鉆石是這樣加工出來(lái)的

1、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)礦產(chǎn)資源及其加工利用論文題目鉆石是這樣加工出來(lái)的遞交時(shí)間2018年5月10日學(xué)生姓名學(xué)號(hào) 所在院系鉆石是這樣加工由來(lái)的摘要鉆石具有優(yōu)秀的光學(xué)特性和物理特性，摩氏硬度達(dá)到天然礦物的最高等級(jí) 10, 折射率為2.417左右，色散值高達(dá)這些物理特性，讓鉆石成為了當(dāng)之無(wú)愧的寶石 之王。但是鉆石并不是一開采出來(lái)就展示了其全部的美麗，只有經(jīng)過琢磨加工的鉆石，才能完全展示出它的特征，實(shí)現(xiàn)鉆石所特有的亮光、火彩與閃爍。通常一顆鉆石，必須經(jīng)過仔細(xì)的切磨、加工，才會(huì)成為我們所慣見的閃爍生 輝的鉆石。因此，鉆石的車工，直接影響鉆石的價(jià)值，詳見后述。最理想的切割 效果當(dāng)然是保持鉆石的最大重量、 盡量減少瑕

2、疵，并充分展示鉆石的美，以使鉆 石光彩照人。一般的切割過程包括以下幾個(gè)步驟：劃線、劈割、鋸切、成型、拋 光。由此可見，切割世界上最堅(jiān)硬的寶石一一鉆石，不僅需要先進(jìn)的設(shè)備，更需 要切割師由豐富的經(jīng)驗(yàn)、高度責(zé)任心和全神貫注，才能釋放鉆石全部的靈彩。關(guān)鍵字：鉆石鉆石加工鉆石是這樣加工由來(lái)的.課題背景鉆石是整個(gè)珠寶商貿(mào)中占據(jù)很大比例的一種貴重寶石，與其他寶石一樣，每 一件鉆石首飾，都經(jīng)過了原石開采、設(shè)計(jì)切割、后期加工的流程，才進(jìn)入市場(chǎng)。 作為流通量和銷售額最大的寶石品種之一， 鉆石的每一個(gè)工藝環(huán)節(jié)，都決定了最 終的成本與售價(jià)，即經(jīng)濟(jì)價(jià)值。一枚鉆石，在開采出來(lái)之后，如何進(jìn)行切磨，才 能產(chǎn)出最大的價(jià)值？整

3、個(gè)鉆石行業(yè)都十分關(guān)注這個(gè)問題。在傳統(tǒng)的鉆石加工工藝流程中，需由熟練的工人通過肉眼來(lái)觀察鉆石原石， 并設(shè)計(jì)出切割方案。由人工來(lái)設(shè)計(jì)鉆石原石，這對(duì)工人的熟練程度有極高要求， 而且存在誤差和原料浪費(fèi)，并且耗時(shí)巨大。譬如著名的庫(kù)里南鉆石原石，即經(jīng)過 了非常漫長(zhǎng)的設(shè)計(jì)過程：首先由荷蘭工匠約阿斯查爾花費(fèi)幾個(gè)星期的時(shí)間來(lái)研究 這枚巨鉆原石，并按1:1的大小造一個(gè)玻璃模型1。經(jīng)過對(duì)模型的實(shí)驗(yàn)，最終定 了劈開方案。劈開之后的流程，仍然經(jīng)過了漫長(zhǎng)的設(shè)計(jì)和再切割，最終磨成了9粒大鉆石和96粒小鉆石2。鉆石的形成鉆石是世界上最堅(jiān)硬的、成份最簡(jiǎn)單的寶石，它是由碳元素組成的、具立方 結(jié)構(gòu)的天然晶體。其成份與我們常見的煤、

4、鉛筆芯及糖的成份基本相同，碳元素 在較高的溫度、壓力下，結(jié)晶形成石墨（黑色），而在高溫、極高氣壓及還原環(huán) 境（通常來(lái)說就是一種缺氧的環(huán)境）中則結(jié)晶為珍貴的鉆石（無(wú)色）。自從鉆石在印度被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，就有人在河邊、河灘上撿到鉆石，這是由于位 于河流上游某處含有鉆石的原巖，被風(fēng)化、破碎后，鉆石隨水流被帶到下游地帶， 比重大的鉆石被埋在沙礫中。來(lái)自世界不同礦山鉆石及其中原生包裹體礦物的研究發(fā)現(xiàn)，鉆石的形成條件一般為壓力在4.5-6.0Gpa （相當(dāng)于150-200km的深度）,溫度為1100-1500C。 雖然理論上說，鉆石可形成于地球歷史的各個(gè)時(shí)期/階段，而已經(jīng)開采的礦山中， 大部分鉆石主要形成于33

5、億年前以及12-17億年這兩個(gè)時(shí)期。如南非的一些鉆 石年齡為45億左右，表明這些鉆石在地球誕生后不久便已開始在地球深部結(jié)晶， 鉆石是世界上最古老的寶石。鉆石的形成需要一個(gè)漫長(zhǎng)的歷史過程，這從鉆石主 要出產(chǎn)于地球上古老的穩(wěn)定大陸地區(qū)可以證實(shí)。另外，地外星體對(duì)地球的撞擊， 產(chǎn)生瞬間的高溫、高壓，也可形成鉆石，如 1988年前蘇聯(lián)科學(xué)院報(bào)道在隕石中 發(fā)現(xiàn)了鉆石，但這種作用形成的鉆石并無(wú)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。鉆石的物理化學(xué)性質(zhì)鉆石的化學(xué)成分是碳，這在寶石中是唯一由單一元素組成的，屬等軸晶系。 常含有0.05%-0.2%的雜質(zhì)元素，其中最重要的是N和B,他們的存在關(guān)系到鉆石 的類型和性質(zhì)。晶體形態(tài)多呈八面體、菱形十

6、二面體、四面體及它們的聚形。純 凈的鉆石無(wú)色透明，由于微量元素的混入而呈現(xiàn)不同顏色。強(qiáng)金剛光澤。折光率2.417,色散中等，為0.044。均質(zhì)體。熱導(dǎo)率為0.35卡/厘米/秒/度。用熱導(dǎo) 儀測(cè)試，反應(yīng)最為靈敏。硬度為 10,是目前已知最硬的礦物，絕對(duì)硬度是石英 的1000倍，剛玉的150倍，怕重?fù)?，重?fù)艉髸?huì)順其解理破碎。一組解理完全。 密度3.52克/立方厘米。鉆石具有發(fā)光性，日光照射后 ，夜晚能發(fā)出淡青色磷 光。X射線照射，發(fā)出天藍(lán)色熒光。鉆石的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，在常溫下不易溶于 酸和堿。2鉆石加工方法鉆石加工最早始于印度，大約在十四世紀(jì)傳入歐洲的威尼斯、布魯日、佛蘭 德、巴黎和安特衛(wèi)普等地。

7、經(jīng)過約兩個(gè)世紀(jì)，法國(guó)的巴黎和比利時(shí)的安特衛(wèi)普兩 個(gè)城市成為國(guó)際鉆石加工中心1。傳統(tǒng)鉆石加方式，從純手工到機(jī)械化、自動(dòng)化， 經(jīng)歷了數(shù)百年的變遷，但基本原理并沒存太大變化。一枚鉆石從原石變成飾品鉆 石，大體需要經(jīng)過設(shè)計(jì)標(biāo)線、劈開鉆石、鋸鉆、粗磨、研磨、拋光和檢驗(yàn)的過程 3圖1-1 :鉆石加丁的5個(gè)關(guān)鍵流程,(a)研究(b)標(biāo)線(c)據(jù)切(d)打圓(d)拋光IGI國(guó)際寶研究院在其主頁(yè)上將傳統(tǒng)的鉆石加工流程概括為圖1-1的五個(gè)步驟：1.研究與設(shè)計(jì)。2.繪制標(biāo)線。3.鋸切。4.打圓。5.拋光。原石加工環(huán)節(jié)中最為重要的步驟是標(biāo)線設(shè)計(jì)。在標(biāo)線設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，需要考慮1.鉆石晶體形態(tài)與大小。2.原石的凈度與內(nèi)含物

8、分布情況。3.設(shè)計(jì)原則。鉆石的設(shè)計(jì)標(biāo)記(劃線)：這是鉆石切割的第一步，先檢驗(yàn)鉆、并在鉆石表面做標(biāo)記， 做這項(xiàng)工作的人有著豐富的經(jīng)驗(yàn)并精通加工技術(shù)。最終目的是制造出最大、最干 凈、最完美的鉆石，以盡可能高地體現(xiàn)鉆石的價(jià)值。劃線員必須留意兩點(diǎn)：即既 要盡量保持最大的重量，又要盡量減少內(nèi)含物。劃線員利用放大鏡研究鉆坯的結(jié) 構(gòu)，如果是大顆粒鉆石，這項(xiàng)工作可能要?dú)v時(shí)數(shù)月，對(duì)普通鉆坯則需要幾分鐘。 不過，不論鉆坯如何細(xì)小，每一顆鉆石都要經(jīng)過詳細(xì)的檢查以做出正確的判斷。劃線的原則劃線員用印第安墨水在鉆坯上劃下標(biāo)記，顯示該鉆坯要沿此線分割。通常盡 可能沿鉆石的天然紋理方向劃線。標(biāo)線設(shè)計(jì)的宗旨是確保成品鉆(的價(jià)

9、值最大化, 成滿足特定的成品鉆石需求，如花式切割、八心八箭切割等。還要包含以幾項(xiàng)：(1)保重原則：即切割出克拉數(shù)最大的成品鉆石。(2)凈度優(yōu)化原則：即在設(shè)計(jì)標(biāo)線的時(shí)候，考慮含物、內(nèi)部缺陷的位置，盡 量把缺陷設(shè)計(jì)在成品鉆中不顯眼的位置，以盡可能提升成品鉆石的凈度。(3)市場(chǎng)原則：即設(shè)計(jì)出市場(chǎng)需求最大的土冢柄和比例方案，如當(dāng)前市場(chǎng)較為 流行的八心八筋切割等，以便成品鉆石能快速銷售。(4)節(jié)省工作量原則：即在出成率和價(jià)值相當(dāng)?shù)那疤嵯?，盡設(shè)計(jì)節(jié)符工作量的方案，以加快出品速度和節(jié)約人員成本2 o以上設(shè)計(jì)原則，可概括為“最優(yōu)方案”設(shè)計(jì)原則，即滿足限定條件下的最具 性價(jià)比方案。2.1.2劃線的方法標(biāo)線分為以

10、下三類：(1)劈鉆標(biāo)線：標(biāo)線指示的劈鉆的方向一定是沿著鉆打晶體的解理面方向， 即平行于八面體方向4。對(duì)于接觸雙品，則要求從雙晶結(jié)合縫的地方下刀(雙晶面 一定是八面體面)。標(biāo)線的時(shí)候，標(biāo)出劈開面的一邊或兩邊，開口點(diǎn)用墨團(tuán)標(biāo)明。(2)鋸鉆標(biāo)線：通常沿立方體晶面方向標(biāo)記，指示加工時(shí)需將鉆石沿線鋸開。鋸鉆標(biāo)線的設(shè)計(jì)，還跟原石一的大小有關(guān)系， 如圖1-2所示：對(duì)于小鉆石(小于15分)，采取從中間對(duì)稱鋸開的方式；15分-3克拉的鉆石采取一大一 小的不對(duì)稱方式鋸開；克拉以上的大鉆，則需要經(jīng)過多次鋸切，鋸掉八面體 晶頂。圖1-2:(a)位于原石的中間(b)設(shè)計(jì)一枚主鉆和一枚小鉆(c)多次鋸切，去除八面體晶頂(

11、3)成型鉆標(biāo)線：該類標(biāo)線指示該鉆不需要鍋切和努開，只做一粒成品鉆 石。一般用墨團(tuán)標(biāo)出底尖位置，同時(shí)標(biāo)出臺(tái)面位置鉆石的分割切工是鉆石加工流程中的重要環(huán)節(jié)，分割原石包括劈割和鋸切兩道工序。當(dāng) 今世界公認(rèn)的四大鉆石加工中心分別是：比利時(shí)安特衛(wèi)普、以色列特拉維夫、美 國(guó)紐約和印度孟買。鉆石的劈割劈割師將劃好的線的鉆坯安放在套架上，然后以另一顆鉆石沿分割線削一個(gè) 凹痕，再把方邊刀放在凹痕上，以手捶在劈刀上以合適的力敲擊， 鉆石會(huì)沿紋理 方向被劈成兩半或多塊。劈鉆的作用在于最大限度的提高鉆石毛還的利效率，即在較少的原料損耗率以及時(shí)間消耗率下把鉆石毛坯劈成若干塊。鉆石加工工藝學(xué)5 一書中指出，以下幾種情形需

12、要考慮劈鉆的設(shè)計(jì)： 劈鉆后的晶型比鋸鉆而言利用率更高、 更經(jīng) 濟(jì)。(1)鉆石瑕疵分布在劈鉆可去掉，并且損失最少的部位（2）晶體解理面上有裂隙和包裹體等瑕。（3）接觸雙晶面上有破損。（4）劈鉆的剩余部分（晶頂、薄片等）還有利價(jià)值。需要劈開的毛坯鉆石，由工匠在設(shè)計(jì)階段給出劈鉆標(biāo)線確定劈開面，將鉆石 坯安裝在夾桿上，刻刀刻出劈開的槽，再用劈刀將其按線劈開。劈開之后的兩部 分鉆石，依據(jù)其形狀特點(diǎn)做下一步加（繼續(xù)劈開或銀鋸開或開始切磨）。鉆石的鋸切大多數(shù)鉆石并不適宜劈開，這時(shí)需要用鋸切開，由于只有鉆石才能切割鉆石， 因此鋸片是一張?jiān)谶吘壨坑秀@石粉及潤(rùn)滑劑的磷青銅圓片。鉆石固定在夾子上， 鋸盤以高速旋轉(zhuǎn)，

13、即可將鉆石鋸開?，F(xiàn)代激光技術(shù)引入鉆石切割，大大提高了鉆 坯的加工效率。鋸鉆的作在于將一枚毛坯鉆石據(jù)切成多個(gè)部分分別加， 盡可能的增加出成率, 同時(shí)去掉位與鋸切面外的瑕疵。鋸鉆的實(shí)際運(yùn)是十七世紀(jì)的事情。當(dāng)時(shí)工匠用繃 緊的鑲嵌著鉆石粉的鐵絲來(lái)進(jìn)行鋸鉆，需要消耗大量的時(shí)間和鉆石粉。著名的“攝 政王”鉆石頭（410克拉）用屬絲耗時(shí)一年時(shí)間才鋸成兩半。如今鋸鉆流程已經(jīng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，消耗的時(shí)間和材料已經(jīng)顯著減少圖1-3將鉆石原石切成兩個(gè)部分鉆石的車鉆鋸開或劈開的鉆石再送到打圓部門去打圓、成型，即按照設(shè)計(jì)要求將鉆石做 成圓形、心形、橢圓形、攬尖形、祖母綠形等常見的切割花形，或其它特殊的形 狀。由于鉆石是目前為

14、止人類所認(rèn)識(shí)到的最硬的天然物質(zhì)，所以只有鉆石才能打 磨鉆石，而且因鉆石各個(gè)方向的硬度略有不同。 所以研磨時(shí)要憑借經(jīng)驗(yàn)，把握住 鉆石的基本形態(tài)：三方體、八面體、十二面體及晶體特性。一般方法是將鉆坯高 速旋轉(zhuǎn)的車床上，然后用另一臂桿上的鉆石把轉(zhuǎn)動(dòng)中的鉆坯打圓。鉆石的打磨打磨工藝一般分為兩種起瓣和拋光。在一個(gè)涂有鉆石粉和潤(rùn)滑油的鑄鐵圓盤 上，車磨出所有瓣面（刻面），使鉆石發(fā)出誘人的光彩。研磨的過程通常是，首先在底層做出8個(gè)大面，然后做16個(gè)刻面。加尖底，共25個(gè)刻面，正確改錯(cuò)了， 并由此延伸出三角小面，風(fēng)箏面及腰上刻面，一共 33個(gè)刻面，這樣一顆圓形鉆 石一共58個(gè)刻面，如果沒有底尖的小刻面則共有

15、57個(gè)刻面。并不是每顆鉆坯都 必須經(jīng)過全部五道工序，這須視鉆坯的本身特點(diǎn)、所要達(dá)到的目標(biāo)而定，如對(duì)前 述的“扁平狀”鉆坯可能就不用劈割這道工序，又如加工祖母綠鉆石就不須經(jīng)“打圓”的工序。然而，任何鉆石毛坯，有兩道工序是必不可少的，這就是“劃 線”、“起瓣、拋光。一顆精工切割的鉆石所產(chǎn)生的瓣面，其位置和角度都是經(jīng) 精確計(jì)算的，使鉆石發(fā)出最大的光彩。由此可見，切割世界上最堅(jiān)硬的寶石一一 鉆石，不僅需要先進(jìn)的設(shè)備，更需要切割師有豐富的經(jīng)驗(yàn)、高度責(zé)任心和全神貫 注，才能釋放鉆石全部的靈彩。首飾柜臺(tái)里一顆鉆石，可能穿越過許多國(guó)家，經(jīng) 過若干人之手，通過加工、鑲嵌、制作后才成為一件鉆石首飾。隨著科學(xué)技術(shù)的

16、進(jìn)步，激光技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)記述的引入，可以使鉆坯的設(shè) 計(jì)、切磨更加精確無(wú)誤。3.結(jié)語(yǔ)通常一顆鉆石，必須經(jīng)過仔細(xì)的切磨、加工，才會(huì)成為我們所慣見的閃 爍生輝的鉆石。因此，鉆石的車工，直接影響鉆石的價(jià)值，詳見后述。最理想的 切割效果當(dāng)然是保持鉆石的最大重量、 盡量減少瑕疵，并充分展示鉆石的美，以 使鉆石光彩照人。一般的切割過程包括以下幾個(gè)步驟： 劃線、劈割、鋸切、成型、 拋光。由此可見，切割世界上最堅(jiān)硬的寶石一一鉆石，不僅需要先進(jìn)的設(shè)備，更 需要切割師由豐富的經(jīng)驗(yàn)、高度責(zé)任心和全神貫注，才能釋放鉆石全部的靈彩。由此可見，切割世界上最堅(jiān)硬的寶石一一鉆石，不僅需要先進(jìn)的設(shè)備，更需 要切割師由豐富的經(jīng)驗(yàn)、高度責(zé)任心和全神貫注，才能釋放鉆石全部的靈彩。首 飾柜臺(tái)里一顆鉆石