Когда камень распилен, как требуется, он прочно укрепляется в зажиме подходящей формы при помощи цемента, который выбирают в соответствии с твердостью камня. Камень устанавливают в зажиме таким образом, чтобы поверхность, выбранная для нанесения таблички, располагалась снаружи под прямым углом к оси зажима. Промежуточных операций, соответствующих, например, шлифовке при обработке алмазов, здесь не бывает, и все грани на верху камня закладывают и полируют, не убирая его из цемента; так же обрабатывается нижняя часть.
Так как для шлифовки или полировки требуется сравнительно немного времени, камень обычно прижимают к обрабатывающему кругу рукой. При этом наклон зажима регулируется следующим образом: его верхний заостренный конец вставляется в одно из углублений, просверленных в вертикальном шпинделе, удобно расположенном недалеко от круга; выбирается углубление, соответствующее требуемому наклону (фото 10). Мастер намечает положение грани только на глаз, тем не менее опытный гранильщик может нанести грань, очень точно соответствующую по положению теоретической. В настоящее время задача эта упростилась, так как появились приспособления, помогающие быстро и точно ианести грани вчерне и отполировать их (фото 11). Камень укреп.
ляют с тупого конца d зажима Ъ, а острый конец помещают в соответствующую ямку в куске дерева а, с помощью которого осуществляется регулировка зажима в нужном положении. Стороны восьмигранного подшипника с последовательно прижимают к рычагу е и таким образом наносят одинаковые грани. Механическую обработку применяют не слишком часто, в основном для недорогих камней, поскольку большая точность ведет к значительным отходам материала. Не надо забывать, что камни продают на вес; чтобы камень выглядел удовлетворительно, не обязательно добиваться абсолютной симметрии его формы.
Для шлифовки твердых камней обычно используют карборунд а также алмазный порошок; для мягких камней предпочитают наждак
. Для уничтожения царапин, оставленных абразивными материалами, и для доводки граней используются материалы, обладающие меньшей твердостью, такие, например, как водные суспензии трепела или гнилой камень, замазка (окись олова), пемза или гематит; смазочным материалом служит вода.
Шлифовальные круги делают из меди, бронзы или свинца; для полировки применяют круги из сплава олова со свинцом или деревянные, причем последние иногда обтягивают тканью или кожей. Диаметр круга равен обычно 18—24 см, а толщина 19 мм. Скорость около 1000 об/мин, но может меняться в зависимости от твердости камня по общему правилу: чем больше твердость, тем выше скорость.
Если бы можно было дать такое большое увеличение, чтобы увидеть слои атомов, образующих грубо отполированную поверхность, то мы могли бы обнаружить, что они находятся на разных очень далеких уровнях. Процесс полировки направлен на то, чтобы убрать выступающие слои; хорошая полировка достигается в том случае, когда разница в уровнях будет сравнима с размерами атомов, а отражение от грани будет весьма совершенным. Вопрос о природе полированной поверхности стал предметом широкого изучения, но здесь еще далеко не все ясно. Первоначально считалось, что полировка равносильна более тонкой шлифовке и что при этом шероховатость необработанной поверхности уменьшается путем постепенного применения более тонких абразивов. В 1921 г. сэр Г. Т. Бейлби предположил, что при полировке на поверхность налипает тонкий слой аморфного материала (впоследствии его стали называть слоем Бейлби). В ходе изучения явления трения Боуден и его коллеги показали, что при трении двух твердых веществ локально развиваются высокие температуры, и предполо-.
жили, что в действительности при образовании поверхностного слоя может происходить плавление материала. Этот слой может становиться аморфным при быстром остывании; возможна также перекристаллизация. Согласно природе полированного слоя, минералы можно разделить на четыре группы:.
а.
Алмаз (и графит), в котором точка плавления, по-видимому, слишком высока для образования слоя Бейлби. В данном случае процесс полировки сводится просто к очень тонкой шлифовке; первоначальные представления о том, как происходит та или иная полировка, принадлежат Ньютону.
б.
Минералы, подобные кварцу и корунду, в которых слой Бейлби является аморфным (подобным жидкости) в момент образования; однако затем происходит быстрая перекристаллизация, ориентированная почти так же, как в субстрате.
в.
Минералы, подобные кальциту и кианиту, в которых слой Бейлби кристаллизуется только на поверхностях, соответствующих главным кристаллографическим плоскостям, например на плоскостях спайности и всевозможных гранях кристалла, или на других поверхностях только спустя какое-то время после нагрева.
г.
Минералы, такие, как циркон и шпинель *, в которых слой Бейлби остается аморфным на всех плоскостях. Большое значение поверхностного течения подтверждается наличием взаимосвязи между точкой плавления абразива и эффективностью его действия в процессе полировки: карбид циркона, плавящийся при температуре 3532°С, полирует алмаз наиболее эффективно
. Слой Бейлби, если он имеется, должен быть чрезвычайно тонким, тоньше длины волны света, вероятно не больше 40 А, поскольку в противном случае по показаниям рефрактометра получались бы более низкие показатели преломления, чем они должны быть у данного минерала; известно, что стекловидное вещество имеет более низкий показатель преломления по сравнению с кристаллом такого же химического состава. Однако недавно проведенные исследования заронили некоторые сомнения по поводу существования подобного слоя, во всяком случае в металлах. Электронный микроскоп позволяет обнаружить бесчисленное множество мелких трещин на поверхностях, которые кажутся идеально отполирован-.
пыми; во время полировки происходит беспрестанная потеря материала, а поверхностные слои, хотя и деформированные, являются кристаллическими.
Существуют любопытные различия в способах расчета стоимости алмазов и прочих драгоценных камней. Для алмазов стой-» мость устанавливается по граненому камню; в то же время стоимость огранки алмаза, зависит от веса сырья. Причина подобного различия ясна: по точным пропорциям алмазов можно установить потерю веса; для остальных драгоценных камней форма не очень важна.
Когда обработка закончена, камень поступает к ювелиру на предприятие по изготовлению украшений. Мастер вставляет камень в кольцо, брошь или другое ювелирное изделие, для которого он подходит наилучшим образом. Камень оправляют в платину или другой металл из группы платины, а также в золото; серебро идет для более дешевых ювелирных изделий. Камень либо оправляют в металл, либо он удерживается зубцами. Первый способ более безопасен, однако второй способ элегантнее, а главное, имеет то преимущество, что в этом случае легко проверить подлинность камня. Камень, оправленный в металл, вполне может оказаться дублетом; кроме того, блеск ему может придавать кусочен фольги, подсунутый в оправу. Если камень закреплен зубцами, очень важно проверять их время от времени, особенно если они золотые, так как зубцы (и особенно в кольцах) изнашиваются. Иначе в один прекрасный день владелец вещи вдруг с горьким разочарованием обнаружит, что камень выпал из оправы и утерян.
До начала нашего века ювелиров справедливо могли критиковать за не слишком разнообразную продукцию, за то, что мало предпринималось попыток сохранить эффектные сочетания цвета и блеска используемых камней, а также за то, что тяжелые золотые оправы часто выглядели слишком навязчиво. Времена изменились, а вместе с ними изменились и вкусы, а также умение и мастерство. Ныне ювелирные изделия высшего класса отличаются элегантностью обработки и красотой линий.
в.