专利名称：比例易鉴定的多面琢磨钻石及采用这种钻石的首饰的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种比例易鉴定的多面琢磨钻石和采用这种钻石的首饰。例如戒指、耳环、项链、手镯、胸针或装饰件。
通常认为，本身是无色的钻石美丽胜过其它宝石和被看得贵重的原因在于其有三种光，即被称为光泽的明亮的反射光、被称为像由一棱镜色散的火色的虹彩和被称为闪烁的闪光。
还认为，在许多种钻石琢磨方法中，多面琢磨能使这三种光都达到最好的效果，因此大多数钻石是用多面琢磨法琢磨的。
图1以一种简化形式示出了一钻石的多面琢磨的典型比例。参阅图1，所示钻石有一个称为“冠面”的上部1、一个称为“亭面”的下部2和一个在冠面1和亭面2之间称为“腰棱”的周围边缘或表面3，其中冠面包括一称作“斜面”的倾斜表面5和一个称作“顶面”的平的顶面4；亭面有一称作“尖底”的下端6。
冠面1的斜面5有8个倒置三角形表面(星形面)、8个四角形表面(斜面)和16个小三角形表面(上腰棱面)。亭面2有16个倒置三角形表面(下腰棱面)和8个四角形表面(亭子面)。冠面1和亭面2之间的腰棱3位于冠面1的16个小三角形表面和亭面2的16个倒三角形表面之间。冠面1的16个小三角形表面都大体上平行于各自相对的亭面2的16个倒三角形表面延伸。
在上述形状的钻石中，冠面1的顶面4的入射光A和射到斜面5的入射光B都由亭面2内反射(全反射)，同时入射光A以出射光a离开顶面4，而入射光B以出射光b离开顶面4。
其中入射光线A相对于入射点之法线的折射角和出射光线a相对于出射点之法线的折射角分别用Φ1和Φ2表示；同样，入射光线B相对于入射点之法线的折射角和出射光线b相对于出射点之法线的折射角分别用ρ1和ρ2表示；冠面1相对于腰棱3的角度用α表示；亭面2相对于腰棱3的角度用β表示。众所周知，以下关系式(多角宝石光泽定律(brilliant law))成立对于入射光A，Φ1°＋Φ2°＝4β°－180° ……(1)对于入射光B，ρ1°＋ρ2°＝4β°＋α°－180°……(2)在这一例子中，在入射点处相对于法线的折射角Φ1或ρ1和在出射点处相对于法线的折射角Φ2或ρ2的正、负符号关系是这样确定的当它们相对于法线彼此处在相对的两侧时，例如，像图1所示那样，角Φ1在右侧而角Φ2在左侧，它们中的一个定为正而另一个定为负。
从以给出的关系式(1)和(2)来看，理想的多面琢磨是这样确定的如图2所示，若腰棱3的直径表示为100％，则顶面4的直径的比率为53％，冠面1的高度的比率为16.2％，亭面2的高度的比率为43.1％，斜面5的角度α为34°30′，亭面2的角度β为40°45′，尖底6的顶角为98°30′。理想的多面琢磨的比例称为“理想比例”。
由于钻石本身的形状复杂，此外还需要高度精密的加工，所以，要由熟练的工匠进行精确的手工操作才能达到多面琢磨。然而，要想达到如上所述的理想的多面琢磨是很难的，就手工操作而言，离散情况是不可避免的。
此外，还可确凿地说，上述三种光，即光辉(反射光)、火色(虹彩)和闪烁(闪光)是否足够好主要决取于琢磨后的比例。
换名话讲，多面琢磨的比例质量决定着钻石产品的质量，因而对钻石的价格有很大影响。
例如，如果亭面2的角β过分大，那么入射光就由亭面2内反射，但是它从与反射面相对的反面逸出。因此，不会产生称作火色的虹彩。反之，如果亭面2的角β过分小，那么入射光将在射到亭面2上时穿过去。
图3、4和5示出了光线从冠面1射出的不同形式。其中图3的射出形式表明钻石是以理想多面琢磨被琢磨成的；图4表明亭面2的角度β过大时的射出形式；图5表面亭面2的角度β过小时的射出形式。但是，这里是假定，冠面1的角度α在这三种情况中是相同的。
在图3所示的钻石中，出射光从冠面1的整个表面均匀地向外辐射；但在图4所示的钻石中，出射光向顶面4的中央部分敛聚；与之相反，在图5所示的钻石中，几乎没有光线从顶面4的中央部分射出，而却有大量的光线从顶面4的周缘部分射出，因此呈现一种广角现象。
应注意的是，为了简化图示，图3到5中从斜面5出射的光线省略了。
另一方面，关于钻石的颜色，透明的钻石由于其能呈现出最佳的火色(虹彩)而最有价值。因此，一个完全透明的钻石就会被评价为最好的钻石，随着其黄色程度的增加，其按颜色的等级评价就下降。
透明钻石在天然钻石中非常罕见，大多数天然钻石略带有黄色。然而，尽管称为蓝钻石的带蓝色的钻石是有颜色的，但由于其极稀少而被认为非常名贵，因而也被评价很高。
另外，已有技术中，多面琢磨比例的质量是用这样一种方法来鉴定，即，用一个诸如放大镜的光学仪器用肉眼从各个角度仔细观察火色(虹彩)状况或剂量钻石的几个部分的外形尺寸和角度。
然而，已有技术的方法具有需要花费很多时间以及不同观察者很可能得出不同结论的缺点。而且，由于这种鉴定的结果不是以一个特定的原理为依据，因而缺乏可靠性。
此外，为了明显地消除颜色级别低的钻石的淡黄色，已有技术的习惯作法是使钻石具有黄色以外的某种其它颜色，或为使钻石具有独创新颖性，已有技术的习惯作法是使钻石具有某种其它的色调，例如带绿的蓝色或带绿的棕色。为了这种着色，已尝试了几种着色方法，其中包括通过蒸气沉积来沉积氟化物或用一回旋加速器(核裂变装置)将电子束辐射于钻石以便物理地使钻石具有颜色。
然而，由于任何一个已有技术的方法都需要一个大规模的仪器，所得到的产品就变得很昂贵，还由于钻石一经被赋予了颜色就是永久性的，要想把钻石的颜色任意改变成想要的颜色，这自然是完全不可能的。而且，即使能够很容易地用上述任一种方式进行着色，如果三种光尤其是火色(虹彩)由于着色的结果而降级了，则这将产生使高品质首饰的钻石失去其原有价值的极大缺憾。
此外，对用于钻石首饰的“奇色钻石”的需求增加是近几年的趋势。
本发明的一个目的是提供一种多面琢磨钻石，它允许用一个很简单的方法确切地鉴定其多面琢磨比例是好是坏，而且这种鉴定结果不会因鉴定人不同而异。
本发明的另一个目的是提供一种钻石首饰，它的特点是，可以用一简单的措施可任意给钻石着色而不会降低多面琢磨钻石本身的火色(虹彩)的亮度，而且很容易改变钻石的颜色。
为了实现上述目的，一方面，本发明提供一种比例易鉴定的多面琢磨钻石，它的特点是，钻石有一个用着色剂涂于其尖底处及其周围的亭面的棱锥形表面而形成的着色部分，借此，当用肉眼透过钻石的冠面观察在钻石内的内反射光时，就可以从颜色方面来鉴定钻石的多面琢磨的比例质量。
另一方面，本发明提供一种钻石首饰，它包括一支承基体和一个以其亭面支承于支承基体的多面琢磨钻石，且使得该钻石的至少冠面部分暴露在钻石首饰的正面，这种钻石有一个用着色剂涂于其尖底处及其周围的亭面的棱锥形表面而形成的着色部分。
在这种多面琢磨钻石和钻石首饰中，最好采用油墨作为着色剂来形成着色部分，因为油墨有许多优点它对钻石表面具有极好的附着特性，它有很好的光反射特性；它不易被水或汗水洗掉；但在必要时又能用溶剂将其擦掉和去除。
已通过实验确定，这样形成着色部分最为有效，即，把钻石亭面的棱锥形表面着色区域的范围定在亭面高度的约10～15％的范围内。
此外，尤其对钻石首饰而言，最好把多面琢磨钻石这样地支承在支承基体上，即，使着色部分通过支承基体的一个孔暴露于钻石首饰的背面，以便于擦掉着色部分的颜色或改变其颜色。
在本发明的多面琢磨钻石中，如果钻石有一种精确的多面琢磨，且其亭面的尖底定位于内反射表面的中心，那么，入射光穿过冠面入射后由在亭面尖底处及其周围的棱锥形表面反射的大部分内反射光就会如图3所示那样从顶面均匀地向外辐射，出射光线将具有涂于棱锥形表面的着色剂所提供的颜色。
在这一例子中，由于涂施着色剂的区域是亭面表面的一部分(涂着色剂的区域在图1中用斜线表示)，不是图3中示出的全部出射光线都具有着色剂所提供的单一颜色，而是某些出射光线具有那种颜色，因此，钻石看上去似乎着上了有些浅淡的着色剂颜色。然而，钻石还是呈现出亮度基本上与没有着色时相等的火色(虹彩)，而且，棱锥形表面上的着色部分的轮廓形状(色迹)用肉眼是看不到的。
但是，如果亭面的角度过分地大，那么，出射光线就会如图4所示那样向顶面以上的中央部位敛聚。因此，着色部分的轮廓形状就会用肉眼直接看得见了。此外，如果亭面的16个倒三角形表面(下腰棱面)互相不均一，或者其中任一个不平行于冠面的16个小三角形表面(上腰棱面)中的与之相对的那一个，则着色部分的轮廓形状看上去是扭曲的或部分看不见。
反之，如果亭面的角度过分地小，那么，几乎没有出射光线从顶面的中央部分射出，而是大部分从顶面的周缘部分射出，如图5所示。因此，着色部分看上去呈现一个环形。也是在这一情况中，如果亭面的16个倒三角形表面(下腰棱面)互相不均一，或其中任一个不平行于冠面的16个三角形表面(上腰棱面)中的与之相对的那一个，则着色部分的轮廓形状看上去也是扭曲的或部分看不见。
换言之，用肉眼透过顶面观察到的颜色情况可反映出钻石多面琢磨的比例，而且根据是否可以用肉眼透过顶面观察到有涂于棱锥形表面的着色剂的着色部分，以及在能用肉眼看见着色部分时，着色部分看上去是什么形状，不仅可以鉴定多面琢磨的比例的质量，即多面琢磨的比例是好是坏，而且还可以鉴别缺陷的类型。
进行这样的鉴定后，着色部分的着色剂当然可以擦去。但是，如果愿意，这种钻石可以保持在着色状态下利用。
另一方面，在本发明的钻石首饰中，由于多面琢磨钻石是以其亭面支承在支承基体上，且至少其冠面暴露在钻石首饰的正面，而且还有在其尖底处及其周围的亭面的棱锥形表面涂施着色剂形成的着色部分，或者换名话讲，由于有着色剂的着色部分是形成在一有限的范围内，即，在钻石尖底处及其周围的部分亭面上，如果钻石的多面琢磨是精确的，则当从冠面的上面看钻石时，着色部分的轮廓形状用肉眼是看不见的。但钻石看上去象一个其所有表面具有均匀的颜色的有色钻石，并且其呈现出其火色(虹彩)基本上与没有着色时的火色(虹彩)相同。
用肉眼透过顶面观察到的颜色情况反映钻石的多面琢磨比例。而且，根据颜色情况不仅可以鉴定比例的质量还能鉴别比例缺陷的类型。因此，在钻石首饰包括一个精确的多面琢磨的钻石的情况下，该钻石看上去就象一个如上所述的有色钻石，而且这就可以确信该钻石有一个适合的比例。
用于形成着色部分的着色剂最好是采用油墨，因为它的对钻石表面的附着特性和对光线的强反射特性以及不易被水或汗水洗掉的特性都是极好的。而且即使使用了油墨，必要时还可以用溶剂容易地把它去掉。因此，如果用某种其它任选颜色重新给钻石着色，则同一个首饰可根据情调例如那一天的服装等适当改变其颜色，把它作为一个不同的首饰来用。
已通过实验确定，这样形成着色部分最为有效，即，把钻石亭面的棱锥形表面的着色区域的范围定在亭面高度的约10～15％的范围内。
此外，尤其是对钻石首饰而言，在将多面琢磨钻石支承在支承基体上的情况下，应将着色部分通过支承基体上的孔暴露在钻石首饰的背面，在使用首饰时，从外面看不到着色部分。而且，能容易地去除着色剂和改变颜色。
本发明的上述及其它目的、特点和优点通过下面的说明和所附权利要求以及附图将会变得很清楚，各附图中的相同部分用相同的标号表示。
图1是一多面琢磨钻石的基本形状示意图；图2是一多面琢磨钻石的一种理想比例的示意图；图3是从一具有理想比例的钻石的冠面射出的出射光线示意图；图4是与图3类似的示意图，但它表示另一个钻石的冠面的出射光线，该钻石有一个亭面角度过大的比例；图5也是一个类似的示意图，但它表示再一个钻石的冠面的出射光线，该钻石有一个亭面角度过小的比例；图6是形成有着色部分的一多面琢磨钻石的正视图7是一个部分剖面的正视图，它示出了本发明的应用于戒子时的一个实施例。
对于有不同比例(成品尺寸)的各种多面琢磨钻石，油墨是涂在尖底6处及其周围的亭面2的棱锥形表面上而将其着色，如图6所示。而且，可用肉眼透过顶面4观察钻石着色部分7的变化范围(起始于底面6的高度)。
在着色高度设定得大于亭面2之高度的约15％的情况下，不管钻石的比例是怎样的，它看上去都象一个其颜色为着色部分7的颜色的单色无光泽(不发亮)的玻璃块，而且不能鉴别出不同比例之间的区别。在着色高度设定得小于亭面高度的5％的情况下，不管比例是怎样的，着色部分7的颜色都不会被反射在钻石上，而且也不能鉴定出不同比例之间的区别。进一步地，在着色高度设定在亭面高度的约5～10％范围内时，着色部分7的颜色被反射在钻石上一小部分，但也不能充分鉴定出不同比例之间的区别。
然而，在着色高度设定在亭面2之高度的约10～15％范围内时，能清晰地鉴别出不同比例之间的区别。
特别是，在一个钻石有一个理想形状(理想比例)的精确多面琢磨比例时，尽管钻石看上去有比着色部分7的颜色颇淡的颜色，但它呈现出亮度基本上与该钻石没有着色时的亮度相同的虹彩，而且，完全看不到着色部分7的轮廓(色迹)。
可是，在钻石有一个其亭面2的角度β过大的比例时，涂上颜色的着色部分7的轮廓形状用肉眼可见。反之，在钻石有一个其亭面2的角度过小的比例时，着色部分7看上去像一个环。
另一方面，在用墨水代替油墨时发现，由于任何墨水对钻石表面的附着强度都本来就比油墨低，此外对光的反射性也较差，因此，用墨水没得到用油墨能得到的那种满意的结果。
此外，还尝试过对棱锥形表面贴上一张预先着色的薄膜。但这样做也没有得到上述那种满意的结果。
考虑到实验结果，本发明已应用于图7所示的那种戒指。参阅图7，所示戒指包括一由贵重金属制成的并且用作支承基体的戒指环件8。戒指环件8有一个成形于其上的安装孔9，一个透明或略带黄色的多面琢磨钻石10以其亭面2装配在安装孔9的截锥体型面的前面部分9a内，借以把钻石10固定在戒子环件8上。
钻石10的冠面1从戒子环件8的外周缘向上突出，亭面2的下部定位于安装孔9的倒截锥体型面的后面部分9b内。将油墨涂在位于安装孔9的后面部分9b内的钻石的尖底6及其周围的亭面2的棱锥形表面上，使涂墨高度在亭面2之高度的约10～15％范围内，以形成一着色部分7。
着色部分7是用市场上出售的油墨笔和蓝色油墨涂成的。当观察冠面1时，原本是透明或略带黄色的钻石10，看上去像一个蓝色钻石了。
因此，如果这一戒指真正戴到手指上，则仅钻石10的冠面1暴露在外面，而钻石10的着色部分7从外面用肉眼是看不见的。因而，感觉上它好象是一个罕见的高价值的蓝钻石戒指。
虽然油墨不易被水或汗水洗掉，但它容易用普通洗涤剂如溶剂擦掉。如果用溶剂擦除了原先涂的油墨，随后涂上一种不同颜色的油墨，则同一个透明或略带黄色的钻石10可随意地改变成任何其它一种颜色的有色钻石。
上面刚刚叙述的那样一种颜色改变过程即使是一个业余爱好者也能很容易地完成。因此，通过改变颜色，就能改变情调，能经济实惠地满足近几年来对奇色钻石的需求。
此外，由于具有精确多面琢磨比例的钻石除呈现一种清澈颜色的虹彩外不会有异常颜色部分，这种情况能使销售人员确信钻石有一个良好的比例，其质量是好的。
虽然戒指上的钻石10在上述的实施例中是直接固定在戒指环件8上，但是本发明也可应用于另一种戒指，其中钻石被戒指环件上的多个尖爪抓固在戒指环件上，以及可应用于任何其它钻石首饰，例如耳环、项链、手镯、胸针或装饰件。
至此已对本发明作了充分的描述，本技术领域的熟练人员将会明白，在本文阐明的本发明的精神实质及范围内，可以作出种种改变和变型。
权利要求
1.一种有易鉴定的比例的多面琢磨钻石，其特征在于，所述钻石有一个通过将着色剂涂在其尖底处及其周围的亭面棱锥表面上而形成的着色部分，从而，在用肉眼透过所述钻石的冠面观察在所述钻石内的内反射光时，可根据颜色情况鉴定所述钻石的多面琢磨比例的质量。
2.一种有易鉴定的比例的多面琢磨钻石，其特征在于，所述钻石有一个通过将着色剂涂在其尖底处及其周围的亭面棱锥表面上而形成的着色部分，所述着色部分的高度在所述亭面的高度的约10～15％范围内，从而，当用肉眼透过所述钻石的冠面观察在所述钻石内的内反射光时，可根据颜色情况鉴定所述钻石的多面琢磨比例的质量。
3.一种有易鉴定的比例的多面琢磨钻石，其特征在于，所述钻石有一个通过将油墨涂在其尖底处及其周围的亭面棱锥表面上而形成的着色部分，从而，当用肉眼透过所述钻石的冠面观察在所述钻石内的内反射光时，可根据颜色情况鉴定所述钻石的多面琢磨比例的质量。
4.一种有易鉴定的比例的多面琢磨钻石，其特征在于，所述钻石有一个通过将油墨涂在其尖底处及其周围的亭面棱锥表面上而形成的着色部分，所述着色部分的高度在所述亭面的高度的约10～15％范围内，从而，当用肉眼透过所述钻石的冠面观察在所述钻石内的内反射光时，可根据颜色情况鉴定所述钻石的多面琢磨比例的质量。
5.一种钻石首饰，它包括一支承基体；以及一以其亭面支承于所述支承基体的多面琢磨钻石，且使所述钻石的至少一个冠面暴露在所述钻石首饰的正面；所述钻石有一个通过将着色剂涂在其尖底处及其周围的所述亭面棱锥形表面上而形成的着色部分。
6.一种钻石首饰，它包括一支承基体；以及一以其亭面支承于所述支承基体的多面琢磨钻石，且使所述钻石的至少一个冠面暴露在所述钻石首饰的正面；所述钻石有一个通过将着色剂涂在其尖底处及其周围的所述亭面棱锥形表面上而形成的着色部分，所述着色部分的高度在所述亭面的高度的约10～15％的范围内。
7.一种钻石首饰，它包括一支承基体；以及一以其亭面支承于所述支承基体的多面琢磨钻石，且使所述钻石的至少一个冠面暴露在所述钻石首饰的正面；所述钻石有一个通过将油墨涂在其尖底处及其周围的所述亭面棱锥形表面上而形成的着色部分。
8.一种钻石首饰，它包括一支承基体；以及一以其亭面支承于所述支承基体的多面琢磨钻石，且使所述钻石的至少一个冠面暴露在所述钻石首饰的正面；所述钻石有一个通过将油墨涂在其尖底处及其周围的所述亭面棱锥形表面上而形成的着色部分，所述着色部分的高度在所述亭面的高度的约10～15％的范围内。
9.一种钻石首饰，它包括一支承基体；以及一以其亭面支承于所述支承基体的多面琢磨钻石，且使所述钻石的至少一个冠面暴露在所述钻石首饰的正面，以及在所述亭面的尖底处及其周围的棱锥形表面穿过所述支承基体的一个孔暴露于所述钻石首饰的背面；所述钻石有一个通过将着色剂涂在所述暴露的棱锥形表面上而形成的着色部分。
10.一种钻石首饰，它包括一支承基体；以及一以其亭面支承于所述支承基体的多面琢磨钻石，且使所述钻石的至少一个冠面暴露在所述钻石首饰的正面，以及在所述亭面的尖底处及其周围的、高度在所述亭面的高度的约10～15％范围内的棱锥形表面穿过所述支承基体的一个孔暴露于所述钻石首饰的背面；所述钻石有一个通过将着色剂涂在所述暴露的棱锥形表面上而形成的着色部分。
11.一种钻石首饰，它包括一支承基体；以及一以其亭面支承于所述支承基体的多面琢磨钻石，且使所述钻石的至少一个冠面暴露在所述钻石首饰的正面，以及在所述亭面的尖底处及其周围的棱锥形表面穿过所述支承基体的一个孔暴露于所述钻石首饰的背面；所述钻石有一个通过将油墨涂在所述暴露的棱锥形表面上而形成的着色部分。
12.一种钻石首饰，它包括一支承基体；以及一以其亭面支承于所述支承基体的多面琢磨钻石，且使所述钻石的至少一个冠面暴露在所述钻石首饰的正面，以及在所述亭面的尖底处及其周围的、高度在所述亭面的高度的约10～15％范围内的棱锥形表面穿过所述支承基体的一个孔暴露于所述钻石首饰的背面；所述钻石有一个通过将油墨涂在所述暴露的棱锥形表面上形成的着色部分。
全文摘要
一种多面琢磨钻石，它使得可通过一个简单的方法就能确切鉴定该钻石的多面琢磨的质量，而且，这种鉴定结果不会因鉴定人不同而异；以及一种采用这种多面琢磨钻石的钻石首饰。多面琢磨钻石有一个通过将着色剂涂在其尖底处及其周围的亭面棱锥形表面上而形成的着色部分，从而，当用肉眼透过该钻石的冠面观察在钻石内的内反射光时，可根据颜色情况鉴定该钻石的多面琢磨的比例质量。
文档编号A44C17/00GK1118674SQ9510624
公开日1996年3月20日 申请日期1995年6月13日 优先权日1994年9月1日
发明者菊地春雄 申请人:菊地春雄