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范主说：干货满满，爱表的范友收藏了吗？
（文|钟表科普微博@芯随表动，授权商务范发布）
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机械表属于精密计时仪器，对于制作材料的要求很高。最基本的要求就是易切削性.尺寸的稳定性.材料的均匀性.不同批次材料的一致性。与此同时，某一些部件还要满足一些特殊的要求。现代手表机芯的构成主要是以下的几类材料。
1.铜类
红铜红铜即纯铜，又名紫铜。
黄铜是由铜和锌所组成的合金，是手表材料里面最普遍也是含量最高的一种金属，绝大部分的手表机芯的基板和夹板都是由黄铜加工。黄铜还能做机芯里面的齿轮。
铅黄铜是在黄铜里面会添加铅， 为了增加黄铜的易切削性。这样的铅黄铜主要是制作手表机芯的基板和夹板。
白铜是以镍为主要添加元素的铜基合金，呈银白色，故名白铜。
锡青铜以锡为主要合金元素的青铜。含锡量一般在3～14%之间，主要用于制作弹性元件和耐磨零件。
下图为欧米茄古董表Cal.601机芯，机芯的基板和夹板由红铜制作，经历了几十年的岁月，表面逐渐氧化。
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这个是同一枚机芯打理后的样子，露出了原来的颜色。
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因为铜合金会氧化，所以现代的绝大部分手表使用铜合金生产基板和夹板后都会进行电镀处理，镀上"镍"或者“铑”。下图就是德国格拉苏蒂表的加工对比照片，左边是铜合金基板，右边是经过打磨修饰电镀后的基板。
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百达翡丽也是采用铜合金夹板再电镀处理的工艺。因为是电镀层，所以一旦有硬物触碰就会导致镀层破损，露出铜色。
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白铜又叫德国银，是一种铜、锌和镍的合金,一般比率为5:2:2。德国银不含银。德国银接触到氧气时会缓慢地发生氧化，合金表面会覆盖一层黄金锈色氧化层，避免进一步氧化。所以德国银表面可以「不经处理」，不像大多数机芯由黄铜制作，后期再打磨电镀。德国银变老以后就是德国金了。下图为使用德国银的朗格手表
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2.钨合金
钨的固态密度19.25克/每立方厘米，添加镍.铁.铜等制成高比重合金，这样的合金密度是铜或钢的两倍以上。生产这样的合金，主要是为了生产自动手表中的自动陀边，因为陀边的密度越大，越能提高上链效率。下图为万国表的自动陀
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3.钢材
钢材的使用在机芯里面也是很大，各种.齿轮.齿轮轴.表把杆.大小钢轮.......
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4.弹性合金
弹性合金一般分为高弹性合金和恒弹性合金，前者要求具有高的弹性极限、低 的滞弹性效应，耐热性好，可在较高的温度下工作；后者要求在一定的温度范围内弹性模量几乎不随温度变化。
高弹性合金是用来制作发条，为机芯的运转储存能量。
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恒弹性合金它和其他金属材料的显著区别就是，它的弹性模量在一定的温度范围内保持恒定或者绝对值接近零。使用恒弹性合金可以大大减少外界温度对于手表走时精度的影响。恒弹性合金按照磁敏感程度又分为弱磁性和无磁性。
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5.贵金属
机芯里面使用的贵金属主要是黄金.铂金.铑。黄金.铂金因为密度大，主要是用来制作自动陀，提高上链效率，也有古董怀表使用黄金制作游丝.齿轮,黄金套筒。而铑则是用来电镀。
江诗丹顿纵横四海的21k金自动陀边
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法兰穆勒的PT950陀边
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6.天然宝石
天然宝石也有在机芯里面使用，但大多数是存在于怀表。究其原因还是在于人工宝石不仅价格便宜，可以批量生产，而且品质优异不存在天然宝石常有的瑕疵。现代手表里面也有高端的机芯会使用少量的天然宝石。
这是我见过最寒碜的朗格机芯，实在是相信不出怎么落得如此模样，表壳遗失，布满污垢。不过即使这样，也掩盖不了它原有的品质！污垢中隐现的K金材质擒纵轮，天然钻石材料的摆轴盖石，手工雕花夹板都能证明它是A. LANGE & SÖHNE 1A。不过这一枚1A机芯有些特殊，没有过搭载鹅颈微调。
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7.人造刚玉
人造刚玉机芯里面的体现也就是红宝石，红宝石在机芯里面的作用就是减少摩擦。1877年法国化学家弗雷米将纯氧化铝粉末、碳酸钾、氟化钡和少量重铬酸钾作原料，在坩埚中经高温熔融8天，获得小颗粒红宝石晶体，这是人造红宝石的开端。
1885年在瑞土日内瓦出现一些品质优良的人造红宝石，据说是有天然红宝石碎片，加上增强红色的重铬酸钾等经高温熔融制成，和天然品性质相同。然而真正实现人工制造宝石并能投入规模化生产的要归功于法国化学家维尔纳叶。维尔纳叶在1891年发明火焰熔融法，并用该法试制人造宝石，成功后又用纯净的氧化铝试验.在高温马弗炉中用倒置的氢氧吹管进行试验，含有少量氧化铬的纯净氧化铝细末慢慢落入火焰中熔化，滴在基座上冷凝结晶。
经过十年的努力，1904年维尔纳叶正式制造出了人造红宝石，以后火焰熔融法逐渐完善，生产出的红宝石和天然品几乎无差别。该法一直沿用到现代，至今仍是世界生产人造宝石的主要方法，人称“维尔纳叶法”。
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8.塑料
工程塑料材质质量轻.自润滑.摩擦小.防磁。只是有的人有“洁癖”，容不得塑料，比如我。
1969年7月21日，美国宇航局(NASA)的两位宇航员——阿姆斯特朗 (Neil Armstrong) 和奥尔德林 (Buzz Aldrin) 登上月球，成为人类史上首次踏足外太空天体表面的人，他们当时佩戴的Omega超霸搭载的正是这枚Calibre 1861。这一块新款超霸，估计是为了按钮手感和耐用，更换了一个塑料部件。
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天梭80小时动力用的塑料件，机芯不是全塑料，只是最关键的两个部件用塑料，擒纵叉和擒纵轮。图片来自1024 satyr21
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陶瓷
陶瓷分为很多种，我们平时说的陶瓷是高岭土覆盖硅酸盐，易碎。这样的机件应该是采用特种陶瓷，成分是氧化锆，具有高韧性、高抗弯强度和高耐磨性，再加上体积小重量轻就不易碎了。陶瓷在机芯中的运用主要是滚珠，减少摩擦用。
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9.硅
硅在机芯上面的出现也是近20年才开始和手表机芯关联，1999年雅典手表首次推出，硅质擒纵轮。而后，使用硅又生产出了游丝。硅这种材料抗磁.密度小.抗磨损，和陶瓷一样也是一种新型的材料。
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当然，其他金属或其他材质也能用来做表。历史上，还用过金.银 .铝.玛瑙.翡翠.和田玉 蓝宝石.水晶.木头.钛.钽.碳纤维.玉米淀粉.象牙等。这些东西太非主流，一一讲解太麻烦了，我就写个大概。
德国独立制表品牌Lange & Heyne使用俄罗斯西伯利亚永久冻土地带超过1万年之久的猛犸象牙生产制造机芯夹板。
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1924年Gruen高露云为了纪念成立50周年推出了Gruen 50th Anniversary怀表，力图打造当时最奢华的时计。限量发售600枚（50年x12月），全12k金夹板，实金轮系，手工雕花，极致的打磨，八方位校正，最奢侈的是使用了21粒天然红宝石和两粒钻石。当时的最低售价500美元，已经可以买辆汽车了。
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水晶夹板怀表
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Valery Danevich，2014年独立制表人AHCI新入的俄罗斯会员。代表作就是采用实木做表，当然游丝和发条还是金属的。做过一只实木陀飞轮，但这货产量低维修难，还要10万欧。
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F.P.Journe为lineSport运动系列腕表增设钛金属版本。腕表表壳以5级钛金属打造而成，深灰色，并作哑光修饰；表盘和机芯则以铝合金制造。采用FPJ 1300-3 机芯，40钻，21,600 vph ，120小时动力储存。
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有人认为，好机芯大部分都是由贵金属和昂贵宝石构成，这个观点是错的。机芯的好坏和贵金属和昂贵宝石没有绝对的联系，几乎全部的好机芯主题都是用廉价的铜.不锈钢.人造宝石制作。只是有的高端腕表会在机芯的自动陀部分使用黄金.铂金和镀铑。
机芯的好坏是在机芯的基础设计.零件的制作精度.后期的打磨调教.复杂功能的实现程度.以及使用的精准度稳定性。你所提到的贵金属和昂贵宝石主要是在外壳等非机芯的配件上面，这些材料的使用的确是能提高手表的价格。
根据科学家的分析，人体的化学成分是这样的：60％是水，18％是碳，3％是氮，1.5％是钙，1％是磷，另外还有一些微量的矿物质，如铁、铜、锌、硼和硅等。对一个普通成人来说，这些大约相当于34升水，一袋12千克重的木炭，一根长1.2米的导火线中的磷，一枚6.5克的小铁钉等。这些化学物质的价值，换算成钱，充其量不过几百元。但是它们一旦形成细胞，进而组成器官，并成为顶天立地的人以后，便成了难以估算的无价之宝。
同样的道理也适用于手表，手表是重'工'不重'料'，原材料并不值钱，值钱的是制表师的加工工艺。高端手表之所以是能和高级珠宝比肩的奢侈品，它有如此的魅力，其中一个原因，制表人能把最普通的钢，铁，铜打磨得像钻石珠宝一样光彩照人。
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（本文经授权商务范发布|来源：微信公众号：芯动钟表,ID:xdwatch；作者微博：钟表科普微博@芯随表动）
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