梅花钻-钻石切工基本介绍

钻石以其罕有珍贵、质地坚硬、光芒璀璨的特点深受人们的青睐。亮度、火彩和闪烁是钻石展现美丽的根本原因。通常用“明亮度”来统称这三个要素。

影响钻石明亮度的主要因素有钻石的自身因素和人为因素。自身因素如钻石的硬度，折射率，色散，解理，包裹体等，这些一般是不可改变的，因此要想使钻石显现出最佳的明亮度须依赖于人为因素——钻石切工，钻石切工是科学技术的发展和人类智慧相结合的产物。钻石，只有通过加工才能体现其独特的物理性质所产生的高亮度和强火彩，展现钻石光彩夺目的美丽。尽管人们对钻石的认识可以追溯到公元前4世纪，但对于钻石的切工，有历史记录的也只是近600年内的事。最佳的明亮度是现代钻石切工所追求的目标。然而，钻石的明亮度与三个基本比例系数（冠角、亭角、台宽比）之间的关系十分复杂，多种比例搭配可以产生比较好的明亮度，因此还没有一个统一的标准。

20世纪以来，在世界不同的地区先后出现了几种有重大影响的琢型。例如，1914年德国的爱普洛（EPPLER）提出的欧洲琢型，1919年托尔可夫斯基（Tolkowsky)推出的美国理想琢型，1969年斯堪的那维亚(ScanDN)地区的国家提出了一套圆多面形琢型的比例标准，1978年国际钻石委员会（IDC）又公布了理想圆多面形琢型的比例范围。随着科学技术水平的提高，钻石切工领域又取得了新的进展，日本设计出了钻石切工质量和对称性的评价工具FirScope,国际钻石市场上出现了理想切工的EightStar钻石——HeartsandArrows钻石，它具有很好的明亮度，并且呈现出“爱神之箭”和永恒之心”的图案，即俗称的“八箭八心”钻石。

在钻石切工领域我国也取得了新的进展， 深圳珠宝公司-真诚美郑希本先生带领员工努力钻研，终于在理想圆多面形琢型的基础上设计出了一种新的钻石琢型——梅花钻，它在FirScope下观察，呈现形似“梅花”的图案，因此命名为梅花钻。它在琢型特征，重量，亮度等方面都有相应的变化。本文将通过数学建模，逻辑分析并结合实验得出圆钻型钻石克拉重的近似计算公式，梅花钻石切工的重量损失率近似计算公式，圆钻型的亭部角度范围计算公式，亭部角度变化对亮度影响的分析公式等，根据这些公式，将梅花钻石切工与标准圆钻型进行比较，定性和定量分析了梅花钻石切工的重量损失和光学效应的变化，还浅析了梅花钻的市场潜力。

梅花钻石切工是在标准圆钻型的基础上发展而来，它的琢型特征与标准圆钻型的琢型特征有相同的地方，又有很大的差别，现从冠部，腰棱，亭部琢一进行比较分析。

1、冠部：梅花钻石切工的冠部与标准圆钻型的冠部基本相同，由1个台面，8个星小面，8个冠主面和16个上腰小面组成。梅花钻石切工台宽比在53-66%的范围内，冠主面的角度在的30.7-37.7度范围内，星小面的角度在20度左右，上腰小面的角度在42度左右（如图1）。它们的冠高基本相同，梅花钻石切工冠高比和标准圆钻型冠高比为14.4%左右（如图3）。

2、腰棱：梅花钻石切工的腰棱厚度与标准圆钻型的厚度基本相同，但是梅花钻石切工的腰棱必须是抛光的或是磨成小刻面，腰棱部分要打上激光标，而标准圆钻型不一定要抛光或磨成刻面。这是由原料的色级决定的，毛面或是薄的腰棱有掩色的作用，因此色级低的通常不抛光或磨成磨成刻面，而梅花钻要求色级在J色级以上（包括J色级），故其腰棱可以抛光或磨成刻面，这飞机门更能体现好的光学效应。

3、亭部：梅花钻石切工与标准圆钻型最大的区别是亭部（如图2） 梅花钻石切工亭部的面数从标准圆钻戒型的24面刻到48面：面的导数从原来的二层增加到三层。标准圆钻型下腰小面16个，角度在39-43度之间，而梅花钻石切工下腰小面16个，角度为42.5度左右；标准圆钻型的亭主面8个，角度为40.8度左右，而梅花钻石切工的亭主面16个，角度为41.5度左右；另外梅花钻石切工在亭尖加了一层面，暂时称为亭尖面吧，有16个面，角度为39.5度。相同亭主角的梅花钻石切工的亭深比和标准圆钻型的亭深比相比要少1%左右（如（图3和表1）。 梅花钻石切工参数均在标准圆钻型优等切工范围内，因此它能够很好的显现出钻石的亮度，火彩和闪烁，并且产生更加丰富多彩的图案——梅花状图案。它在FirScope下观察，呈现形似“梅花”的图案（如图4）。

梅花钻石切工虽然是在标准圆钻型的基础上发展而来，但是它们的切工过程有一些差别，现从选料，设计，切磨三个方面进行说明。

1、选料：梅花钻石切工是在标准圆钻型的基础上琢磨出来的，它的选料与标准圆钻型不同，不是选原石作为初始材料，而是选择标准圆钻型钻石作为初始材料，对其进行4C分级，其级别是：净度要达到或可使它达到VS级；色级为J色级以上（包括J色级）；重量一般要保证切磨后在20分以上；切工一般要达到或可使它达到优等切工。

2、设计：梅花钻石切工的设计不同于标准圆钻型的设计，不是基于原石的设计，而是基于成品标准圆钻型钻石的设计。它的设计主要取决于4C分级和钻石市场。它在对标准圆钻型钻石分级后，对一些净度不好的钻石进行分析，特别是对靠近亭部表面的一些外部特征和内部特征要进行分析，分析在以下的工艺中是否可以得到改善，要确保成品净度达到VS或VS以上，而且还要考虑到重量损失后是否还有利润空间。对切工达不到优的进行分析，特别是切磨前冠部已达到优的标准，而亭部没有达到优的标准，要估计是否可以使切工达到优和损失是否符合要求。重量要保证切磨后一般在20分以上，色级必须J色级以上（包括J色级）。它要求设计者不仅有很高的分级水平而且要对市场很清楚。

3、切磨：选料，设计完成后，对标准圆钻型进行重切，梅花钻的切磨主要是对亭部的重切，虽然琢型不同但是切磨方法是相同的，切磨步骤有相似之处，步骤简介如下：

1、研磨抛光16个亭尖面；使用交叉抛磨工（如图5），依次磨出4个亭尖面，使它的倾角始终为规定角度39.5度。从一个小面转到另一个小面要把夹具的分度环拧转90度。

在磨4个亭尖面时至关重要的一点是：4个亭尖面的倾角必须相等，并且都汇集在钻石中轴上的一个点上，即底尖。

在亭部两个相邻的亭尖面之间使用多面抛磨工添加另外4个亭尖面（如图6）。

8个亭尖面全部磨完后，便可形成一个由8个三角形组成的亭部，同样使用多面抛磨工在亭部8个三角形小面边棱的左右两侧添加两个小面（如图7），这样16个亭尖面便磨成了。

2、研磨抛光16个亭主面和16个下腰小面；调整分度和角度，采用交叉抛磨工和多面抛磨工，按照抛磨亭尖面的方法和步骤依次抛磨亭主面和下腰小面。

一、圆钻型钻石克拉重的近似计算

1、数学模型的建立

符号说明：Hp:亭部深度

Hg:腰部厚度

h1:冠部圆锥 的总高

h2:已切去圆 锥的高

hc:冠部高度

Rg:腰部径

Rt:台面径

a:冠角

如图8，将一颗圆钻型分为冠部、腰部和亭部。冠部可近似认为是一个圆台，腰部可近似认为是一个圆柱，亭部可近似认为是一个圆锥。

2、圆钻型钻石克拉重的近似计算公式推导 i=4r a-180(如图18-1）当亭角R增加时全反射光的入射角角i增加（如图18-1），i=4r a a'-180（如图18-2）当亭角r增加时全反射光的入射角角i也增加，因此亭角r增加时全反射的入射角角i更接近钻石的临界角，钻石色散将增强。梅花钻石切工的亭角在标准圆钻型的基础上有所增加这将导致全反射光的入射角更接近临界角，因此钻石色散将有所增强。

四、比较梅花钻钻石切工与标准圆钻型的闪烁

钻石各刻面的反射、折射光（色散）由于钻石、光源或者观察者的移动所呈现的强度、颜色的变化称为闪烁。闪烁可使钻石具有动感。钻石闪烁效果的强度取决于抛光程度、刻面数和切割比例。一般来说，刻面数越多，闪烁愈强。

梅花钻石切工与标准圆钻型相比，梅花钻石切工的冠部和亭部与标准圆钻型的冠部基本相同。但是亭部的面数从标准圆钻型的24面增加到48面，面的层数从原来二层的增加到三层，标准圆钻型的亭主面8个，而梅花钻石切工的亭主面16个，另外梅花钻石切工在亭尖加了一层面，亭尖面有16个面。刻面数明显增多，因此闪烁加强。