一只機(jī)械表,其機(jī)芯的運(yùn)作必須依靠齒輪間不停傳遞動(dòng)力而進(jìn)行。起初,表內(nèi)部件的旋轉(zhuǎn)軸都被旋入黃銅夾板的孔洞中,這樣的裝置令機(jī)芯不斷磨損,影響精準(zhǔn)度。以紅寶石為代表的寶石軸承被發(fā)現(xiàn)并廣泛應(yīng)用后,機(jī)芯得到了更好的保護(hù)并得以延長(zhǎng)壽命。所以,選用寶石制作軸承并非炫富,而是從實(shí)用角度出發(fā)的。

       此前機(jī)芯易磨損

       在紅寶石被發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用在機(jī)械鐘表內(nèi)以提高各運(yùn)行組件抗磨損的性能之前,機(jī)芯擒縱機(jī)構(gòu)、擺陀以及行輪系中各齒輪的旋轉(zhuǎn)軸,都是直接與黃銅材質(zhì)的主夾板或夾板相連接的。機(jī)芯在運(yùn)行過程中,因?yàn)樗俣群芨咔夷Σ料禂?shù)很大,各個(gè)轉(zhuǎn)軸帶給夾板的壓力非常大,很容易造成磨損。同時(shí),在沒有任何保護(hù)措施的情況下,空氣中的灰塵很容易入侵到機(jī)芯內(nèi)部。灰塵中夾雜的微小石英顆粒,會(huì)對(duì)齒輪軸與傳動(dòng)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的磨損,嚴(yán)重的甚至?xí)绊懙綑C(jī)芯的壽命。

       在后來(lái)的研究中,制造工匠們也嘗試過用一些附加部件來(lái)保護(hù)機(jī)芯。比如在軸承與夾板之間加入一個(gè)可以替換的套管,這樣就能在一定程度上降低磨損。但新的問題很快又出現(xiàn)了:盡管在套管的保護(hù)下,機(jī)芯部件的損傷開始減小,但采用普通材料制作的套管卻磨損得很快,需要時(shí)常更換,這樣不僅麻煩,而且大大增加了鐘表的維護(hù)成本。

       人造寶石比天然寶石更耐磨

       這一問題在18世紀(jì)初期得到解決。一些數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家找到了一種比石英顆粒更加堅(jiān)硬的材料,用它來(lái)制作鐘表的軸承,可以降低各部件運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的摩擦和損傷。這種物質(zhì)便是紅寶石,它屬于剛玉的一種,硬度比鉆石稍遜,足以承受灰塵中的石英顆粒所帶來(lái)的摩擦。

       不過,天然的紅寶石含有很多雜質(zhì),而且價(jià)格也很昂貴。為了降低成本,制表者只能使用質(zhì)地較差的紅寶石來(lái)制作軸眼。

       1885年,3位科學(xué)家利用融化的天然紅寶石粉末與重鉻酸鉀合成,制造出“日內(nèi)瓦紅寶石”。1892年,其中1位科學(xué)家的助手,法國(guó)化學(xué)家阿古斯塔·維納發(fā)明了火焰熔融法,使人造紅寶石成為可能。又經(jīng)過了10多年的努力,阿古斯塔·維納終于在1904年生產(chǎn)出了人造紅寶石,并可大批量生產(chǎn)。人造紅寶石在外觀、成分以及硬度方面都與天然的紅寶石相同,甚至由于不含有任何雜質(zhì),人造紅寶石比普通的天然紅寶石還要更加耐磨。從1940年開始,人造紅寶石開始在整個(gè)制表行業(yè)內(nèi)普及開來(lái)。

       除了抗壓、耐磨的特性之外,紅寶石在機(jī)芯中的作用,還表現(xiàn)在裝飾等方面。比如制表工匠為了追求機(jī)芯華麗的外表,在紅寶石的四周裝配上“黃金套筒”。

       多少顆寶石夠用?

       在日常生活中,不少人認(rèn)為,機(jī)芯中包含的紅寶石數(shù)量的多寡,是這款手表優(yōu)劣與否的重要衡量標(biāo)準(zhǔn),這其實(shí)是非常片面的。紅寶石并非“多多益善”,也不是越少越好。那么,機(jī)芯中到底需要多少顆紅寶石呢?一只普通基礎(chǔ)機(jī)芯中的紅寶石數(shù)量,有其適應(yīng)機(jī)械原理、視覺效果等各方面指標(biāo)的“標(biāo)配”。

       大家一致認(rèn)可,在近代機(jī)芯中,紅寶石的最低“標(biāo)配”是15顆。它們的分布位置是:擺輪上下共2顆紅寶石軸眼、2顆紅寶石托石和1顆紅寶石圓盤釘,擒縱叉上下共2顆紅寶石軸眼和2顆紅寶石叉瓦,擒縱輪上下共2顆紅寶石軸眼,四輪(秒輪)上下共2顆紅寶石軸眼,過輪上下共2顆紅寶石軸眼。而如今更為常見的是擁有17顆紅寶石的機(jī)芯,多出來(lái)的2顆紅寶石分別位于中心輪(二輪)旋軸的上下兩端。由于中心輪的旋轉(zhuǎn)速度較慢,齒輪柄軸對(duì)夾板的壓力和摩擦力相對(duì)較小,因此之前很多制表者都將這2顆紅寶石省略掉了。

       不難看出,多數(shù)機(jī)芯的紅寶石數(shù)量都是單數(shù)的,因?yàn)榍芸v系統(tǒng)中的圓盤釘為單個(gè),而其他的紅寶石基本都是成對(duì)出現(xiàn)的。不過,在其他一些機(jī)芯中,紅寶石也會(huì)呈現(xiàn)偶數(shù)分布。那是因?yàn)榍芸v輪在機(jī)芯裝配面上,又增加了一顆紅寶石托石的原因。這種方式多見于規(guī)格比較高的頂級(jí)表系列,還有的品牌直接用鉆石代替紅寶石。

        當(dāng)然,15顆紅寶石并不是機(jī)械鐘表機(jī)芯紅寶石數(shù)量的“底限”。在19世紀(jì)末期的鐘表中,還曾經(jīng)出現(xiàn)過11顆,甚至是9顆紅寶石機(jī)芯,它們也在鐘表發(fā)展史上占有一席之地。