钻石怎么做的？

钻石，是经过琢磨的金刚石。金刚石是无色正八面体晶体，由碳原子以四价键链接，为目前已知自然存在最硬物质。

化学性质

在金刚石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。由于金刚石中的C-C键很强，所以所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以金刚石硬度非常大，熔点在华氏6900度，金刚石在纯氧中燃点为720～800℃，在空气中为850～1000℃，在真空下2000～3000℃，而且不导电。在工业上，金刚石主要用于制造钻探用的探头和磨削工具，形状完整的还用于制造首饰等高档装饰品，其价格十分昂贵。

观赏用途

金刚石由于折射率高，在灯光下显得闪闪生辉，称作钻石。巨型的美钻可以价值连城。而渗有深颜色的钻石的价钱更高。当钻石带有蓝、绿或粉红色属十分罕有，而颜色深而鲜艳则价钱很高；目前最昂贵的有色钻石，要数带有浓艳红色的钻石。

钻石分为一型和二型两种，这主要是根据它是否含有N元素：一型含；二型不含。而蓝色的钻石是二B型的，是半导体。

工业用途

由于金刚石的硬度极高，科学家会利用高温高压制成金刚石微粒，用于沙纸、钻探、研磨工具之上，可以用来切削和刻画其他物质。

厘定的标准

传统厘定钻石价值高低的标准是“4C”制度，即卡、色泽、净度、和切割。

卡

卡，或译克拉、克拉（Carat），是钻石的质量单位。一卡相等于200毫克，相传早期钻石商人称量钻石所用的砝码为稻子豆树(carob)果实，一粒这样的果实大约就重200毫克。因为钻石的密度基本上相同，因此越重的钻石体积越大。越大的钻石越稀有，每卡的价值亦越高。下表为2005年时的价格比较。

净度

净度（Clarity）以钻石内的瑕疵多少决定。瑕疵可能是天然的杂质或裂痕。瑕疵的数量、位置、大小等都会影响评级。钻石矿开采出来的金刚石中，只有20%可以成为宝石，其余的因为瑕疵较多通常只能作工业用途。而20%的宝石级钻石中，大部分都包含肉眼可见的瑕疵。在此级别以上的钻石较为大众喜爱。至于属完美级别的钻石更为罕有，被称为“博物馆级”钻石。通常使用10倍放大镜观察钻石内部及表面瑕疵的大小、数量、分布及对钻石光彩影响的程度，分出等级。一般通行的净度分级如下：

FL - “Flawless”，完美无瑕。在十倍放大镜下内外俱无瑕疵。

IF - “Internally flawless”，内部无瑕。在十倍放大镜下只有表面有轻微花痕。

VVS1, VVS2 - “Very Very Slight”，非常非常小。在十倍放大镜下只有很难看见的瑕疵。VVS1 净渡高于VVS2。

VS1 and VS2 - “Very Slight”，非常小。在十倍放大镜下可看见瑕疵，但肉眼难以辨认。VS1净渡高于VS2。

SI1 and SI2 - “Slight Inclusions”，小瑕疵，肉眼可能看见。

I1, I2 and I3 - “Imperfect”，有瑕疵，可以被肉眼看见。

现代科技之下，有些钻石的瑕疵是可以修补的。不过修补过的钻石的价值会稍低。

泽

钻石的色泽会因为化学上的杂质而有所偏差。完全纯正的钻石应该是透明无色的。钻石偏向不同的颜色会影响它的价值。绝大部分的钻石都是因为带有氮原子而偏黄。白钻越偏黄，价值便越低。但是偏粉红或蓝的钻石价格却较高。颜色强烈偏向粉红或蓝的钻石可能是价值连城。

一般的方法是把钻石按偏黄的程度分为不同的等级，把样品与已知色级的比色石对比确定，以D级最高，Z 最低。

无色: D, E, F

接近无色: G, H, I, J

微黄: K, L, M

轻浅黄: N, O, P, Q, R

浅黄: S, T, U, V, W, X, Y, Z

切割

切割指金刚石是如何从原先开采的石矿中切割成宝石。切割往往是最能影响钻石的品量及价值的一个指标，但是它却没有单一的分级方法。

人工合成钻石的技术，主要就是模仿天然钻石生长时的环境来培养钻石。合成钻石就晶体形成之生长方式而言，大致可分为三种方式：一就是高温高压法，二是震波法，三是化学气相沉淀法。

一、高温高压法：这种方法用的材料有煤、焦炭、石墨、石蜡、糖等；有份报告曾列举二十几种合成成功的材料。应用的催化剂可用铁、钴、镍、铑、钌、钯、锇、铱、铬、钽、镁，或这些金属元素的混合物。要求至少要达75,000atm(大气压)，最好在80,000atm至110,000atm的高压状态，形成温度则要在1200℃�9�12000℃之间，最好是在1400℃�9�11800℃之间。反应舱的中部为高温区，碳源置放在该区，晶种放在反应舱下部的低温区。以石墨为碳源，晶种固定在氯化钠（食盐）晶床内，晶种某特殊晶面对着金属催化剂，在晶种和碳源之间放置直径６mm，厚３mm，金属催化剂圆柱，此金属催化剂是铁镍合金。组合后，置入单向加压，四块斜滑面式立体超高压高温装置中，再放入１０００顿的油压机内，反应腔温度约１４５０℃，压力控制在６GPa左右，生长时间２２~５２小时。

二、震波法：主要是利用爆炸时所产生的瞬间高温高压条件来合成钻石，所合成的钻石颗粒都很小(通称钻石粉)，只适合在工业上应用。

三、化学气相沉淀法：首先把氢气和含碳氢的气体(一般使用甲烷CH4)，通过一组调节器，调节两种气体的比例，然后利用微波波源或电热丝等，加热混合的气体，使温度达2000℃左右，氢气和甲烷会分解成氢原子和碳原子形成的电浆流，然后在加热至600~1000℃的基质上，结核长成薄膜。

钻石，是经过琢磨的金刚石。金刚石是无色正八面体晶体，由碳原以四价键链接，为目前已知自然存在最硬物质。

在钻石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。由于钻石中的C-C键很强，所以所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以钻石不仅硬度大，熔点极高，而且不导电。在工业上，钻石主要用于制造钻探用的探头和磨削工具，形状完整的还用于制造手饰等高档装饰品，其价格十分昂贵。

钻石是天然的，然后经人工加工成项链，戒指等。人工钻石，是骨灰钻石，要制作一颗“骨灰钻石”，一般只需要少量骨灰，但骨灰首先要在一个温度达5400度的真空电感应炉里得到净化，然后，被放置在高压高温的环境中，持续大约16周。这一过程是要模拟一颗天然钻石形成的外部条件。目前已经成功的为全世界3000个家庭保存下可以珍贵钻石，只是高科技要价高，价格不但高于天然钻，比一般的人工钻要贵，一克拉要80万元。

钻石的成分，就是百万年动物遗骸当中的碳素所形成的，人类有机物质当中，做钻石主要就是炭素。

人工钻石的制作方法如下：

以模拟钻石生成的环境，用碳来制造钻石，在2300℃、15到18万个大气压的高温高压环境下，在中心放一颗很小的天然钻石作为种子，在种钻周围是高温金属液体，在金属溶液的上层是石墨，在这种环境下石墨中的碳原子会从金属原子中列队走向钻石从而形成新的钻石。但是用这种方法制造的钻石分子结构并不是天然钻石的完全八面体结构而是一种复杂结构，体积也比较受限。

人工钻石的特点

人工钻石在长紫外线下是稳定的，在短紫外线下呈现黄绿色荧光。与天然钻石相比，人造钻石可以说是非常好，而且会比普通钻石更加耀眼夺目。

人造钻石的质量和外观与天然钻石没有区别。不过一开始，由于人造钻石缺乏成熟的技术，钻石经销商可以用一种非常简单的方法来确认钻石是否是在实验室培育出来的。他们使用强力磁铁，因为在培养过程中留下了金属晶体，人造钻石内部有强力磁铁。然后钻石就可以被吸起来了。

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。

做钻石的方法有：高温高压合成法、化学气相淀积合成法。

1、高温高压合成法：温度和压力仍是制造晶体的两项关键因素，索钻珠宝专业人士介绍，其方法是在陶瓷容器中而不是在地下制造钻石，水压提供高压，电力产生高温，使碳围绕着直径为1毫米，由天然钻石制成的籽晶而形成晶体。

2、化学气相淀积合成法：使天然气和氮气加热后，在洗碗机大小的压力室里形成一种碳等离子体，该等离子体不断沉积在压力室底部的碳底层上，并逐渐积聚和硬化，形成钻石薄片，进而切割成宝石形状。

钻石的化学成分：

钻石的化学成分是碳，这在宝石中是唯一由单一元素组成的，属等轴晶系。它常含有005%-02%的杂质元素，其中最重要的是N和B，他们的存在关系到钻石的类型和性质。它的晶体形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体及它们的聚形。

纯净的钻石无色透明，由于微量元素的混入而呈现不同颜色。强金刚光泽。折光率2417，色散中等，为0044。均质体。热导率为035卡/厘米/秒/度。用热导仪测试，反应最为灵敏。硬度为10，是目前已知最硬的矿物，绝对硬度是石英的1000倍，刚玉的150倍，怕重击，重击后会顺其解理破碎。

一组解理完全。密度352克/立方厘米。钻石具有发光性，日光照射后 ，夜晚能发出淡青色磷光。X射线照射，发出天蓝色荧光。钻石的化学性质很稳定，在常温下不容易溶于酸和碱，酸碱不会对其产生作用。

钻石与相似宝石、合成钻石的区别。宝石市场上常见的代用品或赝品有无色宝石、无色尖晶石、立方氧化锆、钛酸锶、钇铝榴石、钇镓榴石、人造金红石。合成钻石于1955年首先由日本研制成功，但未批量生产。

因为合成钻石要比天然钻石费用高，所以市场上合成钻石很少见。钻石以其特有的硬度、密度、色散、折光率可以与其相似的宝石区别。如：仿钻立方氧化锆多无色，色散强（0060）、光泽强、密度大，为58克/立方厘米，手掂重感明显。钇铝榴石色散柔和，肉眼很难将它与钻石区别开。

　　1、将头发进行高温碳化处理，天然钻石的成分是碳元素，头发的组成中碳元素占很大的比重。将头发有机物裂解，从中提取出碳元素，温度需要2000摄氏度以上。

　2、将碳在高温高压下成型金刚石：将步骤1中提取的碳真空干燥后放入六面顶机。根据所需克拉数的不同，采用不同量的碳在六面顶机的高温高压环境下成型金刚石。

　3、镶嵌：良好的镶嵌工艺有助于改善钻石的缺憾，表现钻石最璀璨动人的一面，现有的镶嵌工艺主要是爪镶、包镶、槽镶、钉镶和轨道镶，根据钻石的款式和大小而定。

钻石切割流程是分为几步走？而且每走一步，对于设计师来说，都会先精确进行计算，还会在自己脑海当中，具体在整个的加工过程当中，最后会出现怎样的精品？作为设计师心里都是比较有数的，无论哪一道流程出错，就会造成全功尽弃。下面所介绍的钻石切割流程，你可以更多的来了解一下。

 钻石切割流程步骤

第1步，划线进行标记，这是钻石在进行切割之前的第1步，首先要对整个钻石进行全方位的观察，看看究竟最终打造怎样饰品，通过粗略的定位，甚至现在很多设计师，会通过电脑提前进行设计，这样能做到万无一失，一般通过划线，就可以定出这块钻石下一步怎么处理？

第2步，就是开始分割钻石原石，这个步骤有两种选择，一种是劈割，另外一种是锯切，不管是选择哪一种，目的是为了把钻石分开。第1种可以分为两半，甚至可以分成多半，第2种相对只能通过切割分成两半，一般设计师和切割师，都会根据钻石的形状，来选择更适合的方式，一般通过这两种方法分开的钻石，就已经基本成型。

 第3步就是起瓣，抛光，会在一个铸铁圆盘上，涂抹上润滑油，以及钻石粉，就可以通过抛光打磨这个步骤，直接使整个的钻石任何一面，通过这样的一种抛光起瓣，把钻石最终刻画成精品。

虽然看似钻石切割流程不是特别复杂，但对于手艺人来说，为了能使得整个钻石每一个剖面，都变得更加精美，这些手艺人都是做到精益求精。因为像钻石这样的原石，它是一种永恒代表，特别是很多有情人，通过赠送钻石项链，钻石戒指，作为一种情感信物。由于选择的人多，钻石一直价位都是比较高的。

 当了解了本文内容，相信很多人也对钻石切割流程有了更多了解，同样也会更珍惜自己所带的钻石饰品，因为能打造一个好的钻石饰品精品，确实来之不易。