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何謂薄膜沈積

在 機械工業、電子工業或半導體工業領域，為了對所使用的材料賦與某種 特性在材料表面上以各種方法形成被膜（一層薄膜），而加以使用，假如此被膜經由原子層的過程所形成時，一般將此等薄膜沈積稱為蒸鍍（蒸著）處理。採用蒸鍍 處理時，以原子或分子的層次控制蒸鍍粒子使其形成被膜，因此可以得到以熱平衡狀態無法得到的具有特殊構造及功能的被膜。

薄膜沈積是目前最流行的表面處理法之一，可應用於裝飾品、餐具、刀具、工具、模具、半導體元件等之表面處理，泛指在各種金屬材料、超硬合金、陶瓷材料及晶圓基板的表面上，成長一層同質或異質材料薄膜的製程，以期獲得美觀耐磨、耐熱、耐蝕等特性。

薄膜沈積依據沈積過程中，是否含有化學反應的機制，可以區分為物理氣相沈積（Physical Vapor Deposition，簡稱PVD）通常稱為物理蒸鍍及化學氣相沈積（Chemical Vapor Deposition，簡稱CVD）通常稱為化學蒸鍍。

隨著沈積技術及沈積參數差異，所沈積薄膜的結構可能是『單晶』、『多晶』、或『非結晶』的結構。單晶薄膜的沈積在積體電路製程中特別重要，稱為是『磊晶』(epitaxy)。相較於晶圓基板，磊晶成長的半導體薄膜的優點主要有：可以在沈積過程中直接摻雜施體或受體，因此可以精確控制薄膜中的『摻質分佈』(dopant profile)，而且不包含氧與碳等雜質。

8-2 薄膜沈積機制

薄膜的成長是一連串複雜的過程所構成的。圖（一）為薄膜成長機制的說明圖。圖中首先到達基板的原子必須將縱向動量發散，原子才能『吸附』(adsorption)在基板上。這些原子會在基板表面發生形成薄膜所須要的化學反應。所形成的薄膜構成原子會在基板表面作擴散運動，這個現象稱為吸附原子的『表面遷徙』(surface migration)。當原子彼此相互碰撞時會結合而形成原子團過程，稱為『成核』(nucleation)。

原子團必須達到一定的大小之後，才能持續不斷穩定成長。因此小原子團會傾向彼此聚合以形成一較大的原子團，以調降整體能量。原子團的不斷成長會形成『核島』(island)。核島之間的縫隙須要填補原子才能使核島彼此接合而形成整個連續的薄膜。而無法與基板鍵結的原子則會由基板表面脫離而成為自由原子，這個步驟稱為原子的『吸解』(desorption)。PVD與CVD的差別在於：PVD的吸附與吸解是物理性的吸附與吸解作用，而CVD的吸附與吸解則是化學性的吸附與吸解反應。

圖（一） 薄膜沈積機制的說明圖

8-3 物理氣相沈積（物理蒸鍍）（PVD）

PVD顧名思義是以物理機制來進行薄膜湚積而不涉及化學反應的製程技術，所謂物理機制是物質的相變化現象，如蒸鍍(Evaporation)，蒸鍍源由固態轉化為氣態濺鍍（Sputtering），蒸鍍源則由氣態轉化為電漿態。

PVD法係以真空、測射、離子化、或離子束等法使純金屬揮發，與碳化氫、氮氣等氣體作用，在加熱至400~600℃（1~3小時）的工件表面上，蒸鍍碳化物、氮化物、氧化物、硼化物等1~10μm厚 之微細粒狀晶薄膜，因其蒸鍍溫度較低，結合性稍差（無擴散結合作用），且背對金屬蒸發源之工件陰部會產生蒸鍍不良現象。其優點為蒸鍍溫度較低，適用於經淬 火－高溫回火之工、模具。若以回火溫度以下之低溫蒸鍍，其變形量極微，可維持高精密度，蒸鍍後不須再加工。表（一）為各種PVD法的比較。

表一 三種PVD法之比較

物理氣相沈積(Physical Vapor Deposition，PVD)是今日在半導體製程中，被廣泛運用於金屬鍍膜的技術。以現今之金屬化製程而言：舉凡Ti、TiW等所謂的反擴散層(Barrier Layer)，或是黏合層(Glue Layer)；Al之栓塞(plug)及導線(Interconnects)連接，以及高溫金屬如Wsi、W、Co等，都使用物理氣相沈積法來完成。雖然小尺寸的金屬沈積以化學氣相沈積為佳，但物理氣相沈積法可說在半導體製程上，仍扮演著舉足輕重的角色。

一般來說，物理氣相沈積法可包含下列三種不同之技術：

(一) 蒸鍍(Evaporation)

(二) 分子束磊晶成長(Molecular Beam Epitaxy，MBE)

(三) 濺鍍(Sputter)

表 （二）為此三種方法之比較。由於濺鍍可以同時達成極佳的沈積效率、大尺寸的沈積厚度控制、精確的成份控制及較底的製造成本。所以濺鍍是現今為矽基半導體工 業所唯一採用的方式，而且相信在可預見的將來，濺鍍也不易被取代。至於蒸鍍及分子束磊晶成長之應用，現在大約皆集中於實驗室級設備，或是化合物半導體工業 中。

表二 三種物理氣相沈積法之比較

由於濺鍍本身受到濺射原子多元散射方向的影響，不易得到在接觸洞連續且均勻覆蓋(Conformal)的金屬膜，進而影響鎮洞(Hole Filling)或栓塞(Plug-In)的能力；因此，現在濺鍍技術的重點，莫不著重於改進填洞時之階梯覆蓋率(Step Coverage)，以增加Ti/TiN反擴散層/黏合層/濕潤層(wetting Layer)等之厚度，或是發展鋁栓塞(Al-plug)及平坦化製程(Planarization)，以改善元件之電磁特性，並簡化製造流程，降低成本等。

8-3-1 蒸鍍(Evaporation)原理

蒸鍍是在高真空狀況下，將所要蒸鍍的材料利用電阻或電子束加熱達到熔化溫度，使原子蒸發，到達並附著在基板表面上的一種鍍膜技術。

在蒸鍍過程中，基板溫度對蒸鍍薄膜的性質會有很重要的影響。通常基板也須要適當加熱，使得蒸鍍原子具有足夠的能量，可以在基板表面自由移動，如此才能形成均勻的薄膜。基板加熱至150℃以上時，可以使沈積膜與基板間形成良好的鍵結而不致剝落。

8-3-2 濺鍍的原理

電漿(Plasma)是一種遭受部份離子化的氣體(Partially lonized Gases)。藉著

在兩個相對應的金屬電極板(Electrodes)上施以電壓，假如電極板間的氣體分子濃度在某一特定的區間，電極板表面因離子轟擊(Ion Bombardment)所產生的二次電子(Secondary Electrons)，在電極板所提供的電場下，將獲得足夠的能量，而與電極板間的氣體分子因撞擊而進行所謂的”解離(Dissociation)”，”離子化(Ionization)”，及”激發(Excitation)”等反應，而產生離子、原子、原子團(Radicals)，及更多的電子，以維持電漿內各粒子間的濃度平衡。（詳見表三）

表三 二次電子與氣體分子之撞擊狀況

圖（一）顯示一個DC電漿的陰極電板遭受離子轟擊的情形。脫離電將的帶正電荷離子，在暗區的電場加速下，將獲得極高的能量。當離子與陰電極產生轟擊之後，基於動量轉換(Momentum Transfer)的原理，離子轟擊除了會產生二次電子以外，還會把電極板表面的原子給”打擊”出來，這個動作，我們稱之為”濺擊(Sputtering)”

這些被擊出的電極板原子將進入電漿裡，然後利用諸如擴散(Diffusion)等的方式，最後傳遞到晶片的表面，並因而沈積。這種利用電漿獨特的雕子轟擊，以動量轉換的原理，在氣相中(Gas Phase)製備沈積元素以便進行薄膜沈積的PVD技術，稱之為”測鍍(sputtering Deposition)。”基於以上的模型，測鍍的沈積機構，大致上可以區分為以下幾個步驟：

(1) 電漿內所產生的部份離子，將脫離電漿並往陰極板移動。

(2) 經加速的離子將轟撞(Bombard)在陰電極板的表面除產生二次電子外，且因此而擊出電極板原子。

(3) 被擊出的電極板原子將進入電漿內，且最後傳遞到另一個放置有晶片的電極板的表面。

(4) 這些被吸附(Adsorded)在晶片表面的吸附原子(Adatoms)，將進行薄膜的沈積。

圖（二）　　顯示一只電漿產生品的基本結構，及離子濺擊

8-3-3 離子化金屬電漿(Ionized Metal Plasma，簡稱IMA)

IMP技術，應用了較一般金屬測鍍高上10-100倍的電漿密度。自1996

年由Applied Materials公司推出後，立即受到廣泛的注意。

IMP的基本示意圖，如圖（二）所示，這其中包含了一組傳統的磁式直流電源(Magnetion DC Power)，以及另一組無線電頻率之交流電(RF Power)。由Magnetion DC Power產生的電漿，用以將靶極上的金屬原子濺射出來。當這些金屬原子行經濺鍍室中的空間時，若通入較高的製程氣壓，則這些金屬原子便有大幅的機會，與氣體產生大量碰撞，因而首先被”熱激化”(Thermally Activated)；若與此同時，施與RF power之電磁震盪，因此加速這些金屬與氣體及電子間的碰撞，則便有大量的濺鍍金屬可被”離子化”(Ionized)，而不再如傳統濺鍍的是中性原子，也因此IMP電漿密度會較一般濺鍍為高，大約是在1011至1012cm-3之間。這些離子化的濺鍍金屬，會因在晶圓台座上，所自然因電漿而形成之自生負偏壓(Self-Bias)，而被直線加速往晶圓表面前進。如此一來，便可獲致方向性極佳的原子流量（換句話說，極優異的底部覆蓋率），與不錯的沈積速率。此外，我們亦可在晶圓台座上選擇性地裝上另一組RF偏壓，以期達到更佳的底部覆蓋率，並且更可藉此改變沈積薄膜的晶體結構。

圖（三）　　IMP示意圖

如上所述，濺鍍金屬被離子化的機率，取決於其停留在電漿中的時間。若停留時間愈長，則其被熱淚化與離子化的機率也愈大。通常由靶極被濺射下來的金屬原子，都帶有極高的能量（-1到10eV）與極高的速度。這些高速原子在電漿中停留時間極短，便會到達晶圓表面，而無法被有效的離子化。因此IMP必須藉金屬原子與氣體之有效碰撞，來減慢其速度，以增長其停留時間。也因此，IMP必須在較高的壓力下操作(~>10mtorr)，以便先增加金屬與氣體碰撞的機會。

與傳統濺鍍相比，IMP有較低及更均勻分佈的電阻值，同時IMP亦可以沈積較少之厚度，仍可達到所需的底部覆蓋厚度。如此一來，不僅可直接減少金屬沈積的成本，更因沈積時間亦得以縮短，整體的晶片產能率(Throughput)，將得以提高，所以製造成本(Cost of Owner ship , COO)將遠較傳統濺鍍為低。正因IMP的眾多優點，它已被眾多半導體公司寄予厚望，認為是可以運用於0.25μm以下世代的革命性製程。

8-3-4 未來PVD的發展趨勢

(1) 將PVD與CVD整合在同一系統上

隨著元件的尺寸繼續縮小，傳統的濺鍍方法已無法勝任小於0.25μm的製程。前述的IMP，則可以提供一合適的新製程，以應用於下一代製程的需求。然而由於現今IMP TiN製程尚未完全成熟，而嘗試利用IMP來沈積Al，則可能會因IMP的電漿溫度，接近Al的熔點，而有無法運用之憾。為了解決此一難題，相信CVD TiN以及CVD Al將會有極大的可能，與IMP同時應用，而形成一完整的PVD/CVD整合系統。舉例來說，T

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Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Кремний(Si)
Атомный номер	14 Поликристаллический кремний(99,9%)
Внешний вид	В аморфной форме - коричневый порошок, в кристаллической — тёмно-серый, слегка блестящий
Свойства атома
Атомная масса (молярная масса)	28,0855 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома	132 пм
Энергия ионизации (первый электрон)	786,0(8,15) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация	[Ne] 3s2 3p2
Химические свойства
Ковалентный радиус	111 пм
Радиус иона	42 (+4e) 271 (-4e) пм
Электроотрицательность (по Полингу)	1,90
Электродный потенциал	0
Степени окисления	+4, −4, +2
Термодинамические свойства
Плотность	2,33 г/см³
Удельная теплоёмкость	19,8 Дж/(K·моль)
Теплопроводность	149 Вт/(м·K)
Температура плавления	1688 K
Теплота плавления	50,6 кДж/моль
Температура кипения	2623 K
Теплота испарения	383 кДж/моль
Молярный объём	12,1 см³/моль
Кристаллическая решётка
Структура решётки	алмаз
Период решётки	5,430 Å
Отношение c/a	n/a
Температура Дебая	625,00 K

[править] История

В чистом виде кре́мний был выделен в 1811 году французскими учеными Жозефом Луи Гей-Люссаком и Луи Жаком Тенаром.

[править] Происхождение названия

В 1825 году шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус действием металлического калия на фтористый кремний SiF₄ получил чистый элементарный кремний. Новому элементу было дано название «силиций» (от лат. silex — кремень). Русское название «кремний» введено в 1834 году русским химиком Германом Ивановичем Гессом.

[править] Нахождение в природе

По распространённости в земной коре кремний среди всех элементов занимает второе место (после кислорода). Масса земной коры на 27,6—29,5 % состоит из кремния. Кремний входит в состав нескольких сотен различных природных силикатов и алюмосиликатов. Больше всего распространен кремнезём или оксид кремния (IV) SiO₂ (речной песок, кварц, кремень и др.), составляющий около 12 % земной коры (по массе). В свободном виде кремний в природе не встречается.

[править] Получение

В промышленности кремний получают, восстанавливая расплав SiO₂ коксом при температуре около 1800 °C в дуговых печах. Чистота полученного таким образом кремния составляет около 99,9 %. Так как для практического использования нужен кремний более высокой чистоты, полученный кремний хлорируют. Образуются соединения состава SiCl₄ и SiCl₃H. Эти хлориды далее очищают различными способами от примесей и на заключительном этапе восстанавливают чистым водородом. Возможна также очистка кремния за счет предварительного получения силицида магния Mg₂Si. Далее из силицида магния с помощью соляной или уксусной кислот получают летучий моносилан SiH₄. Моносилан очищают далее ректификацией, сорбционными и др. методами, а затем разлагают на кремний и водород при температуре около 1000 °C. Содержание примесей в получаемом этими методами кремнии снижается до 10^-8-10^-6% по массе.

Способ получения кремния в чистом виде разработан Николаем Николаевичем Бекетовым. Крупнейшим производителем кремния в России является «группа СУАЛ» — кремний производится на заводах в г. Каменск-Уральский (Свердловская область) и г. Шелехов (Иркутская область).

[править] Физические свойства

Кристаллическая решетка кремния кубическая гранецентрированная типа алмаза, параметр а = 0,54307 нм (при высоких давлениях получены и другие полиморфные модификации кремния), но из-за большей длины связи между атомами Si—Si по сравнению с длиной связи С—С твердость кремния значительно меньше, чем алмаза. Кремний хрупок, только при нагревании выше 800 °C он становится пластичным веществом. Интересно, что кремний прозрачен к инфракрасному излучению.

Элементарный кремний — типичный полупроводник. Ширина запрещенной зоны при комнатной температуре 1,09 эВ. Концентрация носителей тока в кремнии с собственной проводимостью при комнатной температуре 1,5·10¹⁶м^-3. На электрофизические свойства кристаллического кремния большое влияние оказывают содержащиеся в нем микропримеси. Для получения монокристаллов кремния с дырочной проводимостью в кремний вводят добавки элементов III-й группы — бора, алюминия, галлия и индия, с электронной проводимостью — добавки элементов V-й группы — фосфора, мышьяка или сурьмы. Электрические свойства кремния можно варьировать, изменяя условия обработки монокристаллов, в частности, обрабатывая поверхность кремния различными химическими агентами.

[править] Химические свойства

В соединениях кремний склонен проявлять степень окисления +4 или −4, так как для атома кремния более характерно состояние sp³-гибридизации орбиталей. Поэтому во всех соединениях, кроме оксида кремния (II) SiO, кремний четырёхвалентен.

Химически кремний малоактивен. При комнатной температуре реагирует только с газообразным фтором, при этом образуется летучий тетрафторид кремния SiF₄. При нагревании до температуры 400—500°C кремний реагирует с кислородом с образованием диоксида SiO₂, с хлором, бромом и иодом — с образованием соответствующих легко летучих тетрагалогенидов SiHal₄.

С водородом кремний непосредственно не реагирует, соединения кремния с водородом — силаны с общей формулой Si_nH_2n+2 — получают косвенным путем. Моносилан SiH₄ (его часто называют просто силаном) выделяется при взаимодействии силицидов металлов с растворами кислот, например:

Ca₂Si + 4HCl → 2CaCl₂ + SiH₄↑.

Образующийся в этой реакции силан SiH₄ содержит примесь и других силанов, в частности, дисилана Si₂H₆ и трисилана Si₃H₈, в которых имеется цепочка из атомов кремния, связанных между собой одинарными связями (—Si—Si—Si—).

С азотом кремний при температуре около 1000 °C образует нитрид Si₃N₄, с бором — термически и химически стойкие бориды SiB₃, SiB₆ и SiB₁₂. Соединение кремния и его ближайшего аналога по таблице Менделеева — углерода — карбид кремния SiС (карборунд) характеризуется высокой твердостью и низкой химической активностью. Карборунд широко используется как абразивный материал.

При нагревании кремния с металлами возникают силициды. Силициды можно подразделить на две группы: ионно-ковалентные (силициды щелочных, щелочноземельных металлов и магния типа Ca₂Si, Mg₂Si и др.) и металлоподобные (силициды переходных металлов). Силициды активных металлов разлагаются под действием кислот, силициды переходных металлов химически стойки и под действием кислот не разлагаются. Металлоподобные силициды имеют высокие температуры плавления (до 2000 °C). Наиболее часто образуются металлоподобные силициды составов MeSi, Me₃Si₂, Me₂Si₃, Me₅Si₃ и MeSi₂. Металлоподобные силициды химически инертны, устойчивы к действию кислорода даже при высоких температурах.

При восстановлении SiO₂ кремнием при высоких температурах образуется оксид кремния (II) SiO.

Для кремния характерно образование кремнийорганических соединений, в которых атомы кремния соединены в длинные цепочки за счет мостиковых атомов кислорода —О—, а к каждому атому кремния, кроме двух атомов О, присоединены еще два органических радикала R₁ и R₂ = CH₃, C₂H₅, C₆H₅, CH₂CH₂CF₃ и др.

[править] Применение

В настоящее время кремний — основной материал для электроники. Монокристаллический кремний — материал для зеркал газовых лазеров. Иногда кремний (технической чистоты) и его сплав с железом (ферросилиций) используется для производства водорода в полевых условиях. Соединения металлов с кремнием — силициды, являются широкоупотребляемыми в промышленности (например электронной и атомной) материалами с широким спектром полезных химических, электрических и ядерных свойств (устойчивость к окислению, нейтронам и др.), а также силициды ряда элементов являются важными термоэлектрическими материалами. Кремний применяется в металлургии при выплавке чугуна, сталей, бронз, силумина и др. (как раскислитель и модификатор, а также как легирующий компонент).

[править] Биологическая роль

Для некоторых организмов кремний является важным биогенным элементом. Он входит в состав опорных образований у растений и скелетных — у животных. В больших количествах кремний концентрируют морские организмы — диатомовые водоросли, радиолярии, губки. Мышечная ткань человека содержит (1-2)·10^-2% кремния, костная ткань — 17·10^-4%, кровь — 3,9 мг/л. С пищей в организм человека ежедневно поступает до 1 г кремния.

Соединения кремния относительно не токсичны. Но очень опасно вдыхание высокодисперсных частиц как силикатов, так и диоксида кремния, образующихся, например, при взрывных работах, при долблении пород в шахтах, при работе пескоструйных аппаратов и т. д. Микрочастицы SiO₂, попавшие в лёгкие, кристаллизуются в них, а возникающие кристаллики разрушают лёгочную ткань и вызывают тяжёлую болезнь — силикоз. Чтобы не допустить попадания в лёгкие опасной пыли, следует использовать для защиты органов дыхания респиратор.

[править] См. также

• Категория:Соединения кремния
• Пористый кремний

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De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Siliciul este un element chimic din grupa a IV-a a tabelului periodic al elementelor.

[modifică] Caracteristici

• Simbol chimic: Si
• Număr atomic: 14
• Masă atomică: 28.08 g/mol
• Densitate, (la 20°C): 2,33 g/cm³ , (puţin inferioară titanului)
• Electronegativitate (pe scala Pauling): 1.9
• Punct de topire: 1.414 °C
• Punct de fierbere: 3.265 °C
• Stare: solidă
• Culoare: gri deschis

[modifică] Istoric

Siliciul a fost prima dată identificat de Antoine Lavoisier în anul 1787.

[modifică] Răspândire

Siliciul este foarte răspândit în natură, sub formă de cuarţ (SiO₂), masa sa alcătuind 27,5 % din cea a scoarţei Pământului. Este al doilea element ca răspândire pe Pământ, după oxigen.

[modifică] Utilizare

Siliciul este folosit ca materie primă în construcţia dispozitivelor semiconductoare şi în fabricarea celulelor solare

[modifică] Vezi şi

• Tabelul periodic al elementelor
• Lista elementelor chimice după nume
• Pneumoconioze

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钻 石的价值，决定于钻石的四个C字，钻石鉴定证书有人称之为钻石的第五个C字（CERTIFICATE）。其实，依据美国宝石学院所标示的名称为“钻石分 级报告书”或其他不切实际的名称。 时至今日，美国宝石学院所创立的钻石分级制度及术语，久已成为大众所公认的国际钻石语言”(THEINTERNATIONAL DIAMON LANGUAGE)，许多使用他种制度的鉴定所，亦引用其名词术语。现金有很多宝石鉴定所的从业人员虽未必均毕业于美国宝石学院，但所使用的钻石鉴定标准 却仍依据GTL所创立的制度作为范本，实因没有他种制度能代替广泛的公共认知性。 E~oI,!jF☆ ☆
钻石鉴定证书的由来 E~oI,!jF☆ ☆
美 国宝石学院（GEMOLOGICAL INSTITUTE OF AMERICA简称GIA）于1913年在洛杉矶成立，最初是用夜校及函授方式训练珠宝商如何评估价格，并提供珠宝批发价格的参考资料。但是在能评估价格 之前，必须先行确定品质。为着适应事实需要，GIA于是创立了自己的制度用以评估钻石及其他宝石的品质。 E~oI,!jF☆ ☆
第 二次世界大战后，纽约在钻石市场的地位日趋重要。向GIA探询如何认定钻石品质的珠宝商日益增多，以致于1953年后，GIA在纽约创立了第一所鉴定所， 开始签发钻石证书报告，即俗称的鉴定证书，以应需求。除了在纽约的检定所外，又在加州圣塔蒙尼卡（SANTA MONICA）及洛杉矶市区（目前洛杉矶鉴定所已结束）设立了另外二处鉴定所，因此有二处主要鉴定所。这些鉴定所的正式名称是”宝石业鉴定公司”（GEM TRADE LABORATOR, INC. 简称GTL），隶属于GIA，只作宝石鉴定，而不估价。 E~oI,!jF☆ ☆
GIA是一个非赢利性的组织，由美国各知名的珠宝商及社会名流共同支持而设立。所以GIA是美国珠宝者所共有共享的鉴定研究机构，其附属机构如GTL则为业者提供了鉴定服务，普遍为各界所信任，并不因其受美国珠宝业者所支持而予歧视。 E~oI,!jF☆ ☆
钻 石鉴定证书的产生使钻石买卖起了极大的变化，原来必须逐次鉴定品质，现在则可参考鉴定证书。按照GTL的声明，其所签发的证书，如作为买卖的依据时， GTL不负任何责任。但是由于其证书受到普遍的欢迎与信任，许多珠宝商们乐于使用它作为钻石品质的依据。证书的流通原来只在钻石商同业之间，最后终于到达 消费者手中，非但在美国本土流行，而且遍及世界，因此证书的需要日益增多，供不应求，形成钻石买卖的瓶颈。

钻石鉴定证书的功用及效力 E~oI,!jF☆ ☆
钻石鉴定证书（DIAMOND GRADING REPORT）的真正意义是钻石品质分级报告书，GIA曾一再声明所签发的是一份报告书而不是证书。这种报告书的主要目的在于： E~oI,!jF☆ ☆
• 辨别真假：凡是具有钻石鉴定证书的，显然是钻石而不是它种宝石或钻石冒品。 E~oI,!jF☆ ☆
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• 特征纪录：鉴定书上记载重量、尺寸、荧光反应等都是辨别该钻石的特征。尤其附图描画钻石特征内含物，是辨认的明确指示，若未画出钻石表面特征或内含物，亦未说明的钻石鉴定证书，便丧失了此一功能。 E~oI,!jF☆ ☆
• 品质分析：钻石的重量、颜色、净度、磨工（俗称车工）及比率，均详细载明于鉴定证书上，因此鉴定证书上是钻石品质的分析记录。 E~oI,!jF☆ ☆
• 估价参考：钻石能予正确估价之前，必须先了解品质。有关品质的资料大都载明于鉴定证书上，所以鉴定证书是古籍钻石价值的重要参考文件。 E~oI,!jF☆ ☆
• 留存资料：证书上所能记载的各项资料，对于以后的重新估价，进货成本的分析、销售统计等，都是非常明确方面的参考资料。 E~oI,!jF☆ ☆ 一、形状和切磨（SHAPE & CUTTING STYLE） E~oI,!jF☆ ☆
钻 石的形状（SHAPE）是指其正确轮廓亦即腰围层的形状，如：圆形、橄榄形、方形…等。钻石的切磨（CUT）它是钻石4C的第一个C，因刻面的形状、数量 及其排列方式的不同，而有各种不同的形式，譬如：明亮型（BRILLIANT）、阶梯形（STEP）、混合式（MIXED）…等等。 E~oI,!jF☆ ☆
钻 石的切磨和形式非常繁多，但最普遍的形式是足翻明亮型（FULL-CUT BRILLIIANT，通常称为（BRILLIAT），计有五十八刻面，即冠部三十三刻面，底部二十五刻面（包括尖底面在内，如果没有刻面，则底部为二十 四面），最为常见形状为圆形，即圆形明亮型（ROUND BRILLIANT）。 E~oI,!jF☆ ☆
除 了圆形明亮型以外，其它各种形状或形式的切磨统称为花式切磨（FANCY CUT）。花式切磨只是一个笼统的名称，其中若再分门别类可分为下列三种：首先是圆形明亮型的变化体：计有橄榄型明亮型（MARQUISE BRILLIANT）、梨形明亮型（PEAR BRILLIANT）、椭圆形明亮型（OVAL BRILLIANT）、心形明亮型（HEART BRILLIANT）等；其次是从祖母绿式（EMERALD CUT）切磨变化出来的方形体：包括各种方形钻石形状在内，譬如马头、鱼、蝴蝶、网球拍、十字架、三角形、半月形、人头肖像等等，形形色色，无奇不有。 E~oI,!jF☆ ☆
另有二个名词亦常见记载于形状和切磨栏的是： E~oI,!jF☆ ☆
1. 混合式（COMBINATION或MIXED CUT）：冠部是某一形式而底部则是另一形式 E~oI,!jF☆ ☆
2. 修饰型（MODIFIED CUT）：依据某一型式为原则，而加以稍微的更改者。 E~oI,!jF☆ ☆
所谓明亮型（BRILLIANT CUT）指的是刻面安排为放射形方式，好比日月 E~oI,!jF☆ ☆
星辰的光芒向外放射一般，譬如冠部为明亮型者，则中央为桌面，四周则通常为八个风筝面，八个星形刻面，以及十六个腰上刻面所围绕；底部则通常以底尖为中心，各刻面如光芒状向外辐射开来。 E~oI,!jF☆ ☆
所谓阶梯式（STEP CUT）亦即祖母绿式（EMERALD CUT），则刻面安排为层状的阶级，一层一层由中心向外排列。混合式切磨则为结合了明亮型的阶梯式的切磨。 E~oI,!jF☆ ☆
形状与切磨的叙述法是先写形状，再写切磨样式。例如外形圆的钻石，如果冠部与底部均为明亮型，则正确叙为圆形明亮型（ROUND BRILLIANT CUT）；同样的钻石，如果冠部为明亮型，而底部为阶梯式，则写为圆形混合式（ROUND MIXED CUT）。 E~oI,!jF☆ ☆ 二、尺寸（MEASUREMENTS） E~oI,!jF☆ ☆
测 量钻石的尺寸均以公厘（MILLIMETER或可缩写成mm，通常简略不写）为单位，记录至公厘以下的第二位小数为止。由于每次测量的部位未必完全相同， 而且使用不同的宝石测量卡尺都会有微小的误差，所以同样一颗钻石若有二份不同证书，其尺寸会稍有不同，前后二次的测量，亦会有不尽相同的结果，但以不超出 0.02mm为限度。 E~oI,!jF☆ ☆
圆钻在分厘卡尺的精密测量下并不纯圆，所以记录最小及最大直径（DIAMETER）和全深（TOTAL DEPTH，即整个钻石的厚度），花式钻石记录其长、宽、高，因此都有三项尺寸数字。三、重量（WEIGHT） E~oI,!jF☆ ☆
重 量以公制克拉（CARAT）为单位，它是钻石4C的第2个C，每一克拉等于二百亮克（MILLIGRAM）。或换算成0.2公克，因此1公克等于5克拉。 钻石计重至克拉以下第二位小数为止，第三位小数得依情况四舍五入或不计。第二位小数为“分”（POINT），每克拉等于100分。 E~oI,!jF☆ ☆
在 中东有一种刺槐树，它所结的子的重量和大小相当一致。这种树的英文名称为CAROB TREE，在当地相当普遍。古时候最先由珍珠商将其所结的子作为珍珠的重量单位，便是CARAT，即克拉作为重量单位的来源。克拉现已普遍用做宝石的重量 单位，最初各地区的克拉重量稍有出入，但自1913年美国规定每克拉等于二百毫克后，各先进国家均以此作为标准，不再有高下。四、全深百分比（DEPTH %） E~oI,!jF☆ ☆
钻 石的切磨比例（PROPORTIONS）主要包含以下几项，并以腰围的宽度（圆钻则为平均宽度）作为1，或写100%做基准：(1) 全深百分比（DEPTH%）， (2)桌面百分比（TABLE%），(3)腰围厚度(GIRDLE THICKNESS)， (4)尖底大小（CULET SIZE），以及属于表面修饰的，(5)磨光，或称抛光（POLISH），和6)对称（SYMMETRY）。 E~oI,!jF☆ ☆
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圆钻的全深百分比是将全深（厚度）除以最小与最大直径的平均数，再化为百分比而所得之数，换言之，即为钻石厚度与直径的百分比。全深百分比算至小数点以下第一位，第二位四舍五入。 E~oI,!jF☆ ☆
例如：圆钻：直径6.50-6.59厚度3.83→ (6.50+6.59)/2=6.545=6.55（四舍五入）8.83/6.55=0.5847=58.5%=全深百分比。 E~oI,!jF☆ ☆
花式钻石将高（全深）除以宽度即得，而不计其长度。 E~oI,!jF☆ ☆
例如：花式钻石：长13.18宽8.24高5.45→ 5.45/8.24=0.6614=66.1%=全深百分比。 E~oI,!jF☆ ☆
记 录全深百分比的主要目的仅在于了解该颗钻石的大概厚薄情形，百分比越大，表示该钻石越厚，越小表示越薄。但是钻石的全深受桌面大小、冠部高度、腰围厚度及 底部深度的影响，其中尤以桌面大小的变化最多，桌面大时则冠部薄，以致全深百分比数小，反之全深百分比数大。 理想的冠部角度应为34 1/2°，底部深度为43.1%。但深据实际观察的经验，冠部角度若于32°至36°范围内，底部深度从42.5%至45.5%之间，钻石都能发挥其光 彩，由于各种方向而并不自某一特定位置观察时为然。 E~oI,!jF☆ ☆ 五、桌面百分比（TABLE%） E~oI,!jF☆ ☆
圆 钻桌面最长一组对角线的长度除以直径的平均数、花式钻石以桌面宽度除以钻石宽度，所得的百分比即为桌面百分比。桌面百分比计算至整数为止，小数点四舍五 入。 对桌面来言，影响桌面大小最明显的是冠部厚度。除了冠部厚度外，桌面大小尚受冠部厚度的影响，如冠部维持一定的厚度，则冠部角度越大时桌面越大，越小时桌 面亦越小。 在近代钻石切磨理论中，最引起争议的是桌面大小，迄今尚无绝对标准。在冠部角度合乎理想的34 1/2°时，最常见的桌面为58%至65%，过小或过大的桌面并不是一般人所喜欢的。 E~oI,!jF☆ ☆
根据美国宝石学院现行对钻石切磨分级的建议，桌面依其大小可分为下列四种类型： E~oI,!jF☆ ☆
小型桌面：53%至60% E~oI,!jF☆ ☆
中型桌面：61%至64% E~oI,!jF☆ ☆
大型桌面：65%至70% E~oI,!jF☆ ☆
超大型桌面：71%或以上。 E~oI,!jF☆ ☆
桌面大小对亮光、火光以及外观大小的影响： E~oI,!jF☆ ☆
桌面较小 桌面较大 E~oI,!jF☆ ☆
亮光 较密集（感觉少） 较扩散（感觉多） E~oI,!jF☆ ☆
火光 较多 较少 E~oI,!jF☆ ☆
外观大小 较小 较大 E~oI,!jF☆ ☆ 六、腰围（GIRDLE） E~oI,!jF☆ ☆
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钻石鉴定证书上的腰围栏，所记载的包括下列二项： E~oI,!jF☆ ☆
(一)厚度（GIRDLE THICKNESS）：要位的厚度依次区分为下列八种情形： E~oI,!jF☆ ☆
1. EXTREMELY THIN 极薄 E~oI,!jF☆ ☆
2. VERY THIN 很薄－尚可 E~oI,!jF☆ ☆
3. THIN 薄 E~oI,!jF☆ ☆
4. MEDIUM 适中 E~oI,!jF☆ ☆
5. SLIGHTLY THICK 稍厚 E~oI,!jF☆ ☆
6. THICK 厚－尚可 E~oI,!jF☆ ☆
7. VERY THICK 很厚 E~oI,!jF☆ ☆
8. EXTREMELY THICK 极厚 E~oI,!jF☆ ☆
腰围所具有的厚度，其作用在便于镶嵌及避免钻石因其过薄而脆弱。薄弱的腰围，对抵抗崩裂的能力，当然不如厚实者之为强。但是腰围只需要些微厚度，便已足够坚实，过厚的腰围使钻石保留了不切实际的重量，亦使钻石显得厚笨而面积变小，故过厚或过薄的腰围都不是良好的腰围。 E~oI,!jF☆ ☆
腰 围的厚度当然以厚薄适中为最理想，但是钻石的成品是从钻石的原石结晶体切磨而来，天然结晶体的形状难免有不尽均匀理想之处，因此实际上所见的腰围往往有厚 薄不均的现象。譬如鉴定书的腰围项下若记载着THIN TO SL.THICK（薄至极厚），即表示些腰围有一部分为薄、一部分为适中、一部分为稍厚，其中最窄部分为薄，最宽部分为稍厚。厚薄部分的分配不一定平均， 有时薄的部分多而厚的部分少，有时厚的部分较薄的部分多。 E~oI,!jF☆ ☆
厚 薄的分配以平均而渐进为良，倘厚处突然变薄，则腰围显得不平整而呈现波浪形，这种腰围应视为对称上的缺陷之一。腰围厚薄所跨越级数愈多，表示其不平整而愈 为不良。呈现波浪形的腰围表示底部刻面排列的角度不一致，或在腰围下有较大的天然糙面或额外刻面。GIA制记录腰围的厚度是用目测估计，并不实际测量其百 分比，所以通常使用上述八种情形叙述厚薄情况，而不记录其百分比。 E~oI,!jF☆ ☆
(二)磨工情况（SMOOTHNESS OF GIRDLE）： E~oI,!jF☆ ☆
除了磨光或有刻面的腰围外，正常的腰围应似白雾般半透明，表面非常平滑。如果磨边时过于粗心或急促，粗糙不平，成为粗糙腰围（ROUGH GIRDLE）。 E~oI,!jF☆ ☆
已经磨光的腰围记录：POLISHED。有刻面的腰围记录为FACETED。细致、磨光或有刻面的腰围都应视为良好的腰围，仅有粗糙的腰围应视为切磨上的缺陷之一，而略减损钻石的美观。 E~oI,!jF☆ ☆
腰围上如果出现须裂纹，围城须边（BEARDED或FEATHERED GIRDLE）。须边通常不标示于附图上，仅记载于备注栏内。依照GIA制，若腰围出现明显须裂纹的钻石，其净度等级就列入纯净级（FL）或内部纯净级（IF）。七、尖底面（CULET） KLc43jwpC☆ ☆
在明亮型五十八刻面之中，尖面亦算作一面，其大小依次分为下列： KLc43jwpC☆ ☆
1. POINTED或NONE 无 KLc43jwpC☆ ☆
2. VERY SMALL 很小 KLc43jwpC☆ ☆
3. SMALL 小 KLc43jwpC☆ ☆
4. MEDIUM bsp 适中 KLc43jwpC☆ ☆
5. SLIGHTLY LARGE 稀大 KLc43jwpC☆ ☆
6. LARGE 大 KLc43jwpC☆ ☆
7. VERY LARGE 很大 KLc43jwpC☆ ☆
8. EXTREMELY LARGE 极大 KLc43jwpC☆ ☆
尖底面的大小对于钻石的光彩与价值并无明显的影响，一般正常的尖底面应为小或适中。没有尖底面容易使面尖端崩折。过大的尖底面目前已很少见，虽较不雅观，但如将底部稍微修磨，仅损失微小重量，就能改正过来。 KLc43jwpC☆ ☆
对于未磨光、粗糙或看似一小白点的尖底，通常称之为ROUGH，磨损或断裂的尖底则称为ABRADED或CHIPPED。这二种不正常的尖底应予重新修磨，但并非严重的缺陷。八、修饰（FINISH）、磨光（POLISH）、对称（SYMMETRY） KLc43jwpC☆ ☆
磨 光是指钻石表面每一刻面抛光细腻的程度，主要是判断有无明显的磨轮纹（WHEEL MARK）或烧伤痕（BURN MARK）的存在。严格来讲，钻石对称的分析应分为二大类：一是严重性的或称主要（MAJOR）对称不良，应归纳于比率范围内考虑，而叙述于备注栏内。二 是轻微性的或称次要（MINOR）对称不良，是指刻面的形状和排列是否齐整或恰当，应列为修饰范围内，仅综合判断其优劣等级，记载于对称栏内。 KLc43jwpC☆ ☆
分析磨光与对称的优劣程度，通常以下列五级为评定标准： KLc43jwpC☆ ☆
EXCELLENT 优良 KLc43jwpC☆ ☆
VERY GOOD 很好 KLc43jwpC☆ ☆
GOOD 好 KLc43jwpC☆ ☆
FAIR 尚可 KLc43jwpC☆ ☆
POOR 不良 KLc43jwpC☆ ☆
KLc43jwpC☆ ☆
在 所有宝石之中，最为讲究磨光与对称的，应属于钻石。严重的磨光或对称不良，只是例外，非常罕见，若能发现时尚应于备注栏内加以说明。钻石切磨的优良与否， 不能只凭「修饰」栏内磨光与对称的优劣予以判断，更须考虑整个钻石的切磨比率与角度是否恰当。事实上，磨光与对称影响钻石的价值，每项仅限于很小的百分 比。通常约在1~2%范围内，很少达到3%，因为不良的磨光或对称能以重新磨光或略加修整而改正过来，但比率或角度不合乎标准，较难予修改，若予修改，则 重量的损失较多，故对钻石切磨品质高低的影响较大。

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JIS（Japanese Industrial Standard）标准是由日本工业标准调查会（Japanese Industrial Standard Committee 缩写JISC）制定的。

JIS标准各类钢铁产品标准由标准代号、字母类号、数字类号、序号、制定（或修订）年份组成见下表。

JIS标准中钢铁产品牌号字母代号见下表。

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＜切　削＞

　 切削加工に関して当所では、昭和32年度より、作業標準設定の研究を進め、すでに各種材料について旋削、、フライス加工標準のノモグラフ を作成し、産業界に配布した。これら作業標準設定の研究とともに、被削性の向上および工具寿命の改善も重要な課題であり、切削機構の研究、仕上面に関する 基礎研究、工具摩擦に関する基礎研究、被削性試験法の研究等に力を注いでいる。
　また、これらの基礎の上に物理制御部と協力して最適の加工条件を選択しつつ、かつ、工具摩擦、機械の変形等による加工誤差も修正しつつ加工を行う適応制御工作機械開発のための研究を進めている。

＜研　削＞

　 研削加工に関する研究としては、研削作業標準の設定の研究、研削作用を支配する研摩作業面状態の微視的挙動の解明等、研摩、研磨機構の基 礎研究の実施、さらに、ベルト研削や従来の2〜3倍程度の高速研削等の研究を進める他、研削盤の最適制御の研究にも力をいれている。ホーニングについて は、ホーニング加工機構の理論的、実験的解明、ホーニング加工基準の確立、ならびに加工装置、工具等の開発研究を行っている。

＜特殊加工＞

　 切削、研削加工に次いで刃物、砥石を用いない第3の加工法ともいうべき、電気化学的加工の分野は近年目ざましい発展をとげつつある。 当所では主として電解加工法をとりあげ、電解型ぼりについてはすでに、基礎技術を確立した。さらに基礎的問題として防食剤と加工性のような電気化学的解明 を進めるとともに電解旋削、電解ホーニングについても、加工装置、加工方法、および加工液等についてその開発研究を推進している．また、電子的に加工間げ きを算出し、送り量および加工電流を制御する方式および装置の研究を行っている。表面処理技術については、気相メッキ法の研究を行っている。

23-1 「学習制御方式倣い電解ホーニング機」		複雑形状で難削材料の加工用に開発されている学習制御方式倣い電解ホーニング機である。この機械の基礎資料は、内面、外面、平面の各 電解ホーニングの実験から得られたもので、電算機を内蔵し、試行錯誤学習方式で、諸条件を同一時限で処理演算し、これによって機械部が運転される。機械の 指令は工作物精度の限界値によって行われる。資料の推測、洞察は最後に指令者が行う学習制御方式技術情報集録装置である。
23-2 「工作機械の適応制御」		あたかも機械に意志があるかのごとく、与えられた加工物と工具の組合せにおいて、最適の切削条件が自動的に決定されて制御される最適 化、ないし適応制御の研究がまず旋盤を対象として行われている。最適化の目標としては生産性、生産コスト、精度等とし、それらに関連のある物理量が切削場 の周辺から検出され、そのシグナルによって前記の評価関数を最大、または最小にすべく切削条件が制御される。
24-1 「研削加工」		研削作業中の砥石円周面上における砥粒減耗状態、特に砥粒逃げ面摩耗状態の測定は研削過程における研削現象の動向を知るうえで最も大 切なことである。そこで砥石面へ投射した光線の砥粒逃げ面からの反射光を検出して、砥粒逃げ面摩耗面積、砥粒切れ刃間隔などを高速測定できる装置を試作し （写真A）、この装置を用いて研削機構の解明を進めている。研削実験中にこの装置から得られるデータ数はきわめて多量になるため、データ処理はすべてディ ジタル計算機によっている。写真Bの装置は測定量をディジタル化し、その値をディジタル印字したり、計算機用紙テープ、あるいはカードに穿孔するデータ集 録装置である。この集録装置の主要性能は、入力4チャンネル、最大サンプリング速度5KC／S、最大メモリ数16000語（10進3桁）である。この集録 装置は、研削中のびびり振動、研削仕上面粗さなどの解析にも利用されている。
25-1 「電解加工の最適制御」		電解加工精度に影響を与える電極送り送度、極間電圧、加工液の電気伝導度、流量、加工間隔などの諸因子を制御することにより、加工精 度を大幅に向上させる目的で最適制御の研究が始められた。写真は、この研究に使用するために試作したディジタル方式の電極送り機構をもつ電解加工機であ る。研究の第一段階として、電極送り速度、極間電圧、加工液の電気伝導度を測定して、自動的に加工間隔を計算する装置を試作している。
25-2 「Ｘ線マイクロアナライザ」		この装置は、約0.3μ程度に細く絞った電子線を試料表面に照射し、その部分から生ずる特性X線、後方散乱電子線、試料電流等を利用 し微小部分の定性、定量または元素の分布等種々の情報を得るものである。この装置は、本体である分光器、電源コンソール、E.B.S. コンソール、記録コンソールから成り立っている。

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＜光学および精密測定＞

　 以前から行われていた光学像の修正については再回折法による不鮮明像の鮮明化のための技術を確立した。ホログラフィについてもすでに基礎 的な研究を終わり、光学測定技術、情報処理技術として非常に有望であるので、この応用面の開発を進めている。またロケットや人工衛星に搭載し、大気圏外に おいて安定な高分解能を有する分光装置の開発のための研究や電気露出計、露光量測定装置に関する光電測光技術の研究を行っている。さらに強磁性体の薄膜を 使用して新しい型式の磁気ヘッドを作成し、機械的変位量の測定等の研究も進めている。

＜システム工学＞

　 生産性の向上、あるいは生産コストの低減は、生産ラインの能率的運営にある。従来経験と勘にたよっていた生産ラインの流れの問題を合理的 な手法により解決するため、機械工業の加工生産プロセスの最適化を目標に、システム工学という立場より、生産管理のための研究を行って、すでにいくつかの 自動作成プログラムを完成し、実工場において効果をあげている。さらに、都市交通の信号制御系の最適設計のために、交通網における交通流れの解析と管制方 式の理論的解析を実施している。

　また、自動設計については、設計者の判断が加えられながら設計を進められるような自動設計装置の試作やシーケンス制御回路設計のための研究を行っている。

＜自動制御＞

　熱流体部と共同で流体サーボ系への流体増幅素子の応用や、生産加工部と共同で加工費最少、生産性最大の最適加工条件を選択しつつ加工し、かつ工具摩耗、機械の変形等による加工誤差も修正しつつ加工を行う適応制御工作機械開発のための研究を行っている。

3-1-2 「ホログラフィ」		ホログラフィは、光の強さのみを記録する従来の写真とは異なり、干渉性の強いレーザー光を用い、光学情報を含む信号波面を他の参照波 面と干渉させ、その干渉縞を記録することにより、信号波面の強さとその伝播方向の両者を記録することのできる新しい光学技術であって、その特長の多い性質 は近年各方面から注目を集めている。ホログラフィにおいて、干渉縞を記録した写真乾板はホログラムと呼ばれ、光の波面の記録、結像作用、光学情報の多重お よび高冗長度記録、二つの光学情報の変換等の性質をもち、立体像の記録、特殊な結像、光学的情報処理、精密測定等の分野への応用が検討されている。当所で はホログラフィの基礎および応用について多角的な研究を進め、立体像および色彩像の記録、再生をはじめ、測定の分野では機械部品等の粗面物体の形状および 変形の干渉測定、パルスレーザーによる流体の干渉測定など、情報処理の分野ではホログラムを用いたフィルタリングによる雑音中からの信号の検出、二つの光 学情報の相関および変換などについて研究を進め、これらの技術の実用について、特に宇宙開発に関連する技術開発の一環として検討をつづけている。 A：再生された像の一例 B,C：ホログラムによる指紋の照合 Bは、問題の指紋（左側）が求める指紋に一致した場合で、強いスポット（右側）が生じているが、一致しない場合はCに示すようにスポットは現れない。
4-1 「写真法による回折格子の製作」		モワレ装置用の回折格子、あるいは空間周波数フィルタとしての回折格子を写真法によって製作する研究が行われている。この方法は移動 テーブル上の乾板を、ほぼ等間隔で送りながら乾板上に線像をストロボ照明で記録するもので、任意の格子間隔の格子が記録できる。空間周波数フィルタとして の回折格子は、図形の特徴抽出などに応用することができる。
4-2 「機械的変位量測定への強磁性体薄膜の応用」		強磁性体薄膜を素材として開発された新しい型式のトランスデューサとその応用の研究で、フォトエッチング技術により多数個の磁束応答 型磁気ヘッドを一挙に作製し、それをそのまま群として動作せしめる、従来の磁気ヘッドはすべて三次元的形状であるが、薄膜ヘッド群は二次元的であり、その 製造に組立工程が存在しないので寸方精度と性能を高め、マイクロ化し、また製造コストを低くすることができる。機械的変位量の測定をはじめとして、情報処 理等の分野で、従来のヘッドでは不可能な面の応用を実現するために基礎実験を重ねている。 写真A　薄膜磁気ヘッド群パターンの一例（左）と従来の磁気ヘッド（右） 写真B　機械的変位量実験装置
5-1-2 「グラフィックディスプレイを利用する機械設計の研究」		人間のする仕事のある部分を電子計算機に行わせることにより、その仕事の能率と質の向上が期待できる。このことは機械設計の分野でもいえるであろう。 　 グラフィックディスプレイは人間と電子計算機が図形の形で情報の交換ができる優れた能力をもっている。さらに、この情報交換を高速で実行してく れるので、その能力を十分に使いこなせば、人間は電子計算機と情報の交換をするのに、ちょうど人間と話しをしているような速さですることもできる。 　そこで、この装置を有効に利用すれば、電子計算機を機械設計のための人間のよき協力者にすることができるであろう。この考えの基に、目下、マンマシン機械設計システムの開発が進められている。
6-1-2 「中品種中量生産工場の日程計画」		ある機械部品メーカーの主力工場をモデルに、毎月の生産計画が与えられると、電子計算機が毎日の日程計画を作成する「自動スケジュー リング・プログラム」が開発されている。人間のもつ直感力や経験にもとづく判断力を合理的にプログラムする発見的手法（ヒューリスティック・プログラミン グ）を導入することによって、工場の平均在庫量と製品の平均滞留時間が大幅に削減されるとともに、日程計画のコストそのものも低下する。 　図はモデル工場の機械配置ですべての製品はⅠ工程→Ⅳ工程と順次加工される、典型的なフローショップである。この工場では、平均在庫量が1カ月分から10日分に減り、100万円程度の経費削減が見込まれる。
6-1-2 「多品種少量生産工場の日程計画」		ある工作機械メーカの主力工場をモデルに、半期の生産計画を与えると、電子計算機が毎月の生産計画と毎週の日程計画を作成する「自動 スケジューリング・プログラム」が開発されている。毎月できるだけ同じ個数のパターンで製品を作るというサイクリック生産の概念を導入することによって、 機械の負担変動と日程計画のコストが大幅に削減される。 　図はボール盤と平削盤の負荷工数の改善案（電子計算機による日程計画）、実線は待ち工程を認めない場合を示す。 　もし多少の待ちが許されれば、負荷工数の変動は1%程度に押えられる。

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