钻石的成分是碳,所以是怕高温的,有人家里不幸发生火灾,持续燃烧后的温度能达到 1000+ ℃,这之后,不是因为火灾现场乱才找不到钻石,而是钻石真被烧成了二氧化碳,也就是给烧没了……小时候看《十分钟破案(或者一分钟破案)》时,有个小故事是讲笨贼拿高温枪烧装着钻石的保险柜,结果打开保险柜后发现钻石不见了……

然后我知道有小可爱可能要按耐不住心中冉冉升起的小恶魔了。是不是想烧烧看(人工钻石)看?可别,拿喷枪去烧钻石,就很容易发生爆裂事故,看下图就是直接把镜头给崩碎了。请大家千万不要模仿此类实验,很危险的!

况且,万一烧出个真相大白:假如是你爸送你妈的假钻石,不管怎样,你的下场肯定会很凄凉 ... 现在世界上最大的人工钻石制造国就是中国了……而且做工非常好……

至于买钻石智商税不税的,我觉得吧,有需求就有供给,再加上物以稀为贵,有钱人的世界就是这么朴实无华……我就是看看,连摸都不会摸……

最后我们再来欣赏一下这首歌来完结这篇文章吧!请注意听歌词。

作者:CastAI

校对:Cast + 江小丧

截图:阳哥

文中 Gif 截取自 YouTube 博主 Hydraulic Press VS 的《Diamond vs Hydraulic Press - Real is rare》、Armyless 的《Do Diamonds Burn?》、張凱昕 的《材料機械性質 - 維氏硬度》、Samara James 的《What is 'diamond cut'?》、Official GIA Channel 的《Helium M Box》、Synova 的《The Constellation Diamond cut with Synova ’ s DCS 300》、Chris Anadiotis 的《The Art Of Diamond Cutting》、Periodic Videos 的《Polishing a Pink Mega Diamond - Periodic Table of Videos》、李承倫作者的图书《鑽石大全》、CathyPaul Diamond 的《鑽石的火彩》、以及 Gemological Institute of America ( GIA ) 的官方网站

本文经授权转载自有趣的制造(ID:MadeWithFun),如需二次转载请联系原作者。

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