抛光工艺：破坏原子间共价键

当钻石接触磨盘时，由于受到磨盘上钻石微粉的拉力，破坏共价键使碳原子被拉出漂浮于空气中，若被人吸入则会使磨钻师的鼻腔内附着一些黑色物质。此种方式是抛磨钻石最主要的方式。此外，在这一过程中有可能会产生一些极小的钻石微粒（图9-5）。

图9-5　抛光面周围黑色物质一部分来自钻石，另一部分来源于钻粉

钻石除了因高温而发红外，在较暗的环境中，几乎所有钻石都会在抛磨晶向极顺时发出微微的蓝光，且体积越大越明显。这与晶向极逆时发红一起反映了磨钻过程中晶向顺逆的两个极端（图9-6）。

发蓝光的主要原因是原子间共价键被破坏后的能量释放，并且与电荷有着密切的联系。释放能量时所产生的温度要比磨削为主时产生的温度低得多，抛磨主要以破坏共价键的方式进行着。

图9-6　晶向极逆时的发红（左）、极顺时的发蓝（右）反映了磨钻的两个极端

所谓晶向，实为钻石晶体内部结构的体现，是磨钻时抛磨方向的选取依据，包含有“软”与“硬”的概念。旧时中国磨钻师教授技法时常会告诫学徒要学会找“丝流”，找到了“丝流”就能磨对路（图9-7）。如此这些均是源于晶向，故若想真正理解磨钻，学会磨钻，了解钻石晶体结构是必不可少的过程。

图9-7　钻石表面的平行条纹表现出该方向可以加工，形象地表述为“丝流”

在之前的章节中，多从面网方面，以二维方向来解释晶体的内部结构，然而在磨钻上除了面网因素外，还涉及到三维上的键的受力方向与角度等综合性问题。

面网密度的大小是磨钻时的主要判断依据与理论基础，其大小不仅表现在不同面网之间的差异，更重要的是每层面网上的原子排列方式的不同，使得在同一面网的不同方向上也表现出硬度的差异，且还与之前所提及的原子间的引力大小有关。(www.xing528.com)

（100）四尖的基础方格中，原子间距离在沿边长方向上为0.356nm（单位晶胞棱长），沿对角线方向为对角线方向短，为难抛磨方向，沿边长为最佳抛磨方向（图9-8）。

（110）二尖矩形中，沿长轴方向原子距离为沿短轴方向原子距离为0.356nm，最佳抛磨方向为沿短轴方向（图9-8 ）。

（111）三尖等边三角形中，沿三角形高方向距离为沿三角形边长方向距离为故沿高方向为最佳抛磨方向（图9-8）。

图9-8　八面体不同面网的原子排列方式，虚线为难磨方向，实线为理想方向

以上为钻石三个主要面网的最佳理论抛磨方向，但哪怕是最佳抛磨方向，在实际磨钻过程中也不是所有的抛磨方向都能达到理想状态，故而单从面网上还不足以解释为何在磨钻中存在某刻面同一轴线上的两个不同方向抛磨的速度有快慢之别（图9-9），甚至有无法抛磨的情况。另还需进一步考虑空间上碳原子之间键的受力方向与方式、磨钻时与面网之间的夹角、所在面网有无结构缺陷等因素。

图9-9　纵向、横向、斜向三种不同方向的“丝流”，其中斜向最顺，接近（100）

如图9-10所示，以垂直（111）面网上的四面体为例，当以从上至下的方向抛磨时，将面临两个原子、一个键的拉力；反之，则面临三个原子，两个键的拉力。在四面体结构中，相对于拉力，其更能承受压力。故一般说来，拉力弱的位置便是容易被破坏的位置，由上往下抛磨时的难度要低于反方向上的抛磨。

图9-10　左图为（111）上共价键的受力方向；右图表面形似经脉的纹路是结构缺陷的表现，常见于褐色钻石中

综上所述，磨钻的原理在于对钻石晶体的认知，顺则事半功倍，逆则寸步难行，若能加以理解，则必在钻石工艺上有本质提升。