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       一只机械表,其机芯的运作必须依靠齿轮间不停传递动力而进行。起初,表内部件的旋转轴都被旋入黄铜夹板的孔洞中,这样的装置令机芯不断磨损,影响精准度。以红宝石为代表的宝石轴承被发现并广泛应用后,机芯得到了更好的保护并得以延长寿命。所以,选用宝石制作轴承并非炫富,而是从实用角度出发的。

       此前机芯易磨损

       在红宝石被发现并应用在机械钟表内以提高各运行组件抗磨损的性能之前,机芯擒纵机构、摆陀以及行轮系中各齿轮的旋转轴,都是直接与黄铜材质的主夹板或夹板相连接的。机芯在运行过程中,因为速度很高且摩擦系数很大,各个转轴带给夹板的压力非常大,很容易造成磨损。同时,在没有任何保护措施的情况下,空气中的灰尘很容易入侵到机芯内部。灰尘中夹杂的微小石英颗粒,会对齿轮轴与传动系统造成严重的磨损,严重的甚至会影响到机芯的寿命。

       在后来的研究中,制造工匠们也尝试过用一些附加部件来保护机芯。比如在轴承与夹板之间加入一个可以替换的套管,这样就能在一定程度上降低磨损。但新的问题很快又出现了:尽管在套管的保护下,机芯部件的损伤开始减小,但采用普通材料制作的套管却磨损得很快,需要时常更换,这样不仅麻烦,而且大大增加了钟表的维护成本。

       人造宝石比天然宝石更耐磨

       这一问题在18世纪初期得到解决。一些数学家和天文学家找到了一种比石英颗粒更加坚硬的材料,用它来制作钟表的轴承,可以降低各部件运转时产生的摩擦和损伤。这种物质便是红宝石,它属于刚玉的一种,硬度比钻石稍逊,足以承受灰尘中的石英颗粒所带来的摩擦。

       不过,天然的红宝石含有很多杂质,而且价格也很昂贵。为了降低成本,制表者只能使用质地较差的红宝石来制作轴眼。

       1885年,3位科学家利用融化的天然红宝石粉末与重铬酸钾合成,制造出“日内瓦红宝石”。1892年,其中1位科学家的助手,法国化学家阿古斯塔·维纳发明了火焰熔融法,使人造红宝石成为可能。又经过了10多年的努力,阿古斯塔·维纳终于在1904年生产出了人造红宝石,并可大批量生产。人造红宝石在外观、成分以及硬度方面都与天然的红宝石相同,甚至由于不含有任何杂质,人造红宝石比普通的天然红宝石还要更加耐磨。从1940年开始,人造红宝石开始在整个制表行业内普及开来。

       除了抗压、耐磨的特性之外,红宝石在机芯中的作用,还表现在装饰等方面。比如制表工匠为了追求机芯华丽的外表,在红宝石的四周装配上“黄金套筒”。

       多少颗宝石够用?

       在日常生活中,不少人认为,机芯中包含的红宝石数量的多寡,是这款手表优劣与否的重要衡量标准,这其实是非常片面的。红宝石并非“多多益善”,也不是越少越好。那么,机芯中到底需要多少颗红宝石呢?一只普通基础机芯中的红宝石数量,有其适应机械原理、视觉效果等各方面指标的“标配”。

       大家一致认可,在近代机芯中,红宝石的最低“标配”是15颗。它们的分布位置是:摆轮上下共2颗红宝石轴眼、2颗红宝石托石和1颗红宝石圆盘钉,擒纵叉上下共2颗红宝石轴眼和2颗红宝石叉瓦,擒纵轮上下共2颗红宝石轴眼,四轮(秒轮)上下共2颗红宝石轴眼,过轮上下共2颗红宝石轴眼。而如今更为常见的是拥有17颗红宝石的机芯,多出来的2颗红宝石分别位于中心轮(二轮)旋轴的上下两端。由于中心轮的旋转速度较慢,齿轮柄轴对夹板的压力和摩擦力相对较小,因此之前很多制表者都将这2颗红宝石省略掉了。

       不难看出,多数机芯的红宝石数量都是单数的,因为擒纵系统中的圆盘钉为单个,而其他的红宝石基本都是成对出现的。不过,在其他一些机芯中,红宝石也会呈现偶数分布。那是因为擒纵轮在机芯装配面上,又增加了一颗红宝石托石的原因。这种方式多见于规格比较高的顶级表系列,还有的品牌直接用钻石代替红宝石。

        当然,15颗红宝石并不是机械钟表机芯红宝石数量的“底限”。在19世纪末期的钟表中,还曾经出现过11颗,甚至是9颗红宝石机芯,它们也在钟表发展史上占有一席之地。