“磁”情绵绵无绝期

尖端技术，防磁攻“芯“计

虽然为机芯加装软磁铁保护擒纵结构成为防磁主流，但事实上，对防磁的考虑，人最早想的办法是直接让擒纵结构不怕磁。无奈，受限于早期材料技术非常有限，难以实现而转向软铁包裹的技术门路。到了近代，材料技术突飞猛进，一些钟表品牌也瞅准机会投身其中，研制出一些门道，擒纵机构中引入的防磁无机材料硅，便是如今的最热门机械材料，此外也有使用顺磁性金属的例子。

蓝色魔力，防磁利器

从材料本身说，金属就弹性、韧性、加工难度和抗疲劳性都是最适宜制作摆轮游丝的，而发现顺磁性金属来制作游丝，意义就更为不同寻常。这方面最成功的例子就是劳力士，其著名的Parachrom游丝，俗称蓝铌游丝。劳力士为该游丝申请了欧洲专利EP97810393，申请于1997年6月20日，发明人Baur Jacques、Walder Pierre-Alain、Sol Patrick；事实上，品牌在多国对Parachrom游丝申请专利，专利权遍及美国、日本、欧洲、中国。

Parachrom游丝花费了五年时间，口碑颇佳，这种游丝由铌、锆和氧合金制成，据厂家宣称抗震能力比传统游丝提高10倍，而且不受磁场影响。游丝通体蓝色，极为美观，如今用于大多数品牌的表款之中，据用过几块腕表的朋友介绍，就算是没有加装软铁壳的Air King，正常使用电子设备也没被磁化过。

现在来细看这种美丽的蓝色游丝，虽称之为蓝铌，但实际上有铌（Nb）与锆（Zr）两种金属元素组成，这两种元素本身具备类似的顺磁性，其中锆发挥着决定性作用，而铌则更像是起到催化剂的作用。具体操作过程，其实是将含锆质量在5%-25%之间的铌锆顺磁合金进行冷轧制成，而游丝优良的物理特性主要在于析出的锆元素对杨氏弹性模量(Young’s Modulus)具有很强的调节作用。

这里要解释一下杨氏模量，这个概念由英国医生兼物理学家托马斯·杨，故以其为名。此概念指的是表征材料的刚性，杨氏模量越大，越不容易发生形变。通过锆调整杨氏模量就可使游丝尽可能质硬，回弹性更好，附和游丝尽可能坚硬而脆的标准，这一点和使用更硬而脆的硅质游丝一个道理。

简单介绍一下锆和铌两种均不常见的金属，锆熔点高、耐腐蚀性强，高温时易于跟非金属元素和许多金属元素发生反应，生成固体溶液；正是因为这个原因，游丝制作采用冷轧析出锆金属，而且锆的表面也易形成一层氧化膜，这也是游丝中氧合金的来源。而铌特性在于吸收气体，也是一种良好的超导体，所以其本身也是一种良好的抗磁材料。

硅革命，从“质”到“型”

硅材质近几年大热，许多文章都有介绍，大家多少也有听闻，著名的段子就有如百达翡丽在透明表底专设放大镜，让人欣赏蓝色的硅质擒纵机构；宝玑（Breguet）的5177与5178两款大热门杰作，使用硅质擒纵走时精准，成为大卖点。
硅是一种非金属，不受磁力影响，加工成机械腕表中的擒纵叉、摆轮，制作难度不算特别大，防磁效果非常突出。这一招对以机芯工艺见长的高端品牌非常受用，因为软铁壳包裹机芯能够防磁，却也遮蔽了机芯，如此一来，多以透底示人，以机芯打磨见长的表款就陷入死胡同了，所以硅是这些高端品牌的防磁生力军。当然，即使是劳力士这样以密闭表底为传统的品牌，足可以使用软铁壳，但依旧刻苦钻研硅，看来这也必将是未来的趋势之一。

如今使用硅质制作机芯的品牌不少，欧米茄（Omega）近年席卷全球的同轴机芯便是采用硅游丝，但主要目的不在防磁，还是多会装载软铁内壳，因为没有全面升级材料，机芯夹板等材质依旧由铜制成，腕表还是会带磁。近年品牌新推的海马防磁腕表，抛弃软铁壳，而使用非磁性的有色金属制作，抗磁性与美观度俱佳。

要说全面运用硅质于擒纵结构的，就属劳力士与百达翡丽，而这两家可说代表了两大流派。百达翡丽是将新材料硅应用于传统结构中，对于硅质马仔、硅质游丝安装卡子、防震装置、游丝安装、擒纵配合关系进行了一系列的适应性设计和改造。对此已经申请了多大九项专利，其整套复合型的机构称为“Oscillomax”，包括Pulsomax擒纵装置、Spiromax摆轮游丝与GyromaxSi摆轮。劳力士则是“反传统”的，代表另一路法门，他们提出一个完全颠覆传统宝玑式游丝的硅质游丝结构。材料上也有所区别，采用单晶硅制作游丝，加工基于半导体刻蚀技术中已经成熟的切割方法。

在平衡摆轮的设计中有一个传统问题，就是平面游丝在振荡中的重心位移如何处理，摆轮在振荡的过程中，因为游丝的一端是固定的，当另一端与摆轮轴保持相同距离时，平面游丝的重心不可避免的会出现移动。解决游丝重心位移最经典的就是A.L.Breguet宝玑提出的末端曲线的设计，也就是我们经常听到的所谓宝玑式游丝。实际上，宝玑式游丝就是给不固定的游丝末端设定一个曲线，减小重心的偏移。这种思路由宝玑大师提出，而成熟的理论依据是由M.Philips完成，所以我们也会称其为菲利普斯末端曲线游丝。

事实上，在目前广泛应用的宝玑式游丝之前，还有另一种技术方案，是它由T.Mudge提出的在同一摆轮上固定两个偏置180度的游丝，这两个游丝同步但反向工作，这样就补偿他们各自的重心变动。从理论上分析，宝玑式游丝只能减小偏转，而这种方案能够消除偏转。当然实际操作中，这种解决方式必须具有两个叠加的游丝，自然会增加高度，用来固定游丝的螺栓和微调装置的数量翻倍，整个结构就变得过于复杂。

劳力士尚未将此种游丝投入生产，但已申请了欧洲专利，百达翡丽更早申请的专利，但运用整套Oscillomax结构的也只有Ref.5550P万年历腕表。现在来看看双方的游丝结构专利图，两者截然不同：百达翡丽是在金属摆轮和无卡度砝码微调的传统结构上单独使用硅质游丝，对于硅质游丝和传统金属框架的连接卡头作了重要研发；劳力士则是连平衡摆轮框架也用硅，一体成型。对于传统的游丝温度补偿问题，劳力士采用了游丝外沉积单晶硅氧化物的方式，相当于给游丝穿件蓬松的羽绒服，使其对于温度不敏感。

图中也能看到，劳力士并没有为硅质摆轮游丝预留无卡度微调砝码的位置，不同与传统游丝对微调装置的依赖。硅质游丝本身就不可能使用快慢针调速，而无卡度定长游丝本身对于走时快慢的调节范围很小，也就是一分钟之内，所以完全可以理解为：出厂时就对精准度控制完备，使用中完全不用费心，这也符合劳力士一贯的风格。