桂林理工大学宝石工艺论文.docx

宝石加工论文所属系院 地球科学学院 专 业 矿物学、岩石学、矿床学 学 号 XXXXXXXXXXXXX 学生姓名 兔子 宝石工艺的相关概述摘要：宝石加工工艺是一门基础工艺，容易理解学习。宝石加工工艺的类别很细，总类比较多。宝石加工行业竞争激烈，尤其是当外资企业进入我国市场后更加加剧我国市场的不良竞争，因此要合理的规划市场机制，一起构建公平、公正的市场机制。关键词：宝石工艺；宝石加工；宝石加工技术一、 宝石加工概述大多数人觉得宝石加工是很神秘的, 其实并不像大家所想的那样, 只要有一台特殊的机器, 就可以学会操作。现在已有许多种款式的加工机器可以利用, 除了传统的 “斜木桩法”外, 操作方法大同小异。斜木桩法将宝石粘到长约150mm 的木质卡头上。卡头的锥形尖端插在木桩中众多小洞中的一个洞口内, 通过选择不同高度的小洞并将卡头旋转到不同位置, 可以磨出所有不同的小面。大多数加工机器都有一个基座, 它装有变速马达。马达驱动一个直立的轴。加工机器通常配有活动的六英寸或八英寸的磨盘。这些磨盘与轴相连, 加工宝石完全依靠磨盘的转动。在加工过程中, 先用粘胶把未加工的宝石材料粘住。磨盘不断旋转, 未加工的宝石就会产生刻面, 在磨出最终产品之前, 通常有三个步骤, 宝石必须被粗加工、 粗抛光、 细抛光。 每一个磨盘都有自己的功能, 大约有十二种不同功能的磨盘, 加工者需找出适合自己工作方式的磨盘。 这些磨盘用久之后会有一定程度的损坏, 需要定期更换。大多数加工机器都有一个支杆, 它与基座相连, 能够调节与轴的位置, 大多数机器都有一个粘杆臂, 特别是在Raytec 类型机器上, 有一个平台支撑着粘杆臂。 粘杆臂能被调节到一定的高度。通过基座使粘杆臂提升或下降, 就能控制切磨角度。 粘杆臂上有个齿轮, 齿轮上有许多齿, 这样就可加工出一系列同样角度的刻面, 刻面大小也基本相同。每一台机器都配有不同功能的齿轮。尽管宝石有大量的花样和形状, 但真正说来只有五种形状, 每一件花样也仅是这五种之一。 这五种形状是圆形、 卵形、 椭圆形、 矩形、 随形、 梨形, 梨形是这些类型的结合, 它包含了圆形、 卵形、 椭圆形和矩形。 一颗宝石能磨出许多刻面,这些刻面有的相同, 有的不同。 这就是为什么有不同的齿轮与每一台机器相搭配。宝石的磨面机的价格并不贵, 七星珠宝设备厂生产的各种型号的机器, 价格在 1000 元至 2000 元一台。二、宝石加工工艺分类宝石、玉石、彩石的饰品种类繁多,用作加工的原料的物化性能也千差万别,因而加工的难易程度各异,使用的设备和其加工工艺方法也各有区别。据此 ,在宝石加工中就其不同饰品特点和加工宝石石质差异进行了宝石加工工艺的分类。1、玉雕琢磨工艺：它是一门艺术创作极强的雕琢工艺。它的工艺品又细分为人物型、动物型、花木型、山水型、仿古型等。它对宝石、玉石石质有一定块度要求,使用的设备主要为专用玉雕机。2、钻石车工工艺：钻石是宝石品种中最珍贵、硬度最大、加工难度最大的品种,因而人们称其加工工艺为特种工艺,加工中需使用专一的设备和特有的工艺方法。3、刻面型宝石车工工艺：刻面型宝石主要是由多种几何小面组合而成的立体饰品,因而其加工设备专一性较强,加工工艺方法随宝石石质特点而有其灵活性 。4、素身型宝石车工工艺：主要由简单的弧面组成的宝石饰品,因而其加工设备简单,工艺方法较容易。5、宝石项链加工工艺 ：宝石项链是 由各种类型项珠串链组合而成。因而其加工工艺将根据项珠形态而各有特点,如刻面型项珠的加工主要设备与加工工艺基本与刻面型宝石车工工艺相同,而园珠型项珠、随意型项珠等则有其专一的设备和特有的加工工艺。6、异型宝石车工工艺：该工艺主要是加工一些异型挂件和特殊型态的工艺品,因而其设备类型将因产品特点而专一设计制造,加工工艺必须随宝石特点而灵活选择。三、宝石与加工技术有关的主要物理和化学性质宝石饰品价值的高低和珍贵程度除决定于宝石石质品级的档次外还决定于加工工艺水平的高低。在宝石加工中常常出现高级的工艺师把低档的宝石加工成价格很高和很珍贵的饰品,究其原因除他们有高超的加工技术外,主要是他们对宝石与加工有关的主要物理、化学性质了解甚深,从而在宝石的设计加工中能巧取宝石的特有物化性质和光学性质,使其充分显现了宝石的自然美而获得了极好的艺术效果。1、晶体和非质体：宝石中大多数为矿物结晶体,少数为非晶质体,二类宝石由于物质成分及晶质质点结构不同,因而其物化性能差异很大,故在宝石加工中如能对宝石的晶体和非晶质体及其晶系特点有一定了解 ,这将对合理选择毛坯料和加工工艺有利,为提高原料出成率和产品质量奠定基础。晶体宝石是指其物质质点由一定化学成分组成 ,有一定的空间格子规律并受格子面网构造制约而生长成一定的几何形态晶体,常由晶面、晶棱、角顶组成。它具有结晶均一性、各向异性、对称性 、稳定性 、最小内能性 、自范性等基本物性性质；非晶质体宝石是一种凝固物质,由一定化学成分组成,组成质点不遵循晶体的格子面网规律生长,因而它内部的物理性质具各向同性。2、宝石的光学性质：经过琢磨后的宝石产品,其“火彩”、“光泽”是否强、颜色是否鲜艳,主要决定于加工人员对宝石光学性质了解的程度和是否根据某一宝石的光学性质合理的设计款式、合理选择亭、冠部主环面的研磨角度、正确的选择研磨抛光工艺。否则 ,宝石的光学性质就不能充分显现。 （1）宝石对光的反射和折射：每一颗宝石在自然光的照射下,当光波从空气（介质）射入宝石（介质）时,由于二介质物理性,成分的差异,光波在二介质中的传播速度和振动的方向产生了变化，因而在二介质的分界面上将产生反射和折射的现象。 （2）宝石的颜色：宝石的颜色艳丽、纯净、明亮程度是评价宝石价值高低的主要因素,也是款式设计和加工工艺选择的重要依据。因此宝石加工人员熟悉宝石颜色的光性和掌握“巧色”技术是提高宝石产品质量的基础。宝石的颜色是千姿百态的,就是同一种颜色也有深浅明暗、鲜艳之别。产生的原因主要与宝石的主要组分和内部结构有关,其次还与伴生的致色元素和离子价有关。宝石的颜色分本色、变色、反射色、人工致色等类型,其中本色色调主要为红、兰 、绿、紫、青、黄、白、黑及其过渡色,它的保色性最好,一般不受时间和环境的变化永不退色；人工致色色调一般其饱和度均超过了天然宝石的本色,但其保色性较差,一般会受时间的推移和物化环境的改变而退色。另外,宝石中还有一种色散和多色性效应。色散是宝石中的一种可贵的光学性质,由色散效应所产生的色彩光增加了宝石的内在美,使宝石显得华丽可贵；多色性是晶体宝石在透射光照射下于不同轴向显现出不同的颜色,因而切割宝石毛坯时要合理选择轴向以达到颜色美的效果。 （3）宝石的光泽：宝石的光泽是指宝石表面对可见光的反射量和透射光量的总和。宝石的光泽强弱主要决定于宝石的透 明度好坏和折光率的高低,其次就是与宝石研磨抛光面的光洁度有关。因此,对某一宝石产品来说最大限度的提高宝石研磨抛光面的光洁度,充分的把宝石内在的光泽美反映出来,是宝石加工中最重要的一环。宝石矿物的光泽从强到弱分为：金属光泽（如乌刚石宝石）、半金属光泽（磁铁矿）、金刚光泽(钻石)、半金刚光泽（锆石）、强玻璃光泽（兰宝石、黄玉、石榴子石等）、玻璃光泽（水晶、碧玺、尖晶石）、亚玻璃光泽（欧泊）、油脂光泽（琥珀）、腊状光泽（绿松石）、珍珠光泽（珍珠）、丝绢光泽（虎晴石）、沥青光泽（煤玉）。（4）宝石的透明度：宝石的透明度是指宝石透过可见光的能力。其透光的强弱主要决定于宝石化学成分和内部结构的特点。宝石透明度一般分透明、半透明、微透明、不透明四个级别。测定方法就是将宝石切磨成一厘米厚的镜片进行物体透视,看物体的清晰程度宏观比较确定 。但在宝石加工中常见同一宝石品种因取料厚薄不一或颜色深浅不同而显现出透明度强弱的差异,因此在宝石加工设计取料中灵活根据宝石透明度强弱及颜色深浅的情况,采用加厚或减薄取料以提高宝石的透明强度和颜色的鲜艳程度。（5）宝石中的特殊光学效应：部分宝石矿物在结晶生长过程中,常因物化条件的变化而形成晶体内部的三态包裹体或一些特殊的结构构造（双晶结合面、微细球粒结构、微细层裂纹等），这些特殊的包裹体或结构构造,经定向研磨抛光后,在自然光照射时,就会产生干涉、散射、衍射的特殊光彩,从而增加了宝石的奇特美。但是,宝石中的这些特殊光学色彩,必须通过宝石加工人员按照某一光学结构方向取料和研磨抛光后才能产生,否则因款式设计有误、取料方向不对,研磨抛光质量不高,则宝石中固有的特殊光学色彩也显示不出来,或显示不明显。常见的特殊光学效应有：猫眼效应、星光效应、变彩效应、月光效应、变色效应、砂金效应。3、宝石的力学性质：宝石的力学性质主要指矿物的硬度、密度（比重）、解理、断口、韧性和脆性等。不同的宝石由于其化学成分和内部结构的不同,因而其力学性质也各不相同。另外,就是在同一宝石中由于结晶体具均一性和各异向性与对称性等特点,因而宝石的各向的力学性质也有差异。（1）宝石的硬度：宝石的硬度大小是决定宝石耐久性的重要因素,也是决定宝石切磨、抛光难易程度之一。因此,在加工不同硬度的宝石时,要因料而异的合理选择宝石加工工艺流程和切磨、抛光工具和辅件材料,才有利于提高宝石的车工水平和加工效率。宝石的硬度是指宝石矿物抵抗其它物质刻划和磨蚀的能力。测定方法一般采用莫氏制定的十种标准硬度矿物进行刻划比较确定。（2）宝石的密度（比重）：宝石的密度是指单位体积的质量,单位为克/立方厘米。密度是鉴定宝石的重要依据,也是加工宝石的参考指数。（3）宝石的韧性和脆性：宝石的韧性是指宝石受外力作用不易破碎的性质；宝石的脆性是指宝石受外力作用后易于破碎的性质。宝石矿物由于各自化学组成和内部结构的差异,因而其韧性和脆性也各异。宝石的这种物性对宝石的加工手法轻重关系极大,特别是对一些同硬度级而韧性和脆性有别的宝石,其加工工艺更要有别,否则其产品成品率和效率将会降低。宝石的韧度值是以黑金刚石的韧度为10作标准，然后进行类比确定。（4）宝石的解理、断口与裂开：宝石的解理、断口与裂开都是宝石在外力作用下破裂的性质,但其破裂的性质各有差异。宝石的解理是由矿物结晶过程中的内部形成的具方向性的面网构造而产生的。宝石受外力打击后,则沿这面网构造方向产生一组或几组平整的破裂面,则称解理面。宝石的断口是指宝石矿物受外力打击后,不按一定的结晶面网方向发生破裂面。因而断口的破裂面是无方向的,其形态主要与晶体结构构造及与受外力大小和其方 向有关。断口按形态可分为贝壳状、平坦状、参差状、锯凿状、阶梯伏断口五类,但大多数宝石均为贝壳状断口。宝石的裂开是指宝石晶体矿物在受外力时,有时沿解理面另一个结晶面网构造方向发生的破裂面,因而其裂开面性质与解理面相似,但在成因上是有区别的,一般裂开面多沿双晶结合面,特别是聚片双晶结合面发生。四、宝石加工业的现状我国加入WTO 以后, 国内外庞大的珠宝市场需求和应运而生的宝石加工行业前景看好, 但由于珠宝产品本身的特殊性和不规范行为产生的利润空间, 使市场竞争呈现既诱人但又充满诡异竞争的格局。我国珠宝市场和宝石加工运行特征、需求和未来走向可以概括为彼此依存和联系的三个方面。1、国际宝石加工市场谋求供需区域一体化和我们不相适应的矛盾国内宝石加工和国际上相比, 主要的优势在于:由于我国宝石加工主要依赖人工, 从开料、圈形、打磨、抛光几乎都依赖手工, 宝石加工的利用率和出成率较高, 这对降低综合成本有很大的吸引力。因此,越来越多的国外宝石商都愿到中国来谋求发展, 特别是中低档宝石的加工。广东、广西是我国宝石加工比较集中的地区, 个体竞争给外商带来了更大的利润空间, 但给我们加工企业的利润却大大缩水, 这种宝石加工市场呼唤区域一体化和我们分散的缺乏凝聚力的宝石加工企业之间的矛盾, 恰恰是我国目前宝石加工市场的特点之一。2、国内宝石加工业自残式的竞争和迫切希望进行团队联合式的有序竞争的矛盾我们宝石加工企业数量多, 个体多, 但有竞争力的大企业非常稀少。 由于缺乏有效的信息获取手段和缺乏与外商直接交易的运作经验, 对宝石加工市场交易运作的游戏规则不熟悉, 这就给香港、广东具有信息和运作优势的个人或私营贸易公司创造了较大的牟利空间。他们过于迁就外面, 狼狠压低国内加工企业的宝石产品价格, 国内宝石加工企业为了生存, 甚至为了喘气, 不得不进行降价、甚至以自杀性价格出售加工产品因此, 许多宝石加工企业迫切希望能进行团队联合, 发挥各自的优势, 进行集团竞争,这将非常有利于提高我国宝石加工企业在国际上的有序竞争能力和取得合理的生存和发展的利润。自残式竞争和希望进行团队联合式的有序竞争构成了我国宝石加工企业的现实矛盾的第二个矛盾关系。3、宝石加工要适应多元化市场的迫切需求和现实不相适应的矛盾在我国宝石加工业中, 除部分发展较早企业形成较为稳定客源外, 绝大多数是靠自己找饭吃的小企业, 产品加工具有一定的盲目性, 往往靠二、三道贩子低价出售自己产品。 少数具有很强市场超前意识的宝石加工企业, 已经注意到宝石首饰除了戒指、耳环、手链、挂坠、 脚链等“老五件”外,已经向更广大的领域拓展, 如在食品领域、高级服装领域和日常消费品领域。这就构成了宝石加工要适应