特征

如何保护您的钻石免于开裂


Placeholder Alt Text
钻石的硬度众所周知 — 硬度是指宝石抵抗刮伤和磨损的程度。 但钻石并非不会受到伤害,因为钻石的硬度沿不同的晶体方向会有所不同。 此图片显示了一颗 1.05 克拉钻石上的缺口,缺口始于腰围,一直延伸到刻面上。 照片 © GIA。

钻石坚固性

宝石因其美观、稀有性和坚固性而有价值。 坚固性是指宝石的抵抗磨损、热和化学物质的能力。 坚固性的概念包含三种特质:

  • 硬度:宝石抵抗刮伤和磨损的程度。
  • 韧度:指宝石抵抗破损和开裂的程度。
  • 稳定性:宝石抵抗化学品和热冲击的程度。

钻石非常稳定、极为坚硬,但韧度并非如此。 硬度沿着晶体的不同方向而不一致,这对切割过程和切割成不同形状的钻石坚固性也有着重要意义。

硬度
钻石的硬度是非常紧凑的晶体结构的结果。 “钻石的压痕或划痕硬度是碳化物的五倍。 [图1] 展示了钻石硬度在莫氏 [] 硬度和努氏硬度表中与其他材料的对比情况。 但是,钻石相对易碎,如果不进行防冲击处理和保护,将出现缺口或断裂。(V.C. Venkatesh 和 S. Izman, 精密工程, 2007, p. 50)。 在莫氏和努氏硬度表上,钻石都是已知最硬的天然矿物,透过更硬材料刮擦更软材料的能力,有着对矿物的抗刮性。

莫氏硬度表和努氏硬度表
图 1. 在莫氏硬度表和努氏硬度表上的比较,
微观硬度测试,锥状钻石刻刀以已知负载,
在指定时间内,按压在已打磨的样品表面,所形成的凹痕
以显微镜测量。 改良的插图来自 V.C. Venkatesh 和 S. Izman,
精密工程, 2007, p. 50.

稳定性
钻石非常稳定,几乎不会受到各种酸的损害。 与大多数宝石相比,它们还可以承受更高的温度。 但是,突如其来的极端温度变化会造成损坏。
 
韧度
受到重力冲击时,钻石可能会出现缺口或断裂,尤其是在碳原子接合不紧密的区域。 这些区域被称为劈裂面,是造成钻石损坏的主要原因(图2)。 科学文献中使用的韧度表被称为断裂韧度表,但它在宝石学中很少提及。 韧度表用于测量(单位:erg/cm2)将水晶的两个表面沿一定的结晶平面分离所需的工作量。 钻石值的范围通常为5000(沿劈裂面)到 8000 以上(在”最硬的“方向)。 与软玉的 225,000 和硬玉的 120,000 比起来,钻石的韧度要高得多,但是与刚玉的 600 比起来,韧度又不算高了。

成排的碳原子排列紧凑
图 2. 成排的碳原子排列得非常紧凑。 在成排碳原子排列紧凑的方向上,钻石非常难以破碎。 需要注意的是,平面上也有原子。 平面之间的距离大于碳原子之间的距离。 在平面上原子所在的方向上,虽有一定难度,但钻石还是可以打碎。 这些方向被称为解理面。 插图:Al Gilbertson(阿尔·吉尔伯特森),© GIA。

韧度:钻石的死穴

尽管钻石是最坚硬的天然材质,在日常佩戴中,它仍可能会出现缺口或断裂。 钻石以立方晶系排列,有四个完美的劈裂方向。 劈裂面是晶体分子排列中最弱的方向。 钻石原子紧密键合的方向上硬度大,键力相对较弱的方向次之。 天然钻石晶体的最常见的形式是八面体(图 3),我们的重点将放在此典型形状上。 裂痕是指与一个三角形或八面体平面平行的钻石晶体的开裂。 比如木材(这个例子不是很合适),就有一种单独的纹路,可以用斧子轻松劈开。 天然钻石晶体只会沿与三角八面体表面平行的一个面开裂(图 4)。

八面钻石晶体插图
图 3. 完美的八面体。 插图:Al Gilbertson(阿尔·吉尔伯特森),© GIA。
劈裂面与八面体三角面平行。
图 4. 劈裂面与八面体三角面平行。 插图改编自 V.C. Venkatesh(V.C.·文卡塔斯)和 S. Izman(S.·伊斯曼),Precision Engineering(《精密工程》),2007,第 54 页。

因为钻石是在八面体晶体的某些方向硬度更高、韧度更强,在使用其他钻石沿这些方向切割时,也就更不易开裂、磨损或切割(图 5)。 而某些方向会更软(图 6)。 对于历史上著名的一些钻石,因为外部局部晶形遮蔽了八面体方向,往往要花几个月的时间计划,再进行切割。

八面体展示的箭头指向难磨方向。
图 5. 这些都是钻石晶体中的难磨方向,属于最难切割的部分。 插图:Al Gilbertson(阿尔·吉尔伯特森),© GIA。
八面体展示的箭头指向易磨方向。
图 6. 易磨方向更易于切割。 插图:Al Gilbertson(阿尔·吉尔伯特森),© GIA。

今天的钻石极少出现裂痕。 它们通常进行割锯,而最近的时期是通过激光切割的。 但是,切磨师仍需了解难以打磨和容易打磨的方向及劈裂面的位置,以便更好地对切割进行规划。 八面体通常会从晶体内的某个位置切割成圆形明亮式(图 7)。

八面晶体中的圆形明亮式钻石
图 7. 从八面晶体切割时,圆形明亮式钻石的外缘将几近接触到原始八面体的外缘。 插图:Al Gilbertson(阿尔·吉尔伯特森),© GIA。

在规划阶段,割锯被用来切断顶部部分,它可以用来切割另一颗金刚石。 请注意,圆形明亮式的典型冠部(顶部)比公主式切割的典型冠部略高。 如果切磨师想要从一个晶体中创建两个公主式切磨,规划与切割两个圆形公主式(图 8)略有不同。

八面晶体上有一个下方表面和上方表面
图 8. 锯切时,下方表面(下方红线)最终会产生两个公主式切磨钻石。 如果将晶体切磨成圆形明亮式钻石,那么,锯切线则为上方那条线(上方红线)。 插图:Al Gilbertson(阿尔·吉尔伯特森),© GIA。

请记住,钻石原子紧密键合的方向上硬度大,键力相对较弱的方向次之。 看看公主式切磨的角的位置,它们非常容易开裂,因为它们距劈裂面非常近。 像这样带有尖角或尖端的切割样式往往采用爪镶来避免尖角破碎。 即便如此,对公主式切磨尖角爪镶(图9)的一次重击就会导致钻石沿某一侧开裂。 这并未发生在原子相距最远的劈裂面上,而是离它很近。 发生开裂时,它们很少看起来像光滑的劈裂平面。 相反,它们呈阶梯状,因为它们并未直接位于劈裂面上(图 10 和 11)。

公主式切磨钻石
图 9. 公主式切磨的角非常容易开裂,因为它们距劈裂面非常近。 插图:Al Gilbertson(阿尔·吉尔伯特森),© GIA。
公主式切磨钻石角上的缺口
图 10. 公主式切磨钻石角上的缺口由于靠近劈裂面,但又并未直接位于劈裂面上,因此,呈阶梯型状。 摄影:James Gibson(詹姆斯·吉布森),© GIA。
公主式切磨钻石上的缺口
图 11. 钻石缺口通常呈阶梯状。 摄影:Mitch Lam(米奇·拉姆),© GIA。

如何最大限度地降低钻石开裂的风险

缺口通常出现在钻石腰围(边缘)或钻石尖角撞击到某些硬物时。 浴室和厨房台面、与钻石相邻佩戴的珠宝,是导致缺口的常见原因。

1 . 避免尖角
任何有着尖角的钻石形状更有可能在这些位置出现缺口(图 11 和 12)。 圆形、椭圆形以及圆角垫形不会出现尖角问题。 最近出现了一种称为倒角的钻石切磨技术,被一些人用在钻石贸易中,认为可以提升公主式切磨的坚固性。 倒角在尖角处形成非常小的平面刻面(图 13)。

角落处一个多余的刻面导致形成尖角
图 12. 祖母绿式、三角形、雷地恩和公主式切磨钻石的角落处都极有可能出现缺口,需要足够的腰围厚度来减少出现缺口的风险。 这里,公主式切磨角落处的一个多余刻面使角落形成一个尖角,致使极有可能出现缺口。 摄影:James Gibson(詹姆斯·吉布森),插图:Al Gilbertson(阿尔·吉尔伯特森),© GIA。
公主式切磨宝石上的倒角
图 13. 公主式切磨宝石上的倒角太小,不使用放大镜,几乎无法看见这个小面。 摄影:Jonathon Muyal(乔纳森·穆亚尔),插图:Al Gilbertson(阿尔·吉尔伯特森),© GIA。

2. 保护尖底
有一段时间,几乎所有的标准圆形明亮式切磨钻石和许多其他形状的钻石都会在尖底上切割出小刻面。 这是为了保护尖底免遭开裂。 今天,大部分钻石的尖底都有着锐利的尖角,因此所有有着尖角的尖底都容易开裂(图 14)。 但是,如果把它们镶嵌在珠宝上,就几乎不存在损害尖底的风险。 

尖底碎裂
图 14. 当宝石包装纸中的钻石为裸钻,且相互对顶时,尖底就很脆弱,容易碎裂。 摄影:James Gibson(詹姆斯·吉布森),© GIA。

3. 不要让腰围有非常薄的部分
重击可以令腰围断裂,但腰围加厚就可令钻石不易开裂。 如果腰围的侧面或边角处过薄,受损的风险就会增加(图 15 和 16)。

腰围带有锋利部分的马眼形切工宝石
图 15. 极薄的腰围极有可能出现缺口。 这里,马眼形切工宝石的腰围有一个比较锋利的部分,非常容易出现缺口。 摄影:Leo Ochoa(里奥·奥乔亚),插图:Al Gilbertson(阿尔·吉尔伯特森),© GIA。
这颗腰围极薄的祖母绿切工宝石带有两个缺口
图 16. 这颗腰围极薄的祖母绿切工宝石带有两个缺口。 摄影:Leo Ochoa(里奥·奥乔亚),插图:Al Gilbertson(阿尔·吉尔伯特森),© GIA。

4. 选择能够保护宝石的镶嵌方式
包镶、半包镶或 V 形爪镶能够更好地保护容易受损的尖角或角落。 

5. 谨慎使用张力镶
张力镶使用槽形切工将钻石放入适合腰围的金属中,戒指的两端紧紧压住钻石的侧面。 使用张力镶的珠宝商会非常谨慎地了解腰围的状况,然后再允许以此种方式镶嵌钻石。
 
这种镶嵌方式就已从两个相反的位置对钻石腰围施加了压力。 击打钻石的一侧会对腰围产生更多的压力。 这种风格也让钻石的裸露面在日常佩带中容易受损。 

6. 定期检查镶爪是否受损
造成开裂的一个非常常见的原因是,珠宝中固定宝石的镶爪弯曲或断裂。 如果镶座中的钻石变松,它出现缺口的风险就会增加。 镶爪可以保护其边角、尖角和侧面。 如果镶爪因佩戴或磨损而弯曲或断裂,就无法履行自己的职责:保护您的钻石。
 
即使只损坏一个镶爪,您的钻石就无法牢固地镶嵌在镶座中。

7. 不要佩戴已经出现缺口的钻石
有的人认为,如果钻石已经出现缺口,他们可以以后再考虑镶嵌问题。 钻石出现开裂的锋利部分的开裂状况极有可能会更加严重。 修好之前,不要再佩戴它。 

8. 小心腰围附近的内含物
很明显,腰围和/或尖角附近有许多内含物的钻石更容易出现缺口或断裂。 但有时候,腰围或尖角附近的小型羽裂纹或其他内含物也使得钻石容易受损(图 17 和 18)。 如果重击正好对着靠近劈裂面或尖角方向的羽裂纹或内含物,很可能会出现缺口。 腰围处的开放式洞痕更像缺口,更容易被损坏(图 19)。

公主式切磨宝石上的羽裂纹群
图 17. 公主式切磨角落中的一小簇羽状裂纹会给
钻石镶嵌或佩戴带来极大风险。 摄影:Mitch Lam(米奇·拉姆),© GIA
雷地恩切磨钻石上的大型羽裂纹
图 18. 这种雷地恩切磨式样角落有一处大型羽裂纹,有进一步受损的
风险。 摄影:Mitch Lam(米奇·拉姆),© GIA
腰围处的开放式洞痕
图 19. 腰围处的开放式洞痕让此处的厚腰围更容易出现缺口(图 19)。 摄影:Mitch Lam(米奇·拉姆),© GIA

没有完美韧度这种事。 任何宝石一旦遭受重击,就有可能断裂,而不仅仅是出现缺口。 钻石的韧度很强,但请记住,如果切磨师能够通过正确位置的重击有意劈裂钻石,你也可以因意外重击而让钻石出现裂痕。 钻石腰围或尖角处更容易损坏。 腰围处非常薄的钻石非常容易受损。 为避免损坏,应仅在不会令钻石撞击到坚硬物体时佩戴钻石珠宝。