瑞士名表新材质探索与应用

发布日期:2015-09-10

 

  从材质角度去看,用以制作擒纵系统的机芯零件必须谨慎,因为它直接关系到走时的精准性。考虑到诸如抗磁场、抗摩擦、抗腐蚀等因素,终于一种适合运用于擒纵系统的新材质诞生了,就是—硅(Silicon)材质。

  新材质探索与应川贯穿着整个钟表进化史,而努力的终点,试图抵达那不可能的揽界—钟表走时绝对谁确。在历史上,一历程包括由人造红宝石替代原本的金属轴承、自身补偿摆轮代补偿摆轮、温度补偿合金替代钢铁等等显着的材质变化,而入21世纪之后.对硅材质的使用绝对是钟表进化历程中不可忽的一环。

  硅是一种半金属元素,纯硅元素呈灰黑色,带有金属典型的蓝色彩。在大白然中,硅主要以氧化物的形态存在,一般是二氧化或硅质矿物。钟表行业中使用的硅材质是单品硅(Single CrystalI icon,简称scs),即微型芯片所采川的硅结构,通过柴式熔化程由纯净的多品硅衍生而成。用此方法取得的单品硅,具有与钻石相的面心立方品格结构。单品硅具有下列的物理特性,使它最适合用于微机械领域:

  1.抗磁性。

  在游丝尚未发明前,表的误差约为半小时左右,所以当时的表有一根时针。17世纪中期游丝的发明,使表的准确度获得大幅改善,天误差所约巧分钟。早期的游丝很稀疏,约5圈左右。由于游丝间隙很大,受磁后影响不大。但如今的摆轮上的游丝一般都有巧,摆轮材质也由钢或铜改进为铜钢混合的双合金温差自动补偿摆,所以很怕磁性干扰,一旦着磁,准确度立马上受到影响。如果着严重一点.还会造成摆轮无法运转。受磁是表友最常遇到的问题,别是目前背透的表越来越多。制表历史上,为了防磁想过很多招,质上使用过一种神秘的贵金属一一把游丝,但成本太高没有推)“开(是否为钻石轴和把游丝,是判断古I表级别高低的重要依据);还有在机芯背而加一个软铁盖的,遇到磁场,软铁会将磁力线引导至侧边,避免磁性T扰到游丝,从而达到抗磁的效果。

  2.硬度高。

  硅的硬度达到维氏硬度1,100,而钢仅有700,至于钻石则高达3,000,红宝石则为2,000,更微妙的是,硅的硬度虽然十分高,但它的微结构却十分柔韧,例如光纤中的玻璃纤维就是非常柔韧兼纤幼的物料。

  3.质轻。

  质轻受到重力的影响就小,而且消耗动力也更小。而且硅质硬对于震动的响应时间更短,可以适应更高的振频,石英表精淮就是因为振频高。硅的密度为2.33g/cm3,而钢是8g/cm-'.

  4.抗腐蚀性极高。

  5.表而绝对平滑,因而无须润滑。

  6.可大量加工。

  现在集成电路的加工水平已精细到ll.个纳米(一纳米是头发丝的1/60,000),加工机械表用的擒纵叉、摆轮,可以说太简单孔而且大规模的品片刻蚀可以很大程度降低成本,取得的成品可以直接使用完全不用再打磨。

  这些特性简充契合了钟表机芯的设计与运行要求。硅的防磁特性让这种材质可以抵抗磁场的影响;此外硅十分坚硬、耐磨损,可以制造无需润滑的摆轮部件,其优势就是保养维修的周期更长,运行可信度更高;材质密度小则降低了锚形擒纵系统的重量,提高了摆轮运行效率。

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