专利名称：刻面明亮琢型碳硅石宝石及其切磨加工方法
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。
背景技术：
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. 4 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。最常见的刻面明亮琢型为标准圆形明亮型。标准圆形明亮型宝石琢型如图2所示，冠部由台面11、冠主面13、星小面12和上腰面14构成，亭部有亭主面16和下腰小面16 组成，有时也存在底面17。对于标准圆形明亮琢型宝石来说，除上述刻面明亮琢型的基础切磨角度和比例(冠角、亭角、台宽比、冠高比、亭深比、全深比)外，还有上腰面角度、星小面角度、下腰面角度上腰面角度冠部上腰面与腰围水平面的夹角；星小面角度冠部星小面与腰围水平面的夹角；下腰面角度亭部下腰面与腰围水平面的夹角。按照传统的加工工艺，冠部星小面与腰围水平面的角度比冠角小5°，冠部上腰面角度的比冠角大1 2°。亭部下腰面角度的比亭角大1 2°。本发明的技术方案如下一种刻面明亮琢型碳硅石宝石，包括冠部、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，用于镶嵌；冠部最大的平面为台面； 冠角为；34° ；35°，亭角为41° 42°，台宽比为49% 51 %，冠高比为17% 18%，亭深比为43% 44%，全深比为62% 65%。根据本发明优选的，所述碳硅石为6H_SiC，该6H碳硅石宝石的冠角为34. 72°， 亭角为41. 13°，台宽比为49. 78 %，冠高比为17. 30 %，亭深比为43. 60 %，全深比为 63. 90% 64. 90%。所述刻面明亮琢型为标准圆形明亮琢型(round brilliant cut)、单明亮琢型 (single cut)、老单明亮琢型(old single cut)、双明亮琢型(double cut，也称马扎林琢型，Mazarin cut)、瑞士琢型(Swiss cut)或古典欧洲琢型(ole European cut)。根据本发明，特别优选的，对于碳硅石宝石的标准圆形明亮琢型(如图幻，其特征在于，冠角为；34° ；35°，亭角为41° 42°，台宽比为49% 51 %，冠高比为17% 18 %，亭深比为43% 44%，全深比为62% 65%，星小面角度为 30°，上腰面角度为35° 37°，下腰面角度为42° 44°。如下表所示
冠角亭角台宽比冠高比亭深比仝深比星小面角上腰面角下腰面角
_______It__■__S_
34°~35° 41°~42° 49-51% 17-18% 43-44% 62-65% 29°~30° 35°~37° 42°~44°一种刻面明亮琢型碳硅石宝石的切磨加工方法，按以下角度和比例进行切磨以碳硅石的C面作为台面，冠角为；34° 35°，亭角为41° 42°，台宽比为 49% 51%，冠高比为17% 18%，亭深比为43% 44%，全深比为62% 65%。根据本发明方法，优选的，所述碳硅石为6H_SiC，该6H碳硅石宝石的冠角为 34.72°，亭角为41. 13°，台宽比为49. 78%，冠高比为17. 30%，亭深比为43. 60%，全深比为 63. 90% 64. 90%。本发明的方法适用于碳硅石宝石的所有刻面明亮琢型及其变形。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。根据本发明以上所述的，一种刻面明亮琢型碳硅石宝石的加工方法，以碳硅石的C 面作为台面，按所述的角度、比例和琢型进行切磨。优选之一，碳硅石宝石的标准圆形明亮型，其特征在于，以碳硅石的C面作为台面，台面为正八边形，冠部有八个冠主面、十六个上腰面、八个星小面；亭部有八个亭主面、 十六个下腰面，冠角为；34° 35°，亭角为41° 42°，台宽比为49% 51%，冠高比为 17% 18%，亭深比为43% 44%，全深比为62% 65%，星小面角度为 30°，上腰面角度为35° 37°，下腰面角度为42° 44°。优选之二，6H碳硅石宝石的标准圆形明亮琢型，其特征在于，以6H碳硅石的C面作为台面，台面为正八边形，冠部有八个冠主面、十六个上腰面、八个星小面；亭部有八个亭主面、十六个下腰面，冠角为；34.72°，亭角为41. 13°，台宽比为49. 78%，冠高比为17. 30%， 亭深比为43.60%，全深比为64.50%，星小面角度为四.5°，上腰面角度为36°，下腰面角度为43°。优选之三，6H碳硅石的单明亮琢型，其特征在于，以碳硅石的C面作为台面， 台面为正八边形，冠部具有八个冠主面，亭部具有八个亭主面，冠角为34. 72°，亭角为 41. 13°，台宽比为49. 78%，冠高比为17. 30%，亭深比为43. 60%，全深比为64. 50%。优选之四，6H瑞士琢型碳硅石宝石，如图4、5所示，以碳硅石的C面作为台面，台面为正八边形，冠部具有八个冠主面，八个上腰面，亭部有八个亭主面，八个下腰面，冠角为 34.72°，亭角为41. 13°，台宽比为49. 78%，冠高比为17. 30%，亭深比为43. 60%，全深比为64. 50%，上腰面角度为36°，下腰面角度为43°。本发明的优良效果本发明提供的碳硅石宝石的切磨角度和比例，包括圆形明亮琢型等多种常见刻面明亮琢型的碳硅石宝石的切磨角度和比例。本发明充分考虑了碳硅石宝石本身的晶轴取向、折射率、颜色、透明度等物理性质，获得一套完整的切磨角度和比例。采用该套切磨角度和比例后，刻面碳硅石宝石的光泽(明亮度)、闪烁和火彩得到了综合的最优化的展现。
图1是刻面明亮琢型碳硅石宝石剖面图，图中设定腰围直径为单位“1”，主要切磨角度和比例1、冠角，2、亭角，3、台宽比，4、冠高比，5、亭深比，6、总高度，7、全深比，8、冠部， 9、腰围，10、亭部。图2是实施例1和实施例2标准明亮琢形碳硅石宝石立体示意图，其中，8、冠部， 9、腰围，10、亭部，11、台面，12、星小面，13、冠主面，14、上腰面，15、亭主面，16、下腰小面， 17、底面。图3是实施例3单明亮琢型碳硅石宝石的立体视图，其中，19、台面，20、冠主面， 21、亭主面，22、腰围。图4是实施例4瑞士琢型碳硅石宝石的立体示意图，图5是实施例3瑞士琢型碳硅石宝石的俯视图(左图)和仰视图(右图)。其中，23、台面，24、上腰面，25、冠主面，26、 亭主面，27、下腰面，28、腰围。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。实施例1、碳硅石宝石的标准圆形明亮琢型，如图2所示，以碳硅石的C面作为台面，台面11为正八边形，冠部有八个冠主面13、十六个上腰面14、八个星小面12 ；亭部有八个亭主面17、十六个下腰面16，按以下角度和比例进行切磨加工冠角为；34° ；35°，亭角为41° 42°，台宽比为49% 51 %，冠高比为17% 18%，亭深比为43% 44%，全深比为62% 65%，星小面角度为 30°，上腰面角度为35° 37°，下腰面角度为42° 44°。如下表所述
权利要求
1.一种刻面明亮琢型碳硅石宝石，包括冠部、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，用于镶嵌；冠部最大的平面为台面； 其特征在于，冠角为34° 35°，亭角为41° 42°，台宽比为49% 51 %，冠高比为 17% 18%，亭深比为43% 44%，全深比为62% 65%。
2.如权利要求1所述的刻面明亮琢型碳硅石宝石，其特征在于所述碳硅石为6H-SiC， 该6H碳硅石宝石的冠角为34.72 °，亭角为41.13°，台宽比为49. 78 %，冠高比为 17. 30%，亭深比为43. 60%，全深比为63. 90 64. 90%。
3.如权利要求1或2所述的刻面明亮琢型碳硅石宝石，其特征在于所述刻面明亮琢型为标准圆形明亮琢型、单明亮琢型、老单明亮琢型、双明亮琢型、瑞士琢型或古典欧洲琢型。
4.如权利要求1或3所述的刻面明亮琢型碳硅石宝石，其特征在于对于碳硅石宝石的标准圆形明亮琢型，冠角为；34° 35°，亭角为41° 42°，台宽比为49% 51 %，冠高比为17% 18%，亭深比为43% 44%，全深比为62% 65%，星小面角度为 30°，上腰面角度为；35° 37°，下腰面角度为42° 44°。
5.如权利要求1 4任一项所述的刻面明亮琢型碳硅石宝石的加工方法，以碳硅石的 C面作为台面，按所述的角度、比例和琢型进行切磨。
6.如权利要求5所述的刻面明亮琢型碳硅石宝石的加工方法，其特征在于所述碳硅石为6H-SiC，该6H碳硅石宝石为标准圆形明亮琢型，以碳硅石的C面作为台面，台面为正八边形，冠部有八个冠主面、十六个上腰面、八个星小面；亭部有八个亭主面、十六个下腰面，冠角为；34.72°，亭角为41. 13°，台宽比为49. 78%，冠高比为17. 30%，亭深比为43. 60%，全深比为64. 50%，星小面角度为四.5°，上腰面角度为36°，下腰面角度为43°。
7.如权利要求5所述的刻面明亮琢型碳硅石宝石的加工方法，其特征在于所述碳硅石为6H-SiC，该6H碳硅石宝石为单明亮琢型，以碳硅石的C面作为台面，台面为正八边形， 冠部具有八个冠主面，亭部具有八个亭主面，冠角为34. 72°，亭角为41. 13°，台宽比为 49. 78 %，冠高比为17. 30%,亭深比为43. 60 %，全深比为64. 50 %。
8.如权利要求5所述的刻面明亮琢型碳硅石宝石的加工方法，其特征在于所述碳硅石为6H-SiC，该6H碳硅石宝石为瑞士琢型，以碳硅石的C面作为台面，台面为正六边形，冠部具有八个冠主面，八个上腰面，亭部有八个亭主面，八个下腰面，冠角为34. 72°，亭角为 41. 13°，台宽比为49. 78%，冠高比为17. 30%，亭深比为43. 60%，全深比为64. 50%，上腰面角度为36°，下腰面角度为43°。
全文摘要
本发明提供涉及刻面明亮琢型碳硅石宝石及其切磨加工方法，碳硅石宝石冠角为34°～35°，亭角为41°～42°，台宽比为49％～51％，冠高比为17％～18％，亭深比为43％～44％，全深比为62％～65％。本发明包括圆形明亮琢型等多种常见明亮琢型碳硅石宝石的切磨角度和比例。本发明根据碳硅石宝石本身的晶轴取向、折射率、颜色、透明度等特定性质，采用所述切磨角度和比例后，刻面碳硅石的光泽、闪烁和火彩得到了综合的最优化的展现。
文档编号C30B29/36GK102525050SQ20121001263
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者付芬, 徐现刚, 田亮光 申请人:山东大学