[发明专利]刻面明亮琢型碳硅石宝石及其切磨加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳硅石宝石的切磨方法，尤其涉及刻面明亮琢型碳硅石宝石及其切磨 加工方法。

发明背景

由于天然宝石的稀少性，工匠们为了尽可能大的保留宝石的体积，往往将宝石大体切 割成凸圆形或各种不规则的形状，这样即使抛光工艺极好，宝石的光泽、闪烁和火彩等效 果也不能得到最好的展现。上世纪初以来，随着人们消费观的改变，宝石的美观性越来越 受到重视。通过遵循晶体的光学定律，设定切磨的角度和比例，完全可以使宝石的亮度和 火彩达到最佳。1919年，Marcel Tolkowsky发表了著名的《Diamond Design》一书，基于 钻石的折射率，并综合考虑了亮度和火彩的效果，计算得到了圆形明亮型钻石的切磨角度 和比例。但是Tolkowsky的计算过程漏掉了某些部分的光线，其结果存有误差。

碳硅石宝石，也称莫桑钻，学名碳化硅，是一种合成宝石，它具有比钻石(钻石折射 率约为2.42)还高的折射率和仅次于钻石的硬度，所以是目前最佳的仿钻材料。中国专利 文件CN 101037806A以及中国专利CN 128770C的提供的生长方法可以获得的彩色碳硅石 单晶，颜色范围包括绿色、黄色、蓝色、黑色和近无色，而且在该技术的基础上获得的碳 硅石单晶颜色均一，透明性好。CN102198701A提供一种刻面碳硅石宝石成品的加工方法。 包括切割、预型、圈形、研磨、抛光等步骤，用金刚石切割线将碳硅石单晶棒切割成小的 长方体粗坯，将碳硅石长方体粗坯的c面或与c面偏角不大于5°的面作为台面，采用内 细外粗的研磨盘，研磨时先用研磨盘外圈研磨再用研磨盘内圈研磨，抛光分粗抛光和精抛 光，并严格控制各步骤的工艺条件。申请人引用该专利申请公开说明书全部内容作为背景 技术。

但是一直以来，碳硅石宝石的切磨都是按照钻石的切磨比例进行的，得到的碳硅石宝 石成品往往在亮度和火彩上逊于钻石。碳硅石(SiC)是硅原子和碳原子按1∶1的比例结合 形成的一种共价化合物。碳硅石为各向异性晶体，属于一轴正光性晶体，其光轴平行于晶 体的结晶轴(即C轴)，其双折射率为0.043，所以该材料不同晶面的折射率不同，这一 点给准确计算碳硅石宝石的最佳切磨比例造成了困难。另一方面，碳硅石具有多种结晶形 态，学术界称之为碳硅石多型，不同的结晶形态也具有不同的折射率。最常见的碳硅石多 型包括6H-SiC、4H-SiC和15R-SiC，其C面折射率也各不相同。根据何雪梅“合成碳化硅 的生长及鉴别”一文(《珠宝科技》1999年第11卷第2期)可知，碳硅石宝石的折射率 为2.65～2.69。在此基础上，本发明设计了碳硅石宝石刻面琢型的切磨角度及加工比例，主 要包括冠角、亭角、台宽比、冠高比、亭深比等。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种刻面明亮琢型碳硅石宝石及其切磨加工方法。

术语说明：

碳硅石C面，是指垂直于C轴的面。

宝石的琢型，是指宝石的造型，是宝石原石经琢磨后所呈现的式样，也称宝石切工或 款式。

刻面明亮琢型(brilliant cut)宝石，主要分为冠部、腰棱和亭部三部分。冠部在腰棱以 上，呈棱台状，是主要观赏面，亭部在腰棱以下，呈棱锥状，可用于镶嵌。台面，是指冠 部最大的一个平面，也称为桌面、顶面。如图1所示。

刻面明亮琢型宝石，包括标准圆形明亮琢型、单明亮琢型、老单明亮琢型、双明亮琢 型、瑞士琢型、古典欧洲琢型等多种具体的宝石琢型。

刻面明亮型宝石的切磨角度和比例：设定腰棱所在的腰围直径为单位1，则主要包括 以下角度和比例：

冠角：冠部主面与腰围的水平面夹角为冠角，是冠部各面的基准角；

亭角：亭部主面与腰围水平面的夹角为亭角，是亭部各面的基准角；

台宽比：台面直径或正多边形对角线与腰围直径的比例为台宽比；

冠高比：冠部高度与腰围直径的比例为冠高比；

亭深比：亭部的高度与腰围直径的比例为亭深比。

全深比：总高度与腰围直径的比例为全深比。