Facette - Facet
Facetten ( / f æ s ɪ t / ) flache Flächen an geometrischen Formen. Die Organisation natürlich vorkommender Facetten war der Schlüssel zu frühen Entwicklungen in der Kristallographie , da sie die zugrunde liegende Symmetrie der Kristallstruktur widerspiegeln . In Edelsteine sind häufig Facetten eingeschnitten, um ihr Aussehen zu verbessern, indem sie Licht reflektieren.
Facettenarrangements
Von den Hunderten von Facettenarrangements, die verwendet wurden, ist wahrscheinlich der runde Brillantschliff am bekanntesten , der für Diamanten und viele farbige Edelsteine verwendet wird. Diese erste frühe Version des heutigen Brilliant Cut soll irgendwann im späten 17. Jahrhundert von einem Italiener namens Peruzzi erfunden worden sein. Später wurden die ersten Winkel für einen "idealen" Diamanten im Jahr 1919 von Marcel Tolkowsky berechnet. Seitdem wurden leichte Änderungen vorgenommen, aber die Winkel für "ideal" geschliffene Diamanten ähneln immer noch der Formel von Tolkowsky. Runde Brillanten, die vor dem Aufkommen "idealer" Winkel geschliffen wurden, werden oft als "früher runder Brillantschliff" oder "alteuropäischer Brillantschliff" bezeichnet und gelten nach heutigen Maßstäben als schlecht geschliffen, obwohl sie immer noch von Sammlern interessiert sind. Andere historische Diamantschliffe sind der "Old Mine Cut", der frühen Versionen des runden Brillanten ähnelt, jedoch einen rechteckigen Umriss hat, und der " Rose Cut ", der ein einfacher Schliff ist, der aus einer flachen, polierten Rückseite und unterschiedlichen Zahlen besteht der abgewinkelten Facetten auf der Krone, wodurch eine facettierte Kuppel entsteht. Manchmal wird eine 58. Facette, die als Culet bezeichnet wird, auf die Unterseite des Steins geschnitten, um ein Absplittern der Pavillonspitze zu verhindern. Frühere Brillantschliffe haben oft sehr große Culets, während modernen Diamanten im Brillantschliff im Allgemeinen die Culettfacette fehlt oder sie in winziger Größe vorhanden sein kann.
Facetten schneiden
Die Kunst des Edelsteinschleifens ist ein anspruchsvoller Vorgang, der auf einer Facettiermaschine durchgeführt wird . Das ideale Produkt des Facettenschliffs ist ein Edelstein, der ein angenehmes Gleichgewicht aus internen Lichtreflexionen, bekannt als Brillanz , starker und farbenfroher Dispersion, die allgemein als "Feuer" bezeichnet wird, und bunten Blitzen reflektierten Lichts, bekannt als Szintillation, aufweist . Typischerweise sind transparente bis durchscheinende Steine facettiert, obwohl opake Materialien gelegentlich facettiert werden können, da der Glanz des Edelsteins ansprechende Reflexionen erzeugt. Pleonaste (schwarzer Spinell ) und schwarzer Diamant sind Beispiele für opake facettierte Edelsteine.
Facettenwinkel
Die für jede Facette verwendeten Winkel spielen eine entscheidende Rolle für das Endergebnis eines Edelsteins. Während die allgemeine Facettenanordnung eines bestimmten Edelsteinschliffs in jedem gegebenen Edelsteinmaterial gleich erscheinen kann, müssen die Winkel jeder Facette sorgfältig eingestellt werden, um die optische Leistung zu maximieren. Die verwendeten Winkel variieren basierend auf dem Brechungsindex des Edelsteinmaterials. Wenn Licht durch einen Edelstein fällt und auf eine polierte Facette trifft, wird der minimale Winkel, der für die Facette möglich ist, das Licht zurück in den Edelstein zu reflektieren, als kritischer Winkel bezeichnet . Wenn der Lichtstrahl auf eine Oberfläche trifft, die unter diesem Winkel liegt, verlässt er das Edelsteinmaterial, anstatt als Brillanz durch den Edelstein zu reflektieren. Diese verlorenen Lichtstrahlen werden manchmal als "Lichtverlust" bezeichnet, und der dadurch verursachte Effekt wird "Fensterung" genannt, da der Bereich transparent und ohne Brillanz erscheint. Dies ist besonders bei schlecht geschliffenen kommerziellen Edelsteinen üblich. Edelsteine mit höheren Brechungsindizes sind im Allgemeinen wünschenswertere Edelsteine, der kritische Winkel nimmt mit zunehmenden Brechungsindizes ab, was größere interne Reflexionen ermöglicht, da das Licht weniger wahrscheinlich entweicht.
Die Facettiermaschine
Diese Maschine verwendet eine motorbetriebene Platte, um eine präzise flache Scheibe (bekannt als " Lap ") zum Schneiden oder Polieren zu halten. An Metall oder Harz gebundene Diamantschleifmittel werden typischerweise zum Schleifen von Läppchen verwendet, und eine Vielzahl von Materialien wird zum Polieren von Läppchen in Verbindung mit entweder sehr feinem Diamantpulver oder Poliermitteln auf Oxidbasis verwendet. Zum Schneiden wird typischerweise Wasser verwendet, während zum Polieren entweder Öl oder Wasser verwendet wird.
Die Maschine verwendet ein allgemein als "Mast" bezeichnetes System, das aus einer Winkelanzeige, Höheneinstellung und typischerweise einem Zahnrad (sogenanntes "Indexzahnrad") mit einer bestimmten Anzahl von Zähnen zur Einstellung des Drehwinkels besteht. Die Drehwinkel werden gleichmäßig durch die Anzahl der Zähne des Zahnrads geteilt, obwohl viele Maschinen zusätzliche Mittel zum Einstellen des Drehwinkels in feineren Schritten enthalten, die oft als "Betrüger" bezeichnet werden. Der Stein ist mit einem (typischerweise Metall) Stab verbunden, der als "Dop" oder "Dop-Stick" bekannt ist, und wird von einem Teil des Mastes, der als "Feder" bezeichnet wird, an Ort und Stelle gehalten.
Das moderne Facettierungsverfahren
Der dotierte Stein wird in präzisen Winkeln und Indexen auf Schleifen mit zunehmend feinerer Körnung geschliffen, und dann wird der Vorgang ein letztes Mal wiederholt, um jede Facette zu polieren. Die genaue Winkelwiederholung beim Schneid- und Polierprozess wird durch die Winkelanzeige und das Indexzahnrad unterstützt. Der physikalische Prozess des Polierens ist umstritten. Eine allgemein akzeptierte Theorie besagt, dass die feinen Schleifpartikel einer Polierpaste Abrieb erzeugen, der kleiner als die Wellenlänge des Lichts ist, wodurch die winzigen Kratzer unsichtbar werden. Da Edelsteine zwei Seiten haben (die Krone und den Pavillon), wird eine Vorrichtung, die oft als "Transfervorrichtung" bezeichnet wird, verwendet, um den Stein umzudrehen, sodass jede Seite geschnitten und poliert werden kann.
Andere Methoden
Die Spaltung beruht auf planaren Schwächen der chemischen Bindungen in der Kristallstruktur eines Minerals. Bei einem scharfen Schlag im richtigen Winkel kann der Stein sauber auseinanderbrechen. Während das Spalten manchmal verwendet wird, um ungeschliffene Edelsteine in kleinere Stücke zu zerteilen, wird es nie verwendet, um Facetten herzustellen. Das Spalten von Diamanten war früher üblich, aber da das Risiko, einen Stein zu beschädigen, zu hoch ist, entstanden oft unerwünschte Diamantstücke. Die bevorzugte Methode zum Zerteilen von Diamanten in kleinere Stücke ist heute das Sägen .
Ein älterer und primitiverer Stil von Facettiermaschinen, die als Jamb-Peg- Maschine bezeichnet werden, verwendete hölzerne Dop-Sticks von präziser Länge und ein "Mast" -System, das aus einer Platte mit sorgfältig platzierten Löchern bestand. Durch das Einsetzen des hinteren Endes des Dops in eines der vielen Löcher konnte der Stein in genauen Winkeln in den Schoß eingeführt werden. Diese Maschinen erforderten beträchtliches Geschick, um effektiv zu arbeiten.
Ein weiteres Verfahren zum Facettenschneiden beinhaltet die Verwendung von Zylindern, um gekrümmte, konkave Facetten zu erzeugen. Diese Technik kann viele ungewöhnliche und künstlerische Variationen des traditionellen Facettierungsprozesses erzeugen.
Natürliche Facettierung
Viele Kristalle wachsen von Natur aus in facettierten Formen. Kochsalz zum Beispiel bildet Würfel und Quarz sechseckige Prismen. Diese charakteristischen Formen sind eine Folge der Kristallstruktur des Materials und der Oberflächenenergie sowie der allgemeinen Bedingungen, unter denen sich der Kristall bildete.
Das Bravais-Gitter der Kristallstruktur definiert eine Reihe möglicher "Niedrigenergieebenen", die normalerweise Ebenen sind, auf denen die Atome dicht gepackt sind. Ein kubischer Kristall kann beispielsweise auf den Flächen des Würfels oder auf den Diagonalen niederenergetische Ebenen aufweisen. Die Ebenen sind in dem Sinne niederenergetisch, dass, wenn der Kristall entlang dieser Ebenen gespalten wird, relativ wenige gebrochene Bindungen und ein relativ geringer Energieanstieg gegenüber dem ungebrochenen Kristall auftreten. Entsprechend haben diese Ebenen eine niedrige Oberflächenenergie . Die Ebenen mit der niedrigsten Energie bilden die größten Facetten, um die gesamte thermodynamische freie Energie des Kristalls zu minimieren . Wenn die Oberflächenenergie als Funktion der Ebenen bekannt ist, kann die Gleichgewichtsform des Kristalls über die Wulff-Konstruktion gefunden werden .
Wachstumsbedingungen , einschließlich der Oberfläche, auf der der Kristall wächst (das Substrat), können die erwartete Form des Kristalls ändern; Wenn beispielsweise die Basis des Kristalls durch das Substrat belastet wird, kann dies das Hochwachsen des Kristalls begünstigen, anstatt entlang des Substrats nach außen zu wachsen. Die Oberflächenenergie, einschließlich der relativen Energien der verschiedenen Ebenen, hängt von vielen Faktoren ab, darunter der Temperatur, der Zusammensetzung der Umgebung (zB Feuchtigkeit) und dem Druck.
Siehe auch
Verweise
Externe Links
- Edelstein-Facettierungsprozess – Schritt für Schritt Bilder vom Rohstein zum facettierten Edelstein.