腕表的新材质创新（下）

上一期的文章里，作者为我们主要介绍了传统金属材质的创新。除了耳熟能详的贵金属材质之外，还有高科技陶瓷在腕表领域的广泛运用。本期内容，作者将为我们带来更多不同材质腕表的详细解读，从表盘麦秸秆、刺绣、羽毛、陨石材质的别出心裁，到机心硅游丝材质的创新独到，真可谓，只有你想不到，没有腕表品牌研发团队做不到的事了。

意想不到的腕表材质

腕表中为了装饰会用到很多材质，比如表盘装饰的麦秸秆、刺绣、羽毛、陨石，但是机心里面还是很中规中矩的。但是有的腕表的机心中还用到猪鬃。众所周知手表三大复杂功能，陀飞轮、万年历、三问。而在陀飞轮中最高端之一的就是停秒陀飞轮，也就拔出表冠陀飞轮可以滞停方便调校时间。目前有这项技术的大表厂只有德国朗格和万宝龙，而这些大厂的停秒陀飞轮采用V字形的钢片来卡停陀飞轮的轮笼架。而一家德国制表公司GROSSMANN UHREN GMBH认为金属的硬碰硬对于机械不好，申请了欧洲专利EP2871536采用猪鬃或者人的头发替代弹簧钢片，采用天然环保的猪鬃（Bristles）还是很有趣味。

宇舶Big Bang Unico蓝宝石腕表

GROSSMANN UHREN GMBH腕表，采用猪鬃替代弹簧钢片。

一般来说，手表机心的材料还是比较固定的，而表带的材料就比较丰富了，特别是皮革表带有很多种珍惜的皮草选择。从2008年左右沛纳海腕表能火起来，采用易于拆卸的皮革表带是重要的原因。而搭配沛纳海的表带有很多种的选择，除了传统的牛皮、小牛皮，还出现了马皮、鲨鱼皮、草鱼皮、鸵鸟皮、鸵鸟脚皮（带有大块的鳞片）、蜥蜴皮、巨蜥皮、羚羊皮。特别有意思的是有个朋友把自己的老花LV包剪开作为原料制作了表带，上手的效果非常漂亮，可惜的是LV太贵了，原料不易得没有流行开来。

而采用新奇材质的限量表款，宇舶也是高手，在2017年推出的以红色和蓝色人造蓝宝石为表壳的腕表，这种材质以往只用作手表的表镜和手表机心中的托钻。用来制作表壳是近年少有的，晶莹剔透而坚硬的整体蓝宝石表壳带有特殊的美感。一般来说钟表绝对离不开金属，但也有奇葩的全部采用木头的钟。日本东北大学设计系学生铃木本乡的毕业设计震惊表坛，采用手工雕刻的方法制作了一台407个部件的木头钟58厘米高。动力采用传统钟的重锤，而指示时间采用很独特的书写方式，用齿轮带动磁性笔在磁性板上写出时间。很新颖有趣的设计。这个钟定名为Plock，意指画图的钟。

机械腕表机心材质的最大创新——硅质擒纵创新

近年在传统的钟表行业最大的材料创新，莫过于硅质材料的广泛应用，上到百达翡丽，一般层次如天梭纷纷推出硅质擒纵的腕表。而听起来高大上的硅其实来源于沙子，我们的衣食住行都离不开。盖房子的水泥玻璃是硅酸盐、吃饭的瓷碗是硅酸盐、化妆品中会有硅油，汽车轮胎是硅橡胶，穿的衣服有硅溶胶。所有的计算机电子心片都是在硅片Wafer上刻蚀出来的。

非金属的硅密度只有2.33g/cm3，是钢铁的3到4分之一，质轻收到重力的影响就小，而且消耗动力也更小，而硅质硬对于震动的响应时间更短，可以适应更高的振频，石英表精准就是因为振频高。非金属的硅完全不受磁性的影响。硅质零件加工方便，现在集成电路的加工水平已经精细到了几个纳米（一纳米是头发丝的6万分之一）的水平，加工机械手表用的擒纵叉、摆轮，可以说太简单了。而且大规模的晶片上的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。

在硅质擒纵的应用上欧米茄很有特点。欧米茄推出的至臻天文台背透防磁除去采用了硅质擒纵，还使用了瑞士专利CH707504技术，用零磁性钛合金来制造腕表摆轮的轴尖。

要说钛金属在腕表的使用上是很普遍的，比如很早就有作表壳的，Richard Miller理查德米尔用钛合金制作夹板。但用来作钟表核心擒纵装置的摆轮轴的还真没有。原因就是摆轮轴尖要有很高的硬度，之前的钛合金都达不到这样的硬度。带过钛金表壳的表的朋友，都知道相比不锈钢表壳钛金属表壳相对更软一些，更容易留下划痕。

腕表擒纵的摆轮轴是一个关键核心部件。传统都是用可淬火硬化的钢条制造。摆轮轴尖面积很小应力集中还要承受佩戴者的冲击，为了达到需要的硬度和韧性，需要经过多次的淬火以及用于提高韧性的一次或多次回火。还要对轴尖进行滚压抛光。硬度小于600HV（维式硬度）的材料，根本做不了轴尖，一般用来作摆轮轴的都是加有铅和锰的20AP马氏体碳钢。这种钢作轴尖此类型材料的优点在于易加工，硬度可以达到超过700HV的硬度。但是这种材料具有强磁感性，还容易生锈。手表上防磁的瓶颈就在这里了，因为硅游丝的制造使用很成熟和普遍了，作摆轮框架对于材料金属强度要求并不高。防磁上就是这里突破不了。

之前为了解决这种问题，人们试图用无磁性的奥氏体不锈钢，但这种钢材的硬度始终无法超过500维式硬度HV。为了提高材料的硬度尝试给这种比较软的钢表面镀上一次坚硬的钻石碳（DLC），但是因为轴尖高应力的剧烈摩擦，这些涂层很容易脱离，掉在机心里面让机心很不稳定。

欧米茄做出的重大技术革新就是，使用钛金属制作摆轮轴，钛金属的韧性和防锈能力没的说，为了解决硬度不够的问题，在最需要高硬度的轴尖的5-35微米的位置渗氮的方法，通过这种方法可以使得硬度达到远超性能要求的800HV。

欧米茄钛摆轮轴尖渗氮专利

图上的标号3就是最需要硬度的轴尖。看到随着轴尖的深度变化的硬度变化，在0.003毫米也就是3微米的地方，硬度能达到接近1000HV。一个钟表制造商，能在材料科学和机械设计上做出如此重大的发明十分令人敬佩。非常有意思的是这件专利只在瑞士和中国申请了专利，而且在中国申请的是实用新型专利，从中充分体现了中国市场对于瑞士钟表的重要性，为了适应2013年在中国的发布紧急部署专利保护。

超珍稀或非常规材料制作的表款

说起来最贵的可以用来作表壳的金属莫过于铂金。国内有位收藏家说过，见到铂金表就买，原因就是生产铂金表壳表是很少的，有就是罕见的特别款。比如百达翡丽的月相计时万年历2499就是非常罕见的，百达翡丽从1951年开始制造复杂款，持续35年共生产了337枚黄金表壳、10枚玫瑰金，而铂金表壳只做过2枚。铂金壳腕表是很珍贵，公价上比金的要贵很多。铂是地球地壳中最罕见的元素之一，主要分布在南非，当地铂产量占全球的80%。铂的年产量只有几百吨（黄金为2000-3000吨 ），是一种非常贵重的物质和主要的贵金属贸易商品。但是相比铂，手表材质上还有更加昂贵的材质使用。

铂金的小兄弟钯金，钯同铂、铑、钌、铱、锇同属铂族金属化学符号为Pd，原子序数46。钯呈现有光泽的银白色金属，钯在铂族元素中的熔点最低。钯的密度也最低的一种。我曾给我太太买过钯金的首饰，因为密度相对低，同样的克重可以做的体积更大。近年萧邦、卡地亚、帕玛强尼、雅典都推出了钯金表壳的表款。

近年还有AP爱彼、宝珀、欧米茄等品牌还推出过以钽金属为表壳的表款。钽（Tantalum）化学元素符号为Ta，价格大约每克3-4元人民币，比银略便宜一些，也属于稀有过渡金属，钽高密度坚硬金属，具高延展性、导热性和导电性。钽能抵抗酸的腐蚀，它在150°C以下甚至能够抵抗王水的侵蚀。这种金属作表壳完全就是副业，主要使用在武器和工业领域，例如钽制作穿甲弹内层可以大大提升锥形装药的装甲穿透能力。钽可以抵御生物体液的侵蚀，又不会刺激组织，所以被广泛用来制造手术工具和植入体。例如，钽可以直接与硬组织成键，因此不少骨骼植入物都有多孔钽涂层。

表盘是腕表中使用珍惜材料的重要区域，例如使用翡翠、天青石、虎睛石、乃至锇金属晶体作为表盘。

2014年宇舶推出最贵重和密度最高的锇金属晶体表盘的腕表。锇的产地主要集中于俄罗斯和南非。约10,000吨铂矿石中含约28克锇，据估计，全球约有200吨锇储量。相较于贵金属的铂（全球约有13,000吨铂储量）更为稀有。作为地球上最稀有的金属，锇质地坚硬，22.6克每立方厘米的密度使其成为自然界密度最大同时也是最重的金属（重于铂，铱，铼等）。

萧邦含有钯金成分的腕表

欧米茄海马系列300米潜水表钛钽限量版腕表

宇舶经典融合苍穹陀飞轮采用稀有锇晶体表盘