钻石的内部常含有包裹体、裂隙、色带等天然瑕疵,在加工前必须对瑕疵进行详细准确的检查。一则关乎加工过程的安全,二则瑕疵的具体情况也左右着加工方案的制定。
在传统的成品钻检验中对瑕疵的检验被称之为“净度分级”,并以中性词“内含物”替代具有贬义的“瑕疵”。然而在钻石加工中却不存在这样的问题,在乎的是去除瑕疵或是保留,“瑕疵”一词更能体现钻石加工的本质。
如上所述,从加工的角度来看瑕疵只存在两类:可去除的和不可去除的。前者指的是不保留在成品钻石上的瑕疵,包括去除后可以有效提高原石成品后价值的、原石成品区域外的、威胁钻石牢固性的。后者指的是瑕疵保留在成品钻石上,主要有:去除该瑕疵有较大风险,而选择保守加工方案,以降低加工风险的;去除瑕疵后的成品价值并不能得到有效提升,甚至低于保留瑕疵后的成品价值的;瑕疵位于成品钻石内部较深位置的;成品后价值并不以净度为主要价值衡量因素的,比如彩色钻石。
瑕疵的检验主要包含类型、位置、数量与颜色。类型与加工时的风险息息相关。不同类型的瑕疵在钻石中的分布状态及危害也各有不同,有些具有方向性,有些则有较大危害(图4-12)。位置则是决定去除或保留瑕疵时的重要判断依据之一。
钻石中常见的瑕疵类型有以下几种。
(1)石榴石:作为钻石勘探的指示性矿物,石榴石是钻石中最常见的矿物包裹体之一,并可作为判断钻石真伪的依据,多为红色。
(2)辉石类:通常为深浅不一的绿色,无方向性,偶见较大包裹体。对钻石危害较大,遇高温膨胀后在其周围形成裂隙或应力纹。
(3)铁矿石类:主要包括钛铁矿或铬铁矿,在加工过程中对温度较敏感,受高热后可使钻石内部形成空洞或熔蚀管。
(4)硫化物:带有明显的方向性,平行(111)面网,可使晶体沿(111)解理面裂开或产生裂隙,有强烈的金属反光,扁平状。
(5)色带:常见于褐色钻石中,由晶体结构缺陷引起,平行于(111)面网,具有明显的方向性,少数黄色钻石亦可见色带。
(6)解理:危害极大,小的解理可延伸使钻石破裂,非常危险。
(7)裂隙:常见瑕疵之一,对加工有一定的危害。
图4-12 部分瑕疵实物图:色带;羽状纹;钻石包裹体;解理
(8)应力纹:任意方向,形状多样。显性应力纹表现出明显虹彩干涉色,隐性则须在偏光镜下才观察到。
(9)晶结:钻石内生长状态异常的区域,通常放大观察不可见,但在加工时常表现为晶面上的不规则突起,且很难抛磨平整。
(10)羽状纹:具有鉴定意义,仅存在于浅表层,常表现出曲面,甚至球形,原石上的羽状纹与成品钻检验中的羽状纹概念迥异。
(11)双晶纹:可表现为横跨数个晶面上的隆起纹,也可见环绕整个晶体的隆起纹,在三角薄片接触双晶上表现为鱼骨状的纹理。
(12)钻石包裹体:较少见,多呈现完整的单颗晶体。
以上诸多瑕疵中尤以裂隙、解理、硫化物在加工时威胁最大,须根据瑕疵大小、位置、数量谨慎决定去除或保留,如须去除亦需选择适合工艺以及工艺实施时的具体操作手法。比如是磨去还是锯开,避免因方法不当使瑕疵扩大,造成原石不可挽回的损失。
由于受钻石晶体外形及观察角度的影响,瑕疵位置往往所见非所得。当光进入钻石时会产生一定角度的偏折,寻找瑕疵位置等信息的原理类似于捕捉水中的鱼,而要捕捉钻石内的瑕疵难度则更高。如何判定瑕疵的实际位置,区分镜像、实像、虚像不仅需要一定的光学知识,还要积累相当丰富的实践经验。在早期的一些颇具实力的企业中会配备电子高倍三轴工业显微镜,通过读取显微镜上的数值来测算瑕疵的位置。如今有浸液观察(图4-13)、投影扫描(图4-14)等更先进的手段来准确定位。
图4-13 浸液观察原石瑕疵
随着科技的不断进步,在现代化的钻石加工企业中已经开始大量配备可以对瑕疵进行精确定位及简单分类的计算机辅助设计系统,特别是在成品超过0.25ct以上的钻石中应用广泛。设备连接电脑,在显示器中就可以直观地看到经数字化处理的钻石内部瑕疵情况,计算机也会自主判断瑕疵位置,并综合原石的其他信息演算出若干设计方案供设计人员参考。有了计算机的辅助可以大幅减轻人的劳动强度,并减少人员配置与培训周期。但计算机并不是万能的,一则在给出加工方案后仍然要人工复核以考量计算机给出方案的合理性,二则在采购环节仍需人来检测原石,评估价值。故若想成为一名具有综合能力的钻石切磨师,需要学习掌握肉眼估测瑕疵位置的能力。
图4-14 通过扫描设备显示出原石内的瑕疵情况
瑕疵位置的判断有五个重要原则:
(1)尽可能多角度地观察瑕疵的位置。原石中的瑕疵位置是三维空间概念,需要从前后、左右、上下以及更多方向来确定瑕疵的空间位置,不同的方向所观察到的结果也各有不同。(www.xing528.com)
(2)瑕疵在钻石内的成像状态受原石晶面生长角度等因素的影响,大多不能直接以观察到的位置来认定它就是实际位置,因为光从光疏进入光密会产生折射,此时所见的是瑕疵经折射后的影像,并非其实际位置,此类影像称为虚像。比如当垂直于八面体晶棱(110)方向观察时,瑕疵的实际位置比观察到的位置靠后靠下。图4-15中实像的具体位置是通过分析各方向虚像的位置后获得的。
(3)除了虚像外还需要分清所观察到的瑕疵是否是镜像。所谓镜像是当瑕疵临近某两个以上晶面(晶棱或者晶顶位置)时通常会产生数个在周围的相同影像,晶面发挥如镜子般的作用(图4-16)。
图4-15 原石瑕疵成像示意图
图4-16 在三棱汇聚顶或趋(210)隆起棱线的下方,瑕疵表现出多个重复影像
(4)曲晶面较之平晶面,瑕疵的确认更具迷惑性。由于曲晶面的缘故,晶面会产生单凸透镜的效果,导致瑕疵观察起来要比原来的大,增加了判断瑕疵大小以及位置时的难度(图4-17)。针对此类情况可选择在合适的位置开一个小窗来观察瑕疵在原石内部的情况。
(5)晶体表面由于受熔蚀、过度生长、磨蚀等自然影响变得模糊,难以观察清楚内部情况(图4-18)时也可以考虑磨开一个小面,起到类似于窗的作用,以便观察内部情况,通常开窗选择在晶棱位置。
瑕疵位置大小等信息的识别需与设计方案互通,即在设计方案中以图示的形式将瑕疵在钻石中的位置、大小、基本形状表示出来。
图4-17 由于受曲晶面的影响,瑕疵的影像被拉长了
图4-18 受各种自然环境的影响导致外观不清晰的钻石原石
图4-19示例一中瑕疵实际所在位置位于EFBC 平面,靠近EC 晶棱一侧。由于所处位置的原因,瑕疵会在靠近晶棱上下两侧晶面上呈现镜像效果,且根据晶棱的状态不同,锐晶棱看不见红色瑕疵实像,钝晶棱则可见包括红色实像以及镜像在内的三个相同影像。在俯视EFBC平面时则可见虚像与镜像两类影像。
示例二中,瑕疵位于EFBC平面下方靠近ECD 晶面一侧,注意由于视角的不同,虚像所在的位置也各有高低差异,俯视EFBC亦可见镜像与虚像。
示例三中,瑕疵位于晶顶A 附近靠近AEC晶面一侧,当瑕疵处于这样的位置时,经常可以在靠近瑕疵的其他晶面观察到镜像。根据镜像的位置,找出它们之间的中心位置,即是瑕疵实像的所在位置。
瑕疵位置的确定关乎设计方案的制定,故而要尤其慎重与仔细,有时位置也并不一定能马上确定,而是通过加工工序的推进而逐渐确定的。
图4-19 瑕疵观察的位置示意图
图4-20 瑕疵观察的位置正确与错误对设计的影响
如图4-20所示,做两颗无瑕钻石,A 方案以虚像位置作为设计的考量参数,使用不对称锯切,从虚像位置锯切后得有瑕甲钻与无瑕乙钻。B 方案正确识别并预估虚像与实像间位置差异,以实像位置为设计参数设计去瑕方案,通过降低甲钻冠高去除正面瑕疵,再增加亭角适当增加亭部重量以弥补冠部损失。乙钻由于甲钻冠高下降而得到直径上的增加,提高了乙钻的重量。故B 方案为正确的设计思路,得益于瑕疵位置的准确判断。
当瑕疵无法去除需留于成品上时,需要注意瑕疵所留位置。若处置不当同样会造成如原石上的镜像效果,且由于刻面数量较多,往往镜像程度更甚,从而在视觉上对钻石净度产生进一步的负面影响。
图4-21中通过数字将相同位置的瑕疵一一对应,带撇的数字表示与不带撇的为一组对应关系。图中瑕疵实际所在刻面位置与镜像的关系十分明显地表现出,当瑕疵位于刻面间相交位置,且接近钻石表面时会在瑕疵所在位置的周围刻面产生镜像,比如2、4、5、6、7出现复数镜像。而更严重的镜像是当瑕疵实像位于亭部中央位置时,极易在正面或背面观察到绕圆周分布的大量镜像。
图4-21 钻石中瑕疵不同位置可能产生的镜像示意图
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