国内钻石切割工艺研究现状论文

陆太进

为加快提升珠宝行业科研的整体实力，保证科研工作持续和协调发展，充分发挥科学研究在推动行业发展方面的作用，结合本行业科研工作发展实际情况，我们提出了一些科研发展规划的设想，以明确发展的目标、方向和重点，促进科研工作长期、持续、稳定地发展。

1.行业科研发展规划

1.1科研发展规划的基本原则

科研发展的基本原则是：“强化创新、突出特色、发挥优势、整体推进、服务行业”，以技术创新为动力，以科研投入为保障，以成果奖励为导向，树立成果意识，推动科研工作的持续、协调发展。

1.2科研发展规划的主要目标

科研发展规划的主要目标是推进我国科研工作的全面发展。

（1）加强基础理论研究。对我国特有资源及主要市场的珠宝玉石进行详细、系统的基础矿物学、岩石学、宝石学研究，争取在基础理论研究上有所创新和突破，在实际鉴定、评级及生产上找出明确、科学的实用方法和指标。对国际上主要宝石的研究和鉴定，在基础研究方面力争快速赶上国际顶级研究机构水平，在应用研究上积极创新，达到先进水平。

（2）加强应用研究。加强“产、学、研”相结合，解决珠宝企业、珠宝检测中面临的疑难技术问题。

（3）加强科研人员和队伍建设。建立一支基础研究和应用研究相结合、老中青相结合、以解决行业内实际问题为主要任务的科研队伍，对具我国国情的重点科研难题进行攻关研究。

（4）加强科技交流与合作。定期或不定期举办全国性和国际性学术交流会、专题研讨会，采用“请进来”和“走出去”的方法，加强科研人员之间，特别是年轻科研人员与国际同行交流的机会。

图7-1-6 激光拉曼显微镜检测钻石

2.宝玉石专项研究

2.1钻石研究

2008年全球金融危机使钻石的销售在美国、日本、欧洲等国急剧下降，钻石鉴定等相关研究也几乎停滞不前。与此相反，由于中国等东方市场的经济保持增长，钻石的需求稳定，西方钻石商家纷纷积极在中国推销钻石产品，并推出了一些面向中国钻石消费者的产品和行销策划。鉴于中国钻石消费者对钻石的知识、特别是对各类处理及使用高科技技术处理、优化、或标志的钻石认识欠缺，国家珠宝玉石质量监督检验中心开展了对高温高压处理钻石、辐照处理钻石、高科技新型镀膜处理钻石以及钻石表面各类人工印记的详细研究并取得了可喜的阶段性成果。部分成果发表在国内相关专业杂志和学术论文集中。

考虑到国际钻石分级的趋势和发展，配合《钻石分级》国家标准的修订工作，国家珠宝玉石质量监督检验中心和中国地质大学（武汉）珠宝学院近年来开展了对钻石切工质量定量评价的研究。对国际流行的钻石全面切工质量分级系统进行了详细的比较分析和计算。对钻石切割对称性及美学等也进行了基础研究。其部分成果为《钻石分级》国家标准的修订提供了技术支持。

近年来一些钻石首饰中遇到混杂合成碳化硅或合成钻石的情况，国家珠宝玉石质量监督检验中心和广东省珠宝玉石及贵金属检测中心等开展了鉴定研究，并及时将研究成果向国内外同行介绍和信息交流。

国土资源部珠宝玉石首饰管理中心和中山大学地球科学系共同申请的国家公益性行业科研项目“金伯利进程框架下钻石产地来源及其指纹特征研究”2008年底获得批准，2009年已全面展开研究工作。

2.2彩色宝石研究

（1）红蓝宝石研究

目前，我国红蓝宝石的年消费额仅占珠宝消费总额的1%～2%，而在红蓝宝石市场发展成熟的欧美国家，红蓝宝石的市场份额能占到珠宝消费总额的5%～10%，这说明中国的红蓝宝石市场还有巨大的发展潜力。但现在的情况是，市场中红蓝宝石品质良莠不齐，价格差异较大，消费者对红蓝宝石市场信心不足。我国的红蓝宝石分级国家标准已完成立项申请工作，国家珠宝玉石质量监督检验中心对泰国红蓝宝石分级标准进行了考察和分析，与泰国宝石学院进行了互访交流，获得了有关红蓝宝石的大量宝贵资料。深圳市兴中泰宝石有限公司对红宝石质量评价的企业标准进行了研制，参与了与国内外有关鉴定单位和学者的讨论。国家珠宝玉石质量监督检验中心还就红蓝宝石的产地特征鉴定等与瑞士古柏林宝石实验室进行了详细交流和探讨。目前正在收集产地明确的各类红蓝宝石样品以逐步建立不同产地成因红蓝宝石宝石学特征数据库。实验室鉴定方面，与热处理、铍扩散高温热处理、各类充填处理红蓝宝石的鉴定特征研究正在进行中，红宝石裂隙充填物的发光特征研究取得部分成果。

（2）红色长石的研究

近二三年来，在国内外珠宝市场上出现了一种红色透明长石，其天然成因引起了广泛的争议。对内蒙古固阳中长石及市场上出现的红色长石是否是天然成因这一问题，国检中心实验室、中国地质大学、同济大学等单位对内蒙古固阳中长石的宝石学特征及各类红色长石的形态学、“岩石学”和宝石学特征进行了详细研究。

通过详细分析该长石的化学成分、微量元素、各类光谱学特征以及长石外表残留物等宏观和微观特征，认为该红色长石样品属于中长石；与黄色长石样品相比，其化学成分中Cu的质量分数远远高于黄色长石中的同类含量，而其他微量元素的质量分数则无明显的差别，故认为Cu可能与其呈红色有关；紫外－可见吸收光谱结果显示，该红色长石样品在可见光区的吸收带主要位于566纳米处，推测其可能与Cu对可见光的吸收有关。

应用传统的岩石学研究方法，通过对长石原生围岩及其残留物（矿物）的研究，发现其围岩的原岩为中酸性侵入岩，围岩中含有玻璃和气孔，围岩和长石表面的残留物中含有大量的铜元素和铁元素。研究表明：围岩是经过了后期人为的高温烧结作用，部分暗色矿物和外来物质（助溶剂）在烧结过程形成为玻璃，并产生大量的气泡。进一步测试揭示了部分所收集的红色长石原石标本是经过高温扩散处理过程。虽然碳酸盐岩中的红色长石具岩石学上天然次生成因的一些特征，但需要进行详细的实地地质调研等进一步工作，以确认是否存在天然红色的长石。

（3）碧玺充填研究

碧玺以其艳丽的颜色和丰富的色彩受到越来越多人的欢迎，价格也逐步上升，因此，碧玺的仿制品也逐渐多了起来。近期，市场上发现了一种新型的碧玺仿制品，即一种含有Er和Pb元素的稀土玻璃，其外观颜色与天然碧玺的极其相似，还发现多种裂隙充填处理的碧玺。为此珠宝检测单位正在开展找出鉴定特征的研究，且取得部分成果。

（4）祖母绿的研究

目前市场上绝大部分的祖母绿都经过了净度改善，人们已逐渐接受这种处理方法，但都认为应该有合适的方式进行揭示。有关祖母绿充填物的讨论向来是珠宝学术界和祖母绿贸易中的课题和难题，能否准确区分各种充填物是最核心的问题。有关祖母绿充填物的性质特征以及充填祖母绿的耐久性测试国外已做过较详细的研究，但实际鉴定中仍面临很多来自技术原因等多方面的挑战。结合目前祖母绿市场现状，国检中心实验室正对祖母绿充填物的分类和鉴定特征进行系统分析研究，寻求更可行有效的鉴定方法。研究总结了目前市场上常见的祖母绿充填物，进行分类并提供有效的实验室鉴定方法。最新成果发现除“闪光”效应和红外光谱特征外，发光特征对于区分祖母绿充填物、研究充填物的分布情况和充填程度也是一种有效的检测方法。结合放大检查和红外光谱能确定绝大部分的祖母绿充填物类型。但当充填物红外光谱峰值不明显时，需结合发光特征，显微观察充填物特征进行综合判断。目前这项工作正在积极进行中。另外，国内学者也继续对云南产祖母绿的地质学、矿物学、宝石学特征进行研究。

2.3玉石研究

（1）翡翠的研究

翡翠的研究一直是珠宝科研中的热点。岩石学家、矿物学家、宝石学家和珠宝评估专家等对翡翠的化学矿物组成、结构特征、颜色成因、品质分级、评估等进行了详细研究。在前几年研究基础上，我国香港翡翠专家欧阳秋眉女士对三种黑色翡翠（乌鸡种硬玉质、墨翠绿辉石质翡翠、钠铬辉石质翡翠）从化学分析、矿物组成、薄片观察、微量元素、岩石结构特征、宝石学特征等方面进行了研究并讨论了可能的归属问题。中国地质大学（北京）珠宝学院、北京大学的学者对翡翠的结构特征开展了进一步工作。依据其形成阶段及岩相学特征将缅甸硬玉岩的结构分为三大类：原生结构、变形变质结构及后生充填结构。依据各大类结构的具体特征作了进一步分类，对每一结构进行了详细的描述，并对每种结构的宝石学意义进行了讨论。变形变质作用是翡翠形成必不可少的条件，指出多期、多阶段性和变形机制因硬玉岩所处的位置不同而出现明显差异，从而导致翡翠具有独特的场口特征。

近几年来，国家珠宝玉石质量监督检验中心一直致力于《翡翠分级》国家标准的研究工作。2009年6月，国家标准《翡翠分级》（GB/T 23885-2009）的已颁布实施。翡翠分级实物标准样品正在研制过程中。

多年来，我国珠宝科研人员不断地对合成翡翠进行实验探索，为解析翡翠的成矿条件提供依据，但进展不大。

图7-1-7和田玉科研项目合作签约仪式

（2）和田玉真假皮色研究项目

近年来和田玉天然色皮遭遇各种各样仿真处理技术的严峻挑战。面对市场上出现的各种各样、以假乱真的假皮，如何快速准确鉴定，不仅是珠宝企业进货时面临的难题，也是鉴定机构面临的技术难题。因此，研究和田玉天然色皮的矿物学特征及其形成机理，找出和田玉天然色皮与假皮诊断性特征和技术指标，是珠宝业界急需解决的研究课题。为此，2009年8月，国检中心与和玉缘公司进行科研合作，启动了和田玉真假皮色鉴定特征的研究项目，也开启了我国珠宝界“研企合作”的新模式。

（3）田黄的研究

多年来，我国珠宝科研人员对真假田黄鉴定特征的研究做了不少工作。近年，中国地质大学及北京大学学者采用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜（配能谱仪）、红外光谱仪分别对产自福建省寿山溪流域的田黄样品的基体、“萝卜丝纹”、风化皮部分的矿物组成及其微形貌特征进行了初步研究。结果发现，田黄样品主要由高岭石族矿物中的地开石与珍珠陶石组成，有的样品中还含有少量的伊利石与石英，其中在基体与“萝卜丝纹”部分中未发现高岭石的存在，而在风化皮中则发现有高岭石。田黄基体中高岭石族矿物的晶体颗粒大小不等，结晶程度不同。有的“萝卜丝纹”与基体的交界处存在一定界限。风化皮中的高岭石族矿物由于水岩反应以及外力作用已失去了具体晶形，但在其表面凹坑中高岭石族矿物仍保持完好的结晶形态。田黄的基础矿物学研究还有待进一步加强，真假田黄的鉴定研究仍是一个继续的课题。

（4）“黄龙玉”的调研

在中国云南省西部边陲与缅甸接壤的保山市龙陵县龙新乡一带，于2004年人们发现了一种玉石品种——黄色石英质岩石。以前，人们称这种玉石为“龙心石”，现因其颜色与产地而俗称为“黄龙玉”。2009年11月，国家珠宝玉石质量监督检验中心应邀与云南省质检等单位组成联合调研组，先后到“黄龙玉”矿山及成品和毛料交易市场进行了实地调研。

图7-1-8 云南龙陵产黄色石英质岩石

（俗称“黄龙玉”）

龙陵县人民政府负责人表示将积极配合国检中心做好黄龙玉基础性研究工作，全面做好人才培训工作，为龙陵县黄龙玉产业的发展提供技术人才，并希望“黄龙玉”作为一种新的天然玉石列入国家标准。

2.4琥珀鉴定的研究

琥珀是一种成分复杂的天然有机物混合物，而且不同地区、不同树种、不同年代的琥珀在成分上也会有很大程度的差别。近年来，各式各样的天然、优化及处理的琥珀在市场上出现给鉴定提出了新的挑战。如在琥珀的加工过程中经常会引入一些外来物质，如抛光表面亮光膜、黏合剂等，这些都会使琥珀的常规鉴定参数发生偏移。用高压釜多过程热处理而成的“绿色琥珀”的鉴定，用传统显微镜或者常规仪器检测的方法时，其准确度非常低。为此国家珠宝玉石质量监督检验中心对各类琥珀的红外吸收光谱进行了系统检测，走访了从事琥珀处理的厂商，在样品的采集及测试方法上也进行了研究，找出了用红外吸收光谱来鉴定处理琥珀的指标。同时，为解析琥珀处理前后的分子结构可能发生的变化，与国内外有关专家进行了技术交流和探讨，部分成果需进一步验证以便推广。

3.检测技术方法研究

珠宝的检测技术主要为各类图像及光谱无损检测方法。近几年，国外在珠宝检测方法上的研究主要局限于仪器的自动化改良上，而在基本原理方法等研究上进展很少。最近几年，我国在积极利用和学习先进的大型无损检测仪器的同时，积极开发自主创新用于珠宝界的新型仪器和设备。其中，珍珠自动化分选设备的成功研制、光学相干层析技术（O CT）观察测量珍珠层厚度和缺陷仪器的开发成功，标志着我国在图像类珠宝无损检测仪器领域取得了领先成果。

3.1珍珠自动化分选设备的成功研制

2009年1月17日，东方神州集团举办“珍珠自动化分选设备研制成功、万亩珍珠立体化生态养殖基地建成新闻发布会”，宣布自动化分选设备研制成功。

珍珠自动化分选设备是经过该公司三年努力自主研发的，一组针对6～12毫米规格淡水珍珠的不同光洁度、形状、光泽度、颜色等指标进行自动分选的设备，自动分选速度达到1颗/秒，第二阶段指标分选准确率不低于95%。每次设备故障处理时间不大于4小时（采用备件制）。并且整机要求用电脑自动化控制，分选层次可人工分段设定，操作简便，性能稳定可靠，使用寿命达到5年以上。

以9毫米珍珠分选为例。每小时加工量4.06千克，8小时工作分选32.48千克，年生产300天单班生产可分选10吨。这将改变以往珍珠行业人工密集型状况，大大减少企业的用工成本，提高工作效率。

珍珠自动化分选设备的成功研制，将使我国珍珠加工进入机械化时代，是珍珠业具有里程碑意义的现代化产业革命。另一方面，机械化分选检测的标准印证了国家珍珠实物标样出台的意义，结束了国内、国际珍珠终端消费领域无法评判质量价值的历史。

3.2光学相干层析无损成像仪（OCT）的成功研制

光学相干层析成像仪（O CT）最初应用在生物医学领域，是一种新型的诊断病变的无损图像技术。2006年初，国家珠宝玉石质量监督检验中心、清华大学深圳研究生院、深圳莫廷影像技术有限公司开始合作，率先将O CT引入珠宝领域，并开发出全世界第一台近红外珍珠无损成像检测仪。经过4代样机的发展，2009年生产的O SG-1000Ⅰ、II型光学相干层析仪，分辨力达到0.015毫米，理论测量范围分别为0.06～2.5毫米和0.06～5.5毫米。但根据所测宝石品种的不同，实际测量深度不等。

图7-1-9 OSG-1000Ⅱ珍珠分级仪器

图7-1-10 OCT用于珍珠珠层测厚的成像图

与其他珠层测厚方法相比，光学相干层析技术具有图像清晰直观，无辐射，测量珠层厚度快速、准确、无损、安全等优势。光学相干层析成像技术（O CT）是一种对物体进行层析成像的新技术。作为一种高分辨率成像的无损检测手段，O CT可用来鉴别真假珍珠、区别海水有核珍珠与淡水无核珍珠、测定珍珠层厚度，并可用于探讨珍珠生长动力学规律，具有较广阔的应用前景。

3.3其他无损图像类技术的开发和应用

近年来，国内外珠宝玉石市场上出现了多种表面处理或优化过的商品，如多层表面镀膜、无机染色、离子注入改色、人工印记等。传统的宝石显微镜由于其放大倍率及分辨力的局限已不能有效地观察到此类局部经处理过的珠宝材料表面的微细鉴定特征。为此，我国珠宝科技工作者正积极开拓高倍率、高分辨力显微镜在珠宝检测中的应用。如使用微分干涉显微镜观测天然和合成珠宝表面生长、溶蚀、变形的微观形貌特征，找出切磨宝石表面覆膜、染色等处理特征；观察切磨宝石各类表面脉理和人工印记特征等。高倍率、高分辨力显微镜在珠宝研究和鉴定中的应用研究将有利于我们解决珠宝鉴定中的一些难题。

另外，辽宁丹东市宝协正试图将成熟的X射线检测技术应用到珠宝检测领域，开发的X射线珠宝鉴别仪使大型无损检测仪器小型化、智能化。国内珠宝检测机构近年来对一些操作便利的光谱类仪器，如光纤光谱仪、携带式红外光谱、拉曼散乱光谱仪进行了开发性应用研究，取得了一些实效性成果。在贵金属首饰检测中，国家首饰质量监督检验中心开展了铂钌合金标样的研制等研究。国检中心开展了中低档贵金属首饰中可能存在的有害元素如何检测的探讨研究。

我是了解的，因为我就是学习这个的，其实切割技术是非常厉害的，能够将一块比较坚硬的石头弄成钻石。

这样做可以更好的切割钻石，并且在许多行业都可以应用，是非常有好处的。

正是由于钻石出色的切割工艺，才使得，一颗金刚石散发出迷人的光芒。让无数女性为之倾倒。那么钻石的切割工艺有哪些，钻石切割形状有哪些呢？

这个其实是非常复杂的，需要专门的机器，而且师傅的手艺也需要特别完美，还要根据最终的设计图进行切割，必须要特别专心。