人工宝石用什么仪器如何区分？

人工合成宝石的出现弥补了天然宝石的不足，因而在经历了近百年的发展后，至今仍很有前途，且大有可为。我们相信在不远的将来，人工合成宝石事业将更加兴旺发达，蒸蒸日上。

人工合成红宝石的技术已经成熟，目前主要有三种方法：焰熔法，助熔剂法，水热法。其中焰熔法红宝石较易鉴定，通过观察内部弧形生长纹和气泡而确定为合成红宝石，市面上特别是旅游商品店出售的颜色鲜红、颗粒较大的标有“红刚玉”、“刚玉”“鲁宾石”的实则就是此种红宝石。助熔剂法红宝石需要专业人员在高倍显微镜下观察其内部特征将其鉴定出来。水热法红宝石合成环境仿照天然红宝石的生长环境，内部特征极象天然红宝石，一般仪器都很难将其区分，常需借助其它大型仪器，如x射线仪

合成金红石的鉴别

合成金红石具有极高的色散值使其泛出五颜六色的火彩。这种特征使之不易与其他任何材料相混淆。此外，其极高的双折射率使其刻面棱重影异常清晰。仅此二特征就足以确认它了。

酸锶的鉴别

钛酸锶作为仿钻材料，极易识别。钛酸锶极强的火彩使它明显不同于钻石。尽管标准圆多面型的钛酸锶在线试验中不透光，但它明显较低的硬度使之表面显示出明显的磨损痕迹、圆滑的刻面棱和不平整的小面。尽管反射仪上可获得与钻石相同的折射率，但热导仪检测时却无钻石反应。卡尺法或静水称重都可测出未镶品的比重，从而确认它。

合成红宝石的鉴别

1合成红宝石可见极细的弯曲生长纹和拉长的气泡，有时还可见云朵状的气泡群。

2宝石中偶尔可见未熔化的原料粉末。

3在暗域照明和斜向照明下，偶尔可见一些细微的白色云状包体。

4显微镜下有时可见晶体不均匀的生长条纹。

5宝石晶体可能带有籽晶的痕迹。

6用电子探针和X射线荧光分析法，可检测宝石晶体中的铱或钼金属包体。

合成金绿宝石的鉴别

1合成金绿宝石可见弯曲的生长纹和拉长的气泡。

2宝石中偶尔可见未熔化的原料粉末。

3在暗域照明和斜向照明下，偶尔可见板条状的杂质包体和针状包体。

4合成金绿宝石的折射率（1740-1745）稍微偏低。

5用电子探针和X射线荧光分析法，可检测宝石晶体中的铱或钼金属包体。

人造钇铝榴石的鉴别

钇铝榴石是人造宝石，可根据其物理性质和光学性质将其与相似宝石区分开

区域熔炼法合成宝石的鉴别

区域熔炼法合成宝石工艺中未使用坩埚，所以不存在坩埚杂质的污染。该技术能精炼和提纯晶体，所以晶体中很少出现包裹体和生长纹，晶体的质量较高。该方法合成的宝石颜色纯度较高，内部洁净。通常荧光强于相对应的天然宝石的荧光；分光镜下吸收谱线简单清晰；宝石表面加工不够精细，常出现“火痕”等。对于人造钇铝榴石晶体，由于没有天然的对应宝石，可根据其物理化学性质予以鉴别。由于晶体生长过程中工艺条件的突变，也会合成出质量较差的宝石晶体。其特征是:生长纹混乱、晶体颜色不均匀、甚至出现气泡等。因为区域熔炼法制作成本昂贵，真正商业化生产的高质量的 合成宝石并不多见。因此，对于此类合成宝石的研究和报道也较少见。

冷坩埚法合成宝石的鉴定

冷坩埚法是生产合成立方氧化锆晶体的方法。该方法是俄罗斯科学院列别捷夫固体物理研究所的科学家们研制出来的，并于1976年申请了专利。由于合成立方氧化锆晶体良好的物理性质，无色的合成立方氧化锆迅速而成功的取代了其它的钻石仿制品，成为了天然钻石良好的代用品。合成立方氧化锆易于掺杂着色，可获得各种颜色鲜艳的晶体，因此受到了宝石商和消费者的欢迎。

合成立方氧化锆常被用作钻石的仿制品。因此，合成立方氧化锆晶体的性质及特征，就是合成立方氧化锆的鉴别特征。

助熔剂法合成红宝石的鉴别

A、助溶剂残余包裹体

B、气固两相包体：

C、铂金片

D、特殊的色带或色域

助熔剂合成宝石中可见直线状、角状生长环带，这些特征与天然红、蓝宝石中的色带，在外观上是一致的。但在拉姆拉合成红宝石中可出现一种搅动状的颜色现象和纺锤形色域，在多罗斯（Douros）合成红宝石中可出现浅红、无色色带和蓝色三角色块。

F、种晶

早期生产的产品采用了很大的种晶，例如Leichleitner公司仅在种晶上生长薄薄的一层合成红宝石。目前，绝大多数的助溶剂法合成红、蓝宝石中很难看到种晶及其相关的特征。

G、发光性

紫外光下助溶剂法合成红宝石呈中一强的红色荧光，可以对红宝石的鉴定起到指示作用，而拉姆拉红宝石加入了某些稀土元素，在紫外光下橙红色荧光。少数样品可能显示蓝白色荧光。

H、可见光谱

助熔剂法合成红宝石的吸收光谱与天然的一样，只是比天然红宝石更清晰、更明显。

I、微量元素

用电子探针分析暴露到宝石表面的助溶剂残余包裹可以检验出包裹的化学组成，用X-荧光能谱仪，可以无损分析出宝石所含的微量化学元素。最常用的助溶剂是一些重金属的氧化物，如PbO、PbF2、BiO2、MoO2，以外还可有B2O5，Li2O，有时也用冰晶石（Na3AlF6）。

合成彩色水晶常常显示不同与天然品种的色带。合成彩色水晶的色带总是平行种晶板，而合成紫晶时种晶板通常平行于菱面体面方向；合成黄水晶的种晶板平行于底轴面。所以利用偏光镜可以帮助确定。

水热法合成祖母绿的早期产品主要含 I 型水，不含 II 型水，后来通过改进工艺使新的产品既含 I 型水又含 I I 型水，但仍以 I 型水偏多，证明一般碱含量较低。而天然祖母绿中的较高。不同产地的天然及不同厂家的合成祖母绿 I 型水、 II 型水分子的吸收峰相对强度差异也很明显。近几年的水热法合成祖母绿产品的红外光谱一般都可见 I 型水和 II 型水的吸收峰，而天然祖母绿既含 I 型水又含 II 型水，但 II 型水较多。

合成钻石的颜色和类型也可以控制。因为生长舱内充满了空气，空气中含有氮，所以大多数合成钻石都是含孤氮的Ib型钻石。这种钻石多为黄到褐色。如果在反应舱内放一些氮的吸收剂，如锆或铝，则可以获得无色的不含氮的Ⅱa型钻石。如果同时再加入一些硼，则可合成出含硼的蓝色Ⅱb型的钻石。

合成的钻石还可以通过辐照处理把它们变成彩色钻石。

合成钻石在长波紫外下通常无荧光，短波下常有**、绿**、橙**的荧光。而天然钻石在长波紫外下通常有较强的荧光，多为蓝白色，短波下相对较弱或为惰性。合成钻石在短波紫外线下有特征的分带现象，即在立方体与八面体生长方向荧光分布特征，又称为“马尔他十字分带”现象，如图所示。天然钻石则显示年轮状荧光分布。钻石结构荧光鉴定仪（DIAMONDVIEW）就是有DTC专门推出用于检测钻石在紫外线下的荧光分布特征的仪器。近无色的合成钻石在短波下有明显的磷光，天然钻石无磷光。

合成欧泊比天然欧泊更易透紫外线。此性质的检测方法是：把照相纸放在盛有水的盘中，被检测的宝石和厚度、类型都相近的天然材料一起放置在相纸上，曝光时间约为2—3秒。显影后，在合成宝石的像周围可见到一个白边，但天然宝石的像却没有白边。

常见的玻璃仿制品及其鉴别

A仿透明宝石的玻璃品种

玻璃常用作红宝石、蓝宝石、祖母绿、海蓝宝石、橄榄石等透明宝石的仿制品。它可以具有与所仿宝石十分相似的颜色，但其特征的内含物与所仿宝石不同的折射率、光性、相对密度及光谱是鉴别它的关键。

（1）表面及内部特征：

模制的玻璃表面模制痕、圆滑的刻面棱、收缩的凹坑。玻璃内部常可见气泡、旋涡纹。天然透明宝石除天然玻璃外，很少能见到单气相包体。天然宝石常显示矿物晶体包体、气液相包体等，这些在玻璃中见不到。某些天然透明宝石因有较大的双折射率，在放大下可见刻面棱重影，而玻璃中见不到。

（2）折射仪：

通常与所仿宝石的折射率或光性不同，且为单折射。玻璃折射率一般为145-170，而在此范围内常见的透明天然无机宝石都是双折射的。

（3）异常双折射：

玻璃在偏光镜下显全消光或扭动的无干涉圈的黑十字的异常消光；双折射的天然透明宝石可显示一轴晶或二轴晶干涉图。

如果有编码的情况下，很难换的。楼上的不懂别瞎说。目前的条件，基本上换不了。就算能刷上去号码也根本没有什么用处。把原来的号码去掉，在刻新的号码，那重量就不对了，钻石都不用拿下来，用卡尺一卡尺寸就出来了。这么笨的办法，只能是想当然。

理论和技能鉴定均采用百分制，理论要求和技能操作要求的各项内容所占比重各为100％。两项考试均达60分以上方为合格。 中级钻石检验员 项 目 鉴 定 范 围 鉴 定 内 容 比重 备注 知识要求： 1法定计量单位的构成和常用法定计量单位的使用方法 （1）熟悉国际单位的基本概念与优越性 （2）熟悉法定计量单位的构成 （3）掌握本专业常用法定计量单位的使用方法 5％ 基础知识 2误差一般知识和数据处理常用方法 （1）了解随机误差、系统误差和粗大误差的概念以及降低各种误差的主要途径 （2）了解异常值的检验和剔除方法 5％ 3电工和电子技术基础知识 （1）熟悉电工仪表的结构和工作原理 （2）熟悉电压、电流、电阻和功率的测量 （3）熟悉工作机械的基本电气控制线路 5％ 4光学及有关的地质基础知识 （1）了解光的一般特性 （2）了解光的折射、色散的基本知识 （3）了解矿物和岩石的基本概念 （4）了解晶体与非晶体的区别 15％ 专业知识 1钻石（金刚石）的基础知识 （1）了解钻石化学成分、晶体结构、形态及其一般的物理和光学的特性 （2）了解钻石（金刚石）的成因、产状和分布 10％ 2钻石分级标准的一般内容 （1）了解国家标准《钻石分级》的基本内容 （2）了解国际标准化组织（ISO）的《抛光钻石术语和分类》以及国际珠宝联盟（CIBJO）的《钻石、宝石、珍珠手册》有关钻石分级标准的基本要点 10％ 3检验钻石真伪、品质分级的初步知识 （1）了解用肉眼或仪器检验钻石直 伪、品质分级的方法和操作规程 （2）了解用肉眼或仪器检验钻石切磨质量的要领和程度 20％ 4抽样检验的基础知识 （1）了解抽样检验概念 （2）了解常用随机抽样及分层随机抽样的方法 5％ 5常用检测仪器的结构、使用方法以及维护保养知识 （1）熟悉常用检测仪器、工具的结构、性能及应用范围 （2）熟悉常用检测仪器、工具及辅助设备的使用和维护保养知识 （3）熟悉常用检测仪器、工具的调试方法和一般故障的排除方法 15％ 其它知识 1影响钻石品质分级的主要因素 （1）了解分级环境条件；检测工具、仪器、设备状态、检测人员操作技能和检测方法对钻石品质分级的影响 5％ 2钻石切磨工艺知识 （1）熟悉钻石切磨工艺过程的一般知识 （2）熟悉不同晶体的钻石加工特点 5％ 技能要求： 1常用检测仪器的选择、调试及一般故障的排除 （1）天平、投影仪、热导仪的调试与使用 （2）排除天平、投影仪、热导仪的一般故障 10％ 设备使用及技术应用 2熟练使用常用检测仪器、量具 （1）熟练使用机械式、电子式天平、投影仪、显微镜、热导仪等检测鉴别钻石 （2）熟练使用卡尺、量解板等量具测量钻石的主要参数 （3）使用量具估算单颗钻石的重量 15％ 操作技能 1按标准对钻石原石和成品小钻石进行真伪鉴别和品质分级 （1）用10倍放大镜和热导仪对钻石原石或成品小钻石作真伪鉴别 （2）按标准对普通钻石原石进行晶形、颜色、净度分级 （3）对裸钻或镶嵌钻石的品质进行初步分级 35％ 2按工艺要求对半成品钻石的切磨质量能进行单项工序检验 （1）按工艺要求对车圆、亭部、冠部工序的切磨质量进行检验 （2）用检验仪器和量具测量钻石切工的比率、角度 （3）用10倍放大镜对钻石的切工进行初步评价 20％ 3整理检验数据，正确填写检验报告 （1）正确记录并整理检验数据 （2）分析、判断检验数据，正确填写检验报告 10％ 其它 1能区分钻石品质的优劣 （1）根据颜色、净度、切工的优劣、对钻石的质量作出初步评价 10％

钻石加工通常包括设计、劈、锯、车、磨五道工序。

放射型的异形钻除了腰棱的加工工艺和小面的摆布稍微不同之外，其工艺流程整体上接近圆钻。阶梯型的异形钻的腰棱不用车钻机加工，一律靠磨，其工艺流程和使用的器具与圆钻差异很大。可见并不是每一颗钻石从原坯到成品都必须经过设计、劈、锯、车、磨五大工序，但无论何种磨工和琢形的钻石，设计和磨钻这两道工序则是必不可少的。

（一）设计标线

设计标线是钻石加工最基础的一道工序。优秀的钻石设计师，至少应该具备以下一些素质和技能：

1）对钻石的主要特性，尤其像晶形、晶体结构、解理、内应力（异常双折射现象）、包体、硬度各向异性等与加工工艺密切相关的那些特性，必须了如指掌。

2）熟悉钻石加工的整个工艺流程、各道具体工序和本厂工人的技术水平，采取合理的设计选择。

3）熟悉市场行情，能在市场需求、出成率、风险程度、卖价、资金周转速度等诸多关系整体效益的因素之间权衡利弊，找出平衡点，做出最佳方案。

设计人员常备的工具有：电子秤、卡尺量规、10倍放大镜（最好能有台式放大镜）、计算器、钻石灯、钻石原石筛、偏光镜、显微镜、纸包、标线笔和油性墨水等。设计的步骤如下。

1原石分选

根据原石的大小、颜色、净度、晶形四个方面进行分选。从设计的角度观察原石，主要考虑晶形和净度两个方面的因素。

1）晶形　CSO习惯上把原石的晶形分为六类，即规则晶形（Stones）、变形晶形（Shapes）、劈理晶形（Cleavages）、双晶（Macles）、薄片（Flats）和六面体形（Cubes）等。规则晶形是指晶形完好、没有或几乎没有形变的八面体和十二面体，加工工艺上就叫可锯钻（Sawable）；变形晶体指的是沿二次对称轴方向加长、沿三次对称轴方向加长或变扁，即明显变形的完整晶体，加工工艺上叫颗粒钻（Makeable,Wholoestone）；劈理晶形指严重残缺的晶体或残片。客观地说，这几类晶形之间的区分并没有严整划一的尺度，在一定程度上要凭经验来判断。

2）净度　如果说晶形主要影响出成率的话，净度则直接影响到成品钻石的价值。从设计的角度看原石，应先搞清内含物的种类、大小、数目、位置、对比度；其次确认通过加工可以去掉的瑕疵；再次，对于去不掉或去不干净的瑕疵要尽可能把它们安置在不显眼、不反射的位置。碰到表面磨砂发毛和有“壳”的原石可在适当的部位磨一磨，行话叫“开窗”，透过这扇“窗户”再去看个究竟。有时瑕疵的深浅不能一目了然，可以借助显微镜测距。办法是在同一放大倍率下，转动聚焦旋钮，找到纵深两点间的实际距离与旋纽转过的刻度之间的对应关系；然后把钻石固定在载物台上，先把焦点聚在晶体表面上，再逐步地把焦距拉伸到内含物上，记下聚焦旋钮转过的刻度，即可推算出内含物距晶体表面的实际距离，以判断能否在加工过程中把它们去掉。

2设计原则

钻石设计的原则主要有保重原则、求净原则、适销原则和省工原则。

1）保重原则　目的在于提高原石的利用率，既要保证本道工序的原料损耗最少，又要使下一道工序不受影响，所有工序都要最大限度地保留成品钻石的重量，即争取最好的出成率，这就是保重原则。但同时要注意净度和切工，片面保重忽视净度和切工反而往往使其总体价值降低。

2）求净原则　钻石是天然矿物，真正纯净无瑕的极少。设计人员应拿出一个切实可行的方案，将瑕疵在加工过程中去掉。比如把石墨包体设计在贴近锯切面、劈理面的位置，以利于在磨制过程中把它们去掉。确实难以去除，也要将瑕疵设计放在不太显眼、不发生镜像反射的地方，将瑕疵对净度等级的影响降低到最小。保重和求净往往不能同时兼顾，这时设计人员就必须反复权衡，以经济效益为尺度，做出有利的选择。

3）适销原则　钻石设计成什么磨工和琢型，在保重和求净两者之间如何取舍，都必须从本身的客观实际出发，使产品适销对路，加快资金的周转。

4）省工原则　钻石加工历来就有劳动密集型产业之说。从原石到成品，劳动消耗量非同寻常。在保重、求净、适销的大前提下，在选择台面、编排加工工艺的时候，适当兼顾一下省工的原则也不失为提高经济效益的一个方面。比如在一块钻石原石用锯和劈两种加工工艺都可以达到预期效果时，应首先考虑用劈的加工工艺，因为劈钻的工效比锯钻高，这样可以节省工时。钻石的硬度有各向异性的特点，不同的晶面做台面，磨的时候会有难易程度的差异。因此如果几种方案都能取得同样的结果，那么应首先用立方体晶面做台面（四向纹），十二面体晶面（两向纹）次之，不得已才考虑八面体晶面（三向纹）。

本着以上原则，从每一颗原石的具体情形出发，确定对每一颗原石应采用的磨工、琢型。

3设计标线

1）劈钻标线　劈钻的方向一定要沿解理面方向，即平行于八面体晶面的方向。接触双晶原则上要求从双晶结合缝处下刀。标线时可标出劈开面的一边或两边，开口点用墨团标明，点在晶棱上（见图5-1-18）。

2）锯钻标线　锯钻时有两种选择，一是沿立方体晶面方向锯，二是沿十二面体晶面方向锯（见图5-1-19）。最常用的是沿立方体晶面方向锯，因为沿十二面体晶面锯的出成率往往不理想。锯切面必须与四次对称轴垂直，倾斜度以15°为极限。大于15。基本上锯不开。线标定之后，也用墨团点出开口点。

图5-1-18 劈钻标线

图5-1-19 钻石锯开方向

3）成形钻标线　成形钻不用劈和锯，一颗就做一颗，故又叫颗粒钻。一般只用墨团标出底尖的位置，也有用圆圈中间再加打叉（×）同时标出台面位置的。碰到要“开窗”进行观察的原石，设计人员也是用墨团点出开窗的部位。

4分包

一般每个包有1粒、3粒、5粒直到10粒不等，视钻石大小而定。分包的原则可以是下述各项中的一项或几项。

1）大小　按大小相等或相近的原则分包。

2）后续工序种类　不属同一个后续工序的石头不能放在一包。

3）形状　按预计的出成率来分包。

4）纹向　按研磨方向（四向纹、三向纹和两向纹）来分包。

5）工艺要求　相同相近的分成一包。

6）荧光特征　荧光色及其强度相同相近的分成一包。

7）净度　净度相近的分成一包。

8）颜色　颜色相近的分成一包。

一般来说，采用的项数越多就越便于监控和管理。而这主要取决于生产的规模和批量的大小。

（二）劈钻

劈钻是一门古老的钻石加工工艺，起源于几个世纪之前的印度。当时流行一种叫尖顶工（Point cut）的钻石磨工，几乎就是八面体原石。当时锯钻工艺尚未问世，印度人采用劈的方法把不规则的原石从四面八方剥“皮”，留下一个规规矩矩的八面体的“核”。而劈下来足够大的石块，还可以做成五花八门的玫瑰工钻，因此劈钻曾经盛极一时。随着放射型圆钻的流行，劈钻工艺丧失了普遍性和通用性，到20世纪70年代利用薄片加工的“锯齿工”出现时又稍微挽回了一些颓势。如今，人们只是在对付晶形极不规则、解理上有严重瑕疵的原石或者接触双晶的时候才用到它。

迄今世上最大的原石、3106ct的库利南钻石和后来的琼克钻石（726ct）的加工，都是先行靠劈钻工艺进行磨制的。此项工序要求劈钻师对钻石的特性，尤其对诸多异常情况要准确判断并谨慎行事。

1适宜用劈钻工艺的原石

1）接触双晶，尤其是接合面破损或有隙可乘者。

2）解理面上有明显瑕疵者（大的羽裂或者羽裂连带深色后生包体等）。

3）晶形极不规则，不先劈就无从着手者。

4）劈开后的形状同锯钻相比，出成率更高、效益更好者。

5）劈钻后的非主体部分尚有其他利用价值者。

2劈钻的主要设备

劈钻的主要设备：劈钻工作台，上面有劈钻盒；工作台内缘用木隔板固定一块插劈钻杆的铅砧；劈钻杆一套，规格从直径10mm～40mm，每杆递增5mm；劈钻钢刀一组，大中小俱全；木柄圆锤一个；煤气（丁烷或天然气）喷灯一盏；劈钻胶若干。

3劈钻的操作程序

1）确定劈开面之后，把钻坯粘牢在劈钻杆头上，开槽的面向上，并使劈线与劈钻杆中轴18°～20°倾角，同时把开槽的钻石刻刀粘牢。

2）左手执钻坯夹杆，右手执刻刀夹杆，用手指钩住钻盒两边的立销，让刻刀在钻坯开槽标线上来回蹭，刻出一条槽。目前这道工序在有的工厂已用激光来完成。

3）选择厚度适宜的劈刀，使其刃口没入刻槽之中。注意：刻刀刃口直钝不宜尖，不能让它接触槽底，让刻刀两侧抵在刻槽两壁上。

4）扶正劈刀，用木柄圆锤轻击刀臂，劈开钻石。

5）用喷灯加热劈钻胶使之软化，取出钻坯，清洗干净，检查工作质量。

一颗钻石可能不止劈一次，可按照上述程序反复操作进行。

（三）锯钻

锯钻的实际运用，可追溯到17世纪。当时锯钻的工具是一根绷紧拉直的细铁丝，抹上钻石微粉，与现今掏空用的木工钢丝锯相似。410ct的“摄政王”钻石，足足用了一年时间才锯开。由此可知其劳动效率非常低。

目前锯钻的方法主要是机械锯钻，最近兴起的还有激光切割。

现代的机械锯钻机一般是十台一组，安装在铸铁机架或实心水泥机座上。通常一个工人可以照看20台锯机。

单台锯机主要零部件有：铸铁机座、心轴、锯石夹嘴、夹臂、重力臂、进给配重球、调节螺杆、橡皮垫块及微型电机。常备的低质易耗品有：磷铜锯片、锯石胶、钻石微粉、石墨轴垫等。

磷铜锯片的直径、厚度可视心轴法兰盘的直径和钻石制品的大小而选定。各国的习惯不尽一致。

钻石设计标好锯切线之后，便可发送到锯钻工序，进行粘钻、装机、开口、锯切、清洗、质检等程序。

1粘钻

把锯钻胶填进锯钻夹嘴，注意适量，把钻石摁入其中，注意使锯切线与夹嘴唇口平行（或者说是与夹嘴中轴垂直）且伸出唇口一点，清除多余的粘胶，勿使粘胶妨碍锯片的旋进。把粘好的钻石插进蜂窝状夹嘴盒，移入干燥箱干燥后，再仔细检查钻石与夹嘴的相对位置是否改变。

2装钻

把检查好的钻石夹嘴装入夹臂，使锯片对准锯切线，从正面看呈一条直线，从上朝下看，锯切线必须同锯片正好在同一平面，不允许错位。总之，从锯片上方压在锯片上的钻石必须精确定位，并且必须随时检查锯路正不正，防止锯偏。国外给钻坯定位时有采用X射线法、测角器观测法、平行光管观测法等，但大多数工厂还是采用目测法，靠操作工人的责任感、眼力和经验来确保精确定位。

3开口

开口用的锯片一般比正式锯钻的锯片厚005～010mm。开口深度以1～15mm为宜。

开口位置的选定和开口的质量直接关系到整个锯钻工序的质量和成败。所谓开口位置的选定，实质上就是如何处置钻石各种内含物和结构特征的问题。

如果原石有一条蚀沟，那么就从离蚀沟最近的那个晶顶开口；如果两个相邻的晶顶附近各有一条蚀沟，则从靠近深蚀沟的晶顶开口；如果两条蚀沟分别靠近相对的两个晶顶，则从靠近深蚀沟的晶顶开口；蚀沟在晶棱中段者可从它连接的两个晶顶中任意选定一个开口。

有一个负晶顶的原石就从负晶顶开口；如果有几个负晶顶就从发育最充分、最深的那个开口。

开口时勿使锯片通过玫瑰花瓣形的石墨包体。含橄榄石包体的钻石应从包体长度方向一致的地方开口。

有裂纹的原石应从裂纹最多或裂纹发育最深的那个晶顶开口。

4锯钻

口子开好之后，更换薄1～2号的锯片正式开始锯钻。锯片直径的选择，以伸距稍大于钻石直径为准，伸距太长锯片受压弯曲，锯切面将呈凹凸状；伸距太短则锯不开。锯片最佳转速为2800r/min。锯钻的工效主要取决于钻石微粉的粒度、浓度及施压的大小。为此，在整个锯钻过程中，每间隔2～3min就得用小滚轮把用橄榄油调和的钻粉往锯片上抹。同时旋出调节螺杆，尽可能保证钻坯对锯片的施压为最大。但到锯钻接近尾声时，必须适当减少施压，避免钻石在锯开之前就崩开而留下未锯完的墩子，影响锯钻质量和后续工序的出成率。

锯钻和单人单班工效因石头大小和锯片厚度不同而不同。

5清洗

锯钻清洗一般用洗发香波兑水摇洗，再用清水冲洗、干燥。

6质检

其实锯钻的检验在清洗之前就应该进行一次，目的主要是检查锯路是否遵从了设计标线。清洗以后，主要是检查锯切面的质量。以下几种情形为不合格：

1）深锯齿痕　若不太深、对后续工序的出成率影响不大，可勉强通过（图5-1-20（a）。

2）锯切面凸凹不平　主要是锯片伸距太大，被钻石压弯而又未及时纠正所致（图5-1-24（b））。

3）锯切面倾斜　因锯片走偏而未及时纠正所致，但设计斜锯者除外（图5-1-20（c）。

4）锯切面梯坎　一般是一刀切不开、迎面又锯时锯路对不准造成的，梯坎越高情况越糟，因为磨台面的损耗越大（图5-1-20（d）。

5）墩子　是锯钻进程接近尾声时未及时减少锯片施压钻石崩裂造成的，弄不好锯掉的一半还会“飞”掉（图5-1-20（e）。

图5-1-20 质检的各种情况

（a）深锯齿痕；（b）凹锯面和凸锯面；（c）斜锯面；（d）锯面有梯坎；（e）墩子

（四）车钻

车钻的工作对象是钻石腰棱，目的是赋予它以未来成品钻琢型的优美曲线（圆形、双弧形、弯弓形等）。阶梯型的磨工腰棱呈直线，一部分混合型的磨工（如拜丽恩磨工等）的腰棱也是直线，打磨它们的时候用不着车钻这道工序。

1车钻的设备

最早打磨腰棱全靠手工，如今电动车钻机已经非常普遍。在此简单介绍几种最新的加工设备。

1）全自动车钻机　这种机器除了装石之外，其余的事都由车钻机完成。与通常的车钻机不同的是：双头车钻机两根心轴的转向完全相反，两颗钻石同样既为工具（车刀），又为工件（被加工件）。两颗钻石互相刮擦的情况由摄像头放大再现在观监屏幕上，便于操作工掌握进度。

2）激光车钻设备　其原理同激光打孔、激光切割相似。激光加工造成的表面微裂和较高的成本费用，是其不足之处。

3）车钻机　这种机器在国内普遍使用，有单头和双头两种：单头机用胶粘在制品（工件）上，双头机则靠左边的夹嘴和右边的顶针配合来夹持钻石。

以双头机为例介绍一下车钻机的结构：一个整体浇铸的机座，左边装有制动轮和浮游卡盘，右边是顶针座和弹力顶针，中间是车刀架和残渣收集盒，有的还配备有吸尘器。安装在机台底下的电动机通过分配轴和两条同步皮带带动双轴同步旋转。

与车钻机配套使用的主要工具是车钻棒。主要辅助工具有各种规格的车钻夹嘴，一个木榔头，若干作为车刀用的有棱有角的钻坯或人造聚晶颗粒。像牙医工具那样靠转轴驱动的旋转车钻棒被越来越多地采用。除了工效提高以外，它加工出来的腰棱质量也好。

2车钻的步骤

1）仔细观察钻坯　主要看尖正不正、高度够不够，有无瑕疵和瑕疵的确切方位，以决定部分或全部去掉的方案，决定是粘还是夹。

2）固定钻坯　办法有两种，一种是粘，一种是夹（见图5-1-21）。

图5-1-21 固定钻坯的两种方法

两种办法各有优缺点。夹的优点是操作简便，工效较高，更适宜正尖、无瑕的坯料；而粘的方法多了一道粘的工序，比较费事，但适用于几乎所有的坯料，尤其是夹有所不能的歪尖、无尖、有裂、有瑕的坯料，其车裂钻坯的概率较小，安全系数较大。

粘：先加热铜头，抹上专用粘胶剂，把钻坯轻轻地摁在粘胶剂上，粘牢，再加热30分钟左右，使粘胶剂硬化，复查钻坯是否移位。加工好之后再加热使钻坯与粘胶剂分离。

夹：选择夹嘴，使其承窝与底尖相配，把它安装在车钻机前顶底座上，左手执钻石，底尖向左，右手扳动后顶针座顶住钻石台面。注意顶压的力度：太小夹不住钻石，太大会把钻石夹坏。

固定钻石车刀的办法也是粘和夹两种。已锯钻（Sawn）、圆粒金刚石（Boart）或人工聚晶颗粒都可以充当车刀。

3）钻坯定中　即令钻坯的转动轴与可能获得最大直径的成品钻的中轴重合。定中精确与否，在很大程度上就决定了车钻工序的最终结果：出成率、该去的瑕疵是否已经去掉或下道工序有无把握去掉。

4）粗车　粗车的目标是将钻坯突出的部分（如晶顶等）打磨掉。注意进刀量不宜太大太猛，并要反复多次补充定中。

5）精车　预期目的是使在制品的直径圆度和腰箍预留高度均达到工艺要求。

6）光边　对腰棱进行最后修葺。有三条途径可供选择：

第一种途径是仍旧在车钻机进行，把车刀换成已锯钻的锋刃，轻触在制品。这样加工的腰棱较粗糙，表面呈灰白色，鉴定证书上注明为“打磨腰棱”（Bruted girdle）。

第二种途径是采用专用的光边机。这种机器比车钻机小巧，原理相近，只是做工具用的已不是手执的车刀，而是一个在一定振幅内前后振摆的高速旋转的钻石微粉抛光轮。按照烧结在轮边上的钻石微粉的目数，它有很细、细、中等和粗之分。光边机加工的腰棱鉴定证书上注明为“抛光腰棱”（Polished girdle）。它们表面光亮而且透明，几何形状规整。

第三条途径是在磨钻机上进行。对中、小钻而言，这必须是在成品完成以后，腰棱上发现有缺口、过大的原晶面等严重影响正圆度的问题才采用的补救办法。只有大钻和巨钻，才会有意识地把腰棱修饰成一连串的小面。在鉴定证书上，这样处理过的腰棱注明“小面腰棱”（Faceted girdle）。

以上三种光边的办法仅适用于圆钻，均不适用于阶梯型磨工。对于腰棱呈曲线的异形钻，如心形、马眼、梨形、椭圆之类，只考虑有“打磨腰棱”和“小面腰棱”两种可能，暂时还没有一种安装钻石磨轮的机器，能够胜任它们那种不同曲率、比例伸缩性又很大的腰棱。

7）质检 对车好的圆钻在制品的工艺要求是：①制品俯视图必须正圆。容许误差只能是11%～15%。②制品腰距高度最小值不小于直径的125%，即要能容纳下成品钻的整个冠部和腰棱。③制品高度与直径之比不小于60%且不大于80%。④制品底部倾角应不小于45%且不大于56%。⑤腰箍表面必须光滑，无崩缺、无凹陷，无露面的瑕疵，无微裂，粗糙度不明显，呈暗灰白色。

台面不得倾斜，底尖要正。

（五）磨钻

1磨钻机理

磨钻过程是一个热学作用和力学作用兼而有之的理化过程，即一方面钻石与磨盘摩擦生热，导致钻石表层石墨化，另一方面钻石在钻石微粉的碰撞冲击下一点一点地剥落。磨钻的效率取决于磨盘的磨削性能及其转速、钻石微粉的目数和密度、钻石对磨盘施加的压力，以及钻石在磨盘上的取向，即台面的选定和机头的朝向。

2研磨方向

钻石加工行内的习惯叫法有：四尖石（Four points）、两尖石（Two points）和三尖石（Three Points），或者四向纹、两向纹和三向纹。其实质就是钻石硬度的各向异性，同一颗钻石不同的晶面硬度会有差异，同一个晶面不同的方向上的硬度也会有差异。磨钻时发生的所谓“纹向”的问题，就与钻石硬度的各向异性有关。

用立方体晶面方向做台面方向的钻石是四尖石，用菱形十二面体晶面方向做台面方向的钻石是两尖石，用八面体晶面方向做台面方向的钻石是三尖石。换句话说，就一个八面体而言，从晶顶开面（开始磨台面）的是四尖石，从晶棱开面的是两尖石，从晶面开面的是三尖石（见图5-1-22）。

图5-1-22 钻石台面的选取方向

这些表述法都是以未来成品钻台面的选定为着眼点的。理论和实践证明：四向纹相对硬度最小，两向纹居中，三向纹最大，其相对硬度之比约为1:1414:2308。所以设计师在选择台面时，也应该参照这个比率，在同质等大的前提下，设计成四向纹是上策，两向纹是中策，三向纹是下策。

台面选定了，纹向就确定了。而对于同一种纹向的钻石，还有进一步的硬度各向异性的问题。一般地说，四尖石有四组平行于立方体晶棱的纹向硬度相对较小，同时有四组沿四边形对角线方向的纹向硬度相对较大；两尖石有两组平行于菱形短对角线方向的纹向硬度相对较小，同时有两组沿长对角线方向的纹向硬度相对较大；三尖石有三组平行于三角形之高的纹向硬度相对较小，同时有三组平行于三角形三条边的纹向硬度相对较大。磨钻的时候，只有当研磨方向与硬度相对较小的纹向大体一致时，研磨面才会是锃亮的镜面。

台面和纹向确定之后，磨钻师就在既定的纹向下，找到硬度相对较小的方向，按照规定的比例把石头磨好。在理想的情况下，最佳研磨方向的确认本来是有章可循的，但自然界中理想的规则的晶体很少见，这就使得问题复杂化。

当然，钻石相对硬度的大小，还有可能受其他因素的影响，比如结构现象（双晶缝、生长线等）、应力状态、内含物乃至荧光颜色等。

3磨钻设备和磨钻步骤

（1）磨钻设备

磨钻工的主要工具是：磨床、磨钻夹具、10×放大镜、腰棱划线器，钻石微粉、橄榄轴等。

磨床要强调三点：

1）修整好的磨盘必须达到大面积平整和微观不平度的统一，保持动态平衡。磨盘工作面修整平以后，用粗砂轮或砂条划上双弧线或抛物线的划痕，以便嵌入钻石微粉。最后还要在调平衡机上用配重法作好动平衡测试。

2）用适量的橄榄油（有时为桃油或其他植物油）拌上钻石微粉，用泡沫塑料块均匀地涂抹在磨盘工作面上，开动磨床，用大钻石来回蹭轧，使钻粉与磨盘比较牢固地粘合，以提高磨具磨料的工作效率和延长其使用寿命。

3）磨盘的使用，应强调明确分区。一般把靠近转轴的内圈作为试磨区，把磨盘边缘线速度最大的外圈作为研磨区，而把内、外圈之间的中圈部分作为抛光区（见图5-1-23）。

图5-1-23 磨盘工作面的区域划分

早先的磨钻夹具用锡头来固定钻石。现代的夹具采用带分度尺、角度板和微调旋钮的机头，此夹具又叫磨手、机械手。用于磨台面的叫台面夹具，用于磨底小面的叫底小面夹具，用于磨冠小面的叫冠小面夹具，等等。

（2）磨钻步骤

磨钻是占据钻石加工工艺流程整个工作量50%～60%的一道主要工序。

西方国家传统的做法是分两步走：

第一步：“磨十字”（Cross），即磨台面、底四面、冠四面。

第二步：“添光加彩”（Brilliantering），即磨底八、底腰小面、冠八、冠腰小面、星小面。

在这种情况下，磨底和磨冠是交替进行的。也有先磨底再磨冠的，或者反过来。前者一般适用于小钻，后者一般适用于中、大钻。国内一般小型的钻石厂，大都采取这种做法。

最细致的做法可以分成八道工序：台面→底四→冠四→底八→冠八→底腰小面→冠腰小面→星小面（见图5-1-24）。具体怎么做，依习惯而定。但专业化分工、流水作业无疑是发展趋势。生产规模则是一个重要的制约因素。

图5-1-24 钻石加工工序

（六）清洗和检验分级

钻石磨成之后的清洗是成品分级前最后一道工序。将1000m L浓硫酸掺100g硝酸钾配成溶液，注入盛有适量钻石的瓷盘或烧杯，煮沸几分钟，冷却后用蒸馏水或开水冲洗几遍，滤干，然后送检并分级。

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