Кіріспе

Жемшіннің, кристаллдың және т.б. жалпақ беті. Фасеттер (/'fæsɪt/) – геометриялық пішіндердегі жазық беттер. Табиғатта кездесетін фасеттердің ұйымдастырылуы кристаллографияның алғашқы дамуына ықпал етті, себебі олар кристалл құрылымының ішкі симметриясын көрсетеді. Қымбат тастар көбінесе жарықтың шағылысуын күшейтіп, көрінісін жақсарту үшін фасеттермен кесіледі.

Беттер орналасуы

Қолданылған жүздеген фасеталардың ішінде ең танымал – алмаз бен көптеген түсті асыл тастар үшін қолданылатын дөңгелек бриллиант кесу. Бұл қазіргі заманғы бриллиант кесуінің алғашқы нұсқасын XVII ғасырдың соңында итальяндық Перуцци ойлап тапқан деседі. Кейін 1919 жылы Марсель Толковский "идеалды" кесу алмасының алғашқы бұрыштарын есептеп шығарды. Содан бері шағын өзгерістер енгізілді, бірақ "идеалды" кесу алмаздарының бұрыштары әлі де Толковский формуласына ұқсас. "Идеалды" бұрыштар пайда болғанға дейін кесілген дөңгелек бриллианттар көбінесе "Ерте дөңгелек бриллиант кесу" немесе "Еуропалық ескі бриллиант кесу" деп аталады және қазіргі стандарттар бойынша нашар кесу деп саналады, бірақ коллекционерлердің арасында оларға әлі де қызығушылық бар. Басқа тарихи алмаз кесулерге "Ескі шахта кесу" жатады, ол дөңгелек бриллианттың ерте нұсқаларына ұқсас, бірақ тікбұрышты контуры бар, сондай-ақ "Роза кесу" – бұл жалпақ, жылтыратылған түбінен және тәжіндегі әртүрлі бұрышты жақтарынан тұратын қарапайым кесу, нәтижесінде жақты күмбез пайда болады. Кейде тастың түбінде чиптің алдын алу үшін "кулет" деп аталатын 58-ші жақ кесіледі. Ерте бриллиант кесулерде көбінесе өте үлкен кулеттер болады, ал қазіргі бриллиант кесу алмаздарында кулет жағы болмайды немесе өте кішкентай болады.

Кесу қырлары

Көмескі тасты кесу – фасеттеу машинасымен орындалатын аса дәлдеуді талап ететін процедура. Фасеттеудің идеалдық нәтижесі – жарқырау деп аталатын жарықтың ішкі шағылысуының әдемі тепе-теңдігін, көбінесе "жандыру" деп аталатын күшті және түрлі-түсті шашырауын, сондай-ақ сцинтилляция деп аталатын шағылысқан жарықтың жарқын түсті жылтылдауларын көрсететін асыл тас. Әдетте, мөлдір немесе жартылай мөлдір тастар фасеттеледі, бірақ кейде опақты материалдар да фасеттелуі мүмкін, себебі тастың жылтыры әдемі шағылыстар тудырады. Плеонаст (қара шпинель) және қара алмаз – опақты фасеттелген асыл тастардың мысалдары.

Бет бұрыштары

Әрбір жақ үшін қолданылатын бұрыштар асыл тастың нәтижесіне шешуші рөл атқарады. Белгілі бір асыл тастың кесуінің жалпы пішіні кез келген асыл тас материалында бірдей көрінуі мүмкін, бірақ оптикалық қасиеттерін барынша арттыру үшін әр жақтың бұрыштарын мұқият реттеу қажет. Қолданылатын бұрыштар асыл тас материалының сыну көрсеткішіне байланысты өзгереді. Жарық асыл тас арқылы өтіп, жылтыратылған жағына тигенде, жарықты асыл тасқа кері шағылыстыруға болатын ең төменгі бұрыш – сын бұрышы деп аталады. Егер жарық сәулесі осы бұрыштан кіші бетке тисе, ол жарқырау ретінде кері шағылыспай, асыл тастан шығып кетеді. Бұл жоғалған жарық сәулелері кейде «жарық шығыны» деп аталады, ал оның салдарынан пайда болатын құбылыс «терезелену» деп аталады, себебі бұл аймақ мөлдір және жарқырамай көрінеді. Бұл әсіресе нашар кесілген коммерциялық асыл тастарда жиі кездеседі. Жоғары сыну көрсеткішіне ие асыл тастар көбінесе бағалырақ болады, өйткені сыну көрсеткіші жоғарылаған сайын сын бұрышы төмендейді, жарықтың шығу ықтималдығы азайып, ішкі шағылысулардың көбеюіне жағдай жасайды.

Фасеттеу машинасы

Бұл машина кесу немесе жылтырату мақсатында дәл жазық дискіні ("жапырақ") ұстауға арналған мотормен жұмыс істейтін пластинаны пайдаланады. Металлға немесе шайырға біріктірілген алмаз абразивтері әдетте кесу үшін қолданылады, ал жылтырату үшін өте ұсақ алмаз ұнтағы немесе оксид негізіндегі жылтырату құралдарымен бірге түрлі материалдар қолданылады. Кесу кезінде әдетте су, ал жылтырату процесінде май немесе су қолданылады. Машина бұрыш көрсеткішінен, биіктік реттегіштен тұратын және әдетте айналу бұрышын орнату үшін белгілі бір тіс саны бар тісті шекара ("индекстік тісті шекара" деп аталады) қолданылатын "мачта" деп аталатын жүйені пайдаланады. Айналу бұрыштары тісті шекарадағы тіс санына пропорционалды түрде бөлінеді, бірақ көптеген машиналар айналу бұрышын одан да ұсақ интервалдармен реттеуге мүмкіндік беретін қосымша құралдарды қамтиды, олар көбінесе "реттегіш" деп аталады. Тас ("доп" немесе "доп таяғы" деп аталатын) әдетте металлдан жасалған таяққа бекітіліп, "күлте" деп аталатын мачта бөлігімен ұсталады.

Қазіргі заманғы фасеттеу процесі

Жарып алынған тас, кезең-кезеңімен ұсақтап келетін қышпен жылтырату дискілерінде нақты бұрыштармен және индекс бойынша өңделеді, содан кейін әр қыртысын жылтырату үшін процесс соңғы рет қайталанады. Кесу және жылтырату процесінде бұрыштардың дәл қайталануына бұрыштарды көрсету және индекстік механизм көмектеседі. Жылтыратудың физикалық процесі пікірталас тудырады. Көпке тараған теория бойынша, жылтырату қоспасының ұсақ абразивті бөлшектері жарық толқындарының ұзындығынан кіші сызаттарды жасайды, осылайша оларды көзге көрінбейді етеді. Қымбат тастардың екі жағы (беті мен павильоны) болғандықтан, әр жағын кесу және жылтырату үшін тасты аударып қоюға арналған "көшіру жиырмасы" деп аталатын құрылғы қолданылады.

Басқа әдістер

Қию минералдың кристалдық құрылымындағы химиялық байланыстардың жазықтық әлсіздігіне байланысты жүзеге асырылады. Егер дұрыс бұрышта күш түсірілсе, тас таза бөлінеді. Кейде өңделмеген асыл тастарды кішірек бөліктерге бөлу үшін қолданылса да, оның көмегімен қырларды жасау мүмкін емес. Алмазды қию бұрын кең таралған, бірақ тасқа зақым келтіру қаупі жоғары болғандықтан, көбінесе қанағаттандырмайтын алмаз сынықтарына әкеліп соқты. Алмазды кішірек бөліктерге бөлудің қазіргі таңдаған әдісі – кесу. Ескі және қарапайым жақтау машинасы деп аталатын жақтау машинасы, дәл ұзындықтағы ағаш доп таяқшаларын және мұқият орналастырылған тесіктері бар "бағана" жүйесін пайдаланды. Доп таяқшасының артқы жағын көптеген тесіктердің біріне орналастыру арқылы тасты аяқ жағына дәл бұрышта енгізуге болады. Мұндай машиналарды тиімді пайдалану үшін үлкен шеберлік қажет болды. Фасеттерді кесудің тағы бір әдісі – қисайған, ойыс фасеттер жасау үшін цилиндрлерді қолдану. Бұл техника дәстүрлі фасеттеу процесінің көптеген ерекше және көркемдік нұсқаларын жасауға мүмкіндік береді.

Табиғи қаптауы

Көптеген кристаллдар табиғи түрде қырлы пішінде өседі. Мысалы, ас тұзы текшелер түрінде, ал кварц алтыбұрышты призмалар түрінде қалыптасады. Бұл ерекше пішіндер материалдың кристалдық құрылымы мен беттік энергиясының, сондай-ақ кристаллдың қалыптасқан жағдайларының нәтижесі болып табылады. Кристалл құрылымындағы Брауэстің торы, әдетте атомдар тығыз орналасқан жазықтықтар болып табылатын, "төмен энергиялы жазықтықтардың" мүмкін жиынтығын анықтайды. Мысалы, кубтық кристалда кубтың жақтарында немесе диагональдарында төмен энергиялы жазықтықтар болуы мүмкін. Бұл жазықтықтар төмен энергиялы болып саналады, себебі кристалл осы жазықтықтар бойынша бөлінгенде, салыстырмалы түрде аз байланыстар үзіледі және бұзылмаған кристаллға қарағанда энергияның өсімі аздау болады. Балама ретінде, бұл жазықтықтардың беттік энергиясы төмен. Кристаллдың жалпы термодинамикалық бос энергиясын азайту үшін ең төмен энергияға ие жазықтықтар ең ірі қырларды құрайды. Егер жазықтықтар функциясы ретінде беттік энергия белгілі болса, кристаллдың тепе-теңдік пішінін Вулф құрылысы арқылы анықтауға болады. Өсу жағдайлары, соның ішінде кристалл өсіп жатқан бет (субстрат), кристаллдың күтілетін пішінін өзгерте алады; мысалы, егер кристаллдың негізі субстраттан қысымға ұшыраса, бұл кристаллдың субстрат бойымен сыртқа қарай өсуіне қарағанда биікке өсуіне жағдай жасайды. Беттік энергия, соның ішінде әртүрлі жазықтықтардың салыстырмалы энергиясы, температура, қоршаған ортаның құрамы (мысалы, ылғалдылық) және қысым сияқты көптеген факторларға байланысты.