机械表的机芯为什么要用红宝石？

红宝石虽然很漂亮，但是钟表师们最初采用它作为机芯轴承，完全是出于技术原因。

比较早的时候，机械机芯擒纵轮的旋轴、摆轮轴杆、擒纵叉以及行轮系的轮子都被旋入在黄铜夹板的孔洞中，这些孔带有小油槽，油会流入孔中来润滑枢轴。不过，这样做其实也有很明显的不足，比如时间久了，空气中的灰尘就很容易对黄铜和机芯的钢材质部件造成腐蚀。为了解决这个问题，钟表师们就找到了一种比黄铜更坚硬还更耐腐蚀的材质，也就是红宝石（论硬度红宝石仅次于钻石）。

不过，今天我们看到的机芯上的红宝石基本都是人造的，其主要成分实氧化铝（Al2O3），红颜色来自铬（Cr），和天然红宝石比起来，人造红宝石除了价格便宜，另外还有质地均匀、性质稳定、容易加工、色彩多样等优点。

在钟表最初被发明的一段时间里，手表的机芯上是没有红宝石的，当然也没有其他任何宝石。在当时钟表里面的擒纵轮轴、发条轴和齿轮轴都是直接安放在机芯夹板的孔洞里面的。

但是由于擒纵轮轴.齿轮轴.发条轴都是直接安放在机芯夹板的孔洞之中，所以两者的摩擦非常大，在长期的使用过程中，会增加动力消耗和磨损轮轴，这样会对钟表的走时精度产生巨大的影响。

所以，到了1704年，三维钟表大师首创了宝石轴承，们将宝石钻孔，然后将齿轮轴安放在孔洞之中，在一定程度上减小了机芯中齿轮与夹板之间的摩擦力。当时使用的宝石并不局限于红宝石，而是有钻石.蓝宝石.石榴石..........之所以选用宝石，就是为了机械性能。

但是，新的问题又出现了，就是天然的宝石价格太贵了，并且大小不容易调整。如果单纯使用天然宝石的话，成本无疑会大大的增加。

后来，人们通过不断的技术研发，采用了已经流传到现在的人造红宝石。直至今天，机械手表的机芯上面的宝石，百分之九十九点就都是人造戴的红宝石。

资深腕表爱好者，玩表自媒体人，我就是邹三山，致力于为你提供有态度，有深度，有温度的腕表服务帮助。更多手表知识请搜索《邹三山的玩表秘术》这本电子书。 在机械表中红宝石被用于各种夹板轴孔、避震器以及擒纵叉瓦等关键部件，在国际上称之为JEWEL，国内称之为钻。熟悉机械表机芯结构的朋友应该很清楚，宝石轴承在一枚腕表中属于其它部件范畴。它的用途是减少枢轴杆摩擦，维持各部件之间的运转。 我们所说的红宝石主要成分是三氧化二铝，具有质地坚硬均匀，易加工色彩多等特性。作为手表机芯的轴承可以大大的降低各机件之间运转的摩擦力和损伤，并且红宝石轴承可以单独进行更换和维修，大大降低手表调试和维修的成本效率。

渗了1一3%氧化铬的三氧化二铝单晶即红宝石硬度仅次于钻石，莫氏硬度为9.75，在2000多度单晶炉中用籽晶做种子焰熔工艺做向上提拉法制成。然后用X光洐射测是否双晶，晶格错位，物理检查不均匀度，条纹度，气泡。硬度高，耐磨，用于制作钟表齿轮轴承是极佳的材料。渗钛为蓝宝石，不渗其他的是白宝石。

一般来说，手表上的钻可以分为两种：

一种是“装饰钻”，常常出现在表盘、表圈、表耳等显眼位置上，主要起到装饰作用，所以取材大多为天然珍贵宝石，也就是大众眼中的“真钻石”。

而另一种被称为“功能钻”的，实际是工业合成宝石，以人工红宝石为主。现在大家买表时所说的手表钻数，指的就是机芯内的人工红宝石数量。

手表构造复杂，特别是机芯部分需要依靠大量零件来驱动走时，这些都需要通过轴承来连接。

以前的轴承都是由金属制成。但随着使用时间的增加，金属轴承间的摩擦不仅会对零件造成磨损，所产生的金属屑还会影响润滑油的性能，导致手表走时不准。

直到18世纪有工匠发现，使用硬度高、耐磨损的宝石作为轴承，手表的走时精度和机芯使用寿命都能得到显著提升。自此以后宝石便开始应用在机芯零部件上。

起初使用的宝石并不局限于大家现在所熟知的红宝石，还包括了钻石、蓝宝石、石榴石等各类宝石。

相较之下，红宝石更易于获取，硬度仅次于钻石，可以承受住机械转动时带来的巨大摩擦损伤，更适合作为机芯轴承的材质。

但天然红宝石可能存在瑕疵，磨损问题无法避免。在轴眼制造过程中，90%的天然红宝石都会因为瑕疵或加工问题而报废。

再加上形状大小不一，难以统一标准，天然红宝石逐渐被具有相似特性的人造红宝石所替代。

质地坚硬，不含任何杂质，人造红宝石比普通的天然红宝石还要更加耐磨，且具有更高的性价比，直到现在也依然是机芯结构的关键要素。

但这里要注意不要陷入一个误区：以手表钻数的多少来衡量机芯的好坏。因为机芯上的红宝石数量多少，并不一定能代表机芯的好坏。

一般的机芯钻数介于17到25颗之间，每颗宝石都有其对应的位置和用处。

作为轴眼用的俗称“钻眼”，作用是使轮轴和钻眼相连接。 用作盖板的俗称“托钻”，它好比是机械中的轴承，可限制轴榫的上下晃动。另外还有做摆钉的圆形钻石，以及做卡子瓦或骑马脚的长方柱形钻石。

总的来说，手表钻数的多少主要取决于机芯的功能设计。钻数越多，意味着手表涉及到的齿轮部件越多，机芯功能也越复杂。

所以我们只能说钻数是衡量机芯好坏的参数之一，但如果想要判定一枚机芯的质量，那还得结合多个方面因素考虑。

耐磨 寿命长

最初制表师用黄铜制作机芯轴承，再加入润滑油，但是黄铜硬度小，时间久了还是容易被摩擦，手表维修更换的费用高。直到1700年，红宝石被发现，比黄铜坚硬数十倍，红宝石硬度高、摩擦系数小、色泽鲜艳，大大降低了机芯轴承的摩擦损伤。

所以，红宝石被广泛应用到机芯中，不仅起到了保护作用而且起到了装饰美观。还有，用红宝石作为轴承，工匠就可以单独维修更换，降低了维修成本和时间。摩擦减少，手表的动力储存也就上来了。

制表师深知天然红宝石的好处，大量运用到腕表机芯中，需求这么大，但是自然界中的红宝石是稀缺的。幸好1891年，法国化学家Pierre Victor Louis de Verneuil发明了利用火焰熔融制作红宝石，这种合成红宝石拥有和天然刚玉同样的性质，主要成分也是三氧化二铝。这种方法也被称为“维尔纳叶法”。

人造红宝石比天然红宝石更纯净，没有杂质，质地更坚硬均匀，钻孔更方便，还可以自由调配“红色”（在合成时加入微量的Cr, 则呈现红色。如果加入微量的Ti， 则为合成蓝宝石）。人工合成红宝石的出现，使红宝石大规模作为机芯轴承成为可能，大大降低了制作成本，熔焰法合成的红蓝宝石，每公斤的价格不到2000块。如今，还出现了蓝宝石水晶玻璃作为表镜，不易刮花。

1940年起，人造红宝石基本普及了整个制表行业。至今，人们主要还是用“维尔纳叶法”生产红宝石。如今，我们看到的机芯红宝石基本都是人工合成的，而非天然红宝石。

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作为轴承，耐磨。

红宝石耐磨啊