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1)ダイヤモンドが輝く理由

ダイヤモンドの本来持っている輝きを最高に発揮するのがラウンドブリリアントカットといわれています。
このカットで、ガードルより上のクラウンは光を集める働き、下のパビリオンはクラウンから入った光をビリヤードの球のように、2回内部で反射させて、再びクラウンの方に戻してやる反射鏡の役割をしています。このとき、クラウンから入った光が内部で反射されて100%返ってくれば、輝きは最高になるはずです。これが可能になるためには、石の屈折率が高いことと、適切な角度でパビリオンがカットされていることが必要です。

ダイヤモンドの屈折率は、他の宝石と比べてずっと高く、2.42もあります。
ダイヤモンドに入った光は、屈折率に応じた比率で屈折して進み、パビリオン部のファセットにあたります。ここで、反射され、別のファセットにあたり、再び反射してクラウン部からでてゆきます。 パビリオン部で反射するとき、その角度によっては一部の光がパビリオンから外に逃げてしまいます。しかし角度によっては光が100%反射します。
これを全反射といい、その起こる角度(入ってきた光に対する反射鏡の役割をするパビリオンファセットの角度)を臨界角といいます。この角度は、石の屈折率できまる角度です。
ブリリアントカットでは、パビリオンの角度を全反射が起こる角度にしてありますから、入った光のほとんど全てが反射して戻りクラウンから出ます。つまりパビリオンの角度を正しくカットしてあれば輝きが最高度に発揮されるわけです。

屈折率の低い宝石では、パビリオンから光がもれて輝きが劣ります。
同じ質のダイヤモンドでも、もしカットの角度を変えて、パビリオンを浅くカットしたり、深くしすぎるとそれだけ光が漏れてしまい輝きが損なわれることになります。
ダイヤモンドの輝きを出す上でカットがどれほど大切かがおわかりいただけたと思います。




2)硬さへの挑戦

ダイヤモンドの美しさは、カットしてはじめてあらわれます。原石のままではガラス玉とあまり変わりありません。
地球上で一番硬いダイヤモンドをカットできるのはダイヤモンドの粉だけで、ダイヤモンドの硬さは結晶の中の方向によって違うので、切ったり、磨いたりできるわけです。
人類は長い歴史のなかで、ダイヤモンドの結晶の中でどの方向が硬く、どの方向が軟らかいかを探してきたと先にも述べました。ここではその性質をもう少し突っ込んで、結晶構造の方から見てみましょう。

ダイヤモンドの結晶の中では、炭素の原子が規則正しく並んでいます。
これは、原子でつくる面が一定の周期で並び、その周期は方向によって違うということに相当します。



ダイヤモンドにあらわれる代表的な結晶面である八面体面、斜方十二面体面、六面体面の3つの結晶面の中での炭素原子の並び方を図7の上段に示しました。
この図を見ると、炭素原子は八面体面内で一番密に、六面体面内で一番粗に、十二面体面内でその中間的な状態でつまっていることがわかります。
密な面の方が粗な面より硬いのは当然です。つまり六面体面が一番軟らかく、八面体面が一番硬いのです。
同じ論理をそれぞれの結晶面での違う方向に対しても適用できます。
図7の下段に3種類の結晶面内での硬い方向(点線)と軟らかい方向(実線)を示しました。
興味をひかれるのは、六面体面と十二面体面の中では実線で示した軟らかい方向の両端に矢印がついています。どちらの方向に研磨しても、同じ労力で研磨ができるということを示しています。
ところが八面体面内では矢印は一方向にしかついていません。
矢印の方向では研磨できるが、それのついていない方向では研磨がずっと難しいということを図は示しています。

こうみてくると、地球上で一番硬いダイヤモンドも、方向によって硬さが違うから、研磨できるのだということがよく分かります。経験でこのことを知っている研磨工は、ダイヤモンドを効率よく研磨できるわけです。
図8に原石からのカットの仕方を図7と関連して示しました。






3)親油性

ダイヤモンドは不思議なことに、水をはじき油になじむ性質があります。
これはダイヤモンドの結晶の中で、炭素原子が共有結合という一番強い結合で結びついているからです。
ダイヤモンドと一緒にでてくるパイロープガーネットやかんらん石のような他の鉱物は水に濡れる性質をもっています。そこでこれら鉱物が混じり合ったものを、水と一緒にグリースをぬったベルトの上で流してやると、ダイヤモンドだけがグリースに付着し、他の鉱物は流れてしまいます。 ダイヤモンドの付いたグリースをかき集めて温めると、ダイヤモンド
だけが回収できます。
近代的なダイヤモンド鉱山ではこうした方法でダイヤモンドを選鉱しているわけです。

同じことがダイヤモンドの手入れでも言えます。
ダイヤモンドは油膜の汚れがつきやすいので、使っている間に輝きを失いやすいし、あるいは指で直接石に触れる度にダイヤモンドを汚すことになります。
常に輝いた状態にしておくための気配りが大切です。


4)金属より良い熱伝導性

この他にもダイヤモンドは他の物質にみられない特別な物理的性質をもっています。
金属はいろいろな物質の中で熱を伝えやすい性質をもっていることが特徴です。
その中でも銀は熱を最も伝えやすい金属です。ダイヤモンドの熱の伝えやすさは銀の5倍と高いのです。
熱を加えて膨張する割合も、物質中ダイヤモンドが最も小さいのです。
これらの特性はダイヤモンドを工業用に使ったとき、大変大きな武器になるだけでなく、ダイヤモンドと類似石との鑑別でも役にたつ性質です。
最近では、みかけがダイヤモンドによく似た人造石がいろいろ出来ています。
その中で、みかけがダイヤモンドと最もよく似ているキュービックジルコニアやYAG、GGGなどはみな、ダイヤモンドに比べると熱の伝導性悪いのです。
そこでその値を測定して簡単に鑑別する器具が出ています。
もっと簡単には2つ並べて息を吹きかけ、石の曇りが消えるのが早い方をダイヤモンドとする鑑別法もあります。

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