다이아몬드 이야기-1

[지세정]

다이아몬드 이야기

1. 다이아몬드란?

     보석 중의 제왕인 다이아몬드!

고대 그리스인들은 다이아몬드를 하늘에서 지구로 떨어진 별 조각들 혹은 신이 흘린 눈물 방울로 신성시하면서 자신을 지켜주는 부적으로 사용해 왔다다. 이렇게 수 세기 동안 부적으로 사용되었던 다이아몬드는 1,074년 헝가리 여왕의 왕관에 장식물로 쓰이면서 보석으로서 의미를 가지게 되었다. 이후 프랑스와 영국의 왕실에서도 다이아몬드를 장신구로 사용하면서 그 가치가 점점 더 높아졌다.

이렇듯 다이아몬드는 힘, 권위, 특권의 상징으로 제왕들의 왕관과 귀족들의 장신구에 주로 장식되어 사용되어 왔으며, 지금은 “영원한 사랑”을 상징하면서 사랑의 증표로써 가장 각광을 받는 보석이 되었다.

다이아몬드는 약 99.8% 이상의 탄소(C) 성분으로 만들어 졌으며, 육안으로 보기에 무색·투명한 고체 상태의 광물질이다. 다이아몬드는 자연이 만들어낸 가장 경도가 큰 물질로써 광채가 매우 뛰어나고, 쉽게 변하지 않는 성질을 가지고 있어서 보석의 제왕이 되었으며, 금강석(金剛石)이라고 불린다. 그러나 다이아몬드는 광산에서 원석을 채굴하고, 어려운 여러 기술적 가공 공정(컷트, 연마 등)을 거쳐야만 아름다운 광채를 발하는 보석으로 다시 태어나서 귀금속 장신구로 이용될 수 있다.

다이아몬드는 보통 연필심으로 쓰이는 흑연(Graphite)과 똑같은 탄소로 만들어 졌지만 이들은 내부의 탄소원자의 배열방법이 서로 달라서 그 외형인 모양과 물리적 및 광학적 성질이 달라서 그 가치와 용도가 엄청나게 차이가 난다.

2. 다이아몬드의 원석

광산에서 채굴되는 다이아몬드의 원석은 심부지각에서 천연적으로 만들어지는 광물의 일종이며, 매우 다양한 모양과 색상을 나타낸다. 다이아몬드가 다양한 색상을 띠는 이유는 다이아몬드에 함유된 미량의 불순한 성분들 때문이며, 불순 성분의 종류와 함량에 따라서 색상이 달라진다. 그림-1은 광산에서 채굴된 다양한 모양과 다양한 색상을 보여주는 다이아몬드의 원석들의 사진이다.

3. 다이아몬드의 모양

그림-2는 자연에서 산출되는 다이아몬드 원석의 결정 모양의 종류에 대한 모형이다. 다아아몬드의 원석은 대부분이 8면체의 결정모양으로 산출되며, 4면체, 6면체, 12면체, 20면체는 드물게 나타난다. 그 중에 4면체와 6면체의 매우 결정은 드물다. 그림-3은 천연에서 발견되는 다이아몬드 원석의 다양한 결정형태를 보여준다.

4. 다이아몬드의 성분 및 색상

천연의 다이아몬드의 원석광물은 탄소(C)가 무게 중량으로 99.895∼99.98% 이상 차지하고 있으며, 0.02∼0.05%% 정도의 불순 성분을 함유한다. 불순한 성분은 주로 질소를 위시하여 산소(O), 수소(H), 붕소(B), 황(S) 등 약 25개의 원소 이며, 그 외에 세립질의 고체상 광물입자 등이 포획되어 있다.

다이아몬드를 구성한 탄소원자가 결정격자 내에서 일부 결손되면 탄소 원자의 크기가 비슷한 다른 질소(N) 같은 원소들이 결손된 위치에 대신 치환하게 된다(그림-4).

불순 원소가 거의 없는 다이아몬드는 보통 무색·투명하다. 그러나 결손된 탄소원자를 치환한 불순 원소의 종류, 농도, 원자 배열상태에 따라서 다이아몬드는 다양한 색상을 띠게 된다. 그 이유는 빛이 프리즘을 통과하면 굴절현상으로 무지개 색을 띠는 것 처럼 다아아몬드에 빛이 들어오면 굴절되어 다른 다양한 파장(wave length)의 빛으로 반사되어 나가기 때문에 다양한 색상은 띠게 된다.

지금까지 알려진 바로는 다이아몬드의 결손된 탄소원자 자리에 2개의 질소(N) 원자가 대신 치환되면 초록색을 띠게되고, 질소원자 1개가 치환되면 분홍색, 질소원소가 미량 치환된 경우에는 노란색, 붕소(B)가 미량 치환되면 파란색을 띤다. 그리고 다이아몬드 내부에 흑연이나 철광석 등 흑색의 광물 세립자가 불순물로 내포되는 경우는 “블랙 다이아몬드”가 된다. 그림-5은 다양한 색상을 보여주는 다이아몬드의 원석들 이다.

       다이아몬드 내의 불순물의 함유량이 높을수록 다이아몬드 색상의 불투명도가 높아진다. 그림-6과 같이 노란색, 연두색, 회색, 파란색 등의 불투명도가 높고, 가공되지 않은 자연 그대로의 거칠은 다이아몬드를 “러프(Rough) 다이아몬드”라고 하며, 투명도는 일반 다이아몬드와 유사하나 색상이 다소 연한 샴페인 색을 띠는 다이아몬드를 “브라운다이아” 혹은 “꼬냑다이아”라고 불린다.

[조영민]

지박사
마니 배우고 갑니다.