보석학(Gemology)에 관한 내용 정리

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보석학(Gemology)에 관한 내용 정리에 대한 보고서 자료입니다.

목차

I.
1. 보석학이란?
2. 보석의 감별과 감정

II.
1. 보석의 조건
2. 천연석과 인조석
3. 보석의 명명
1). 학명
2). 업계명
3). 상업명
4). 오명
5). 귀석과 반귀석
4. 보석의 물리적 특성
1). 내구성
2). 비중
3). 열성
5. 보석의 색
1). 체색(body color)
2). 자색보석과 타색보석

III.
1. 광물과 암석
2. 보석광상과 채광
3. 결정질과 비결정질
4. 결정의 변형
1). 쌍정(雙晶; Twin crystal)
2). 잠정질(潛晶質; Aggregate)
5. 결정의 구조
1). 결정의 요소
2). 유닛셀(Unit cell; 單位細胞)
3). 결정축 (Crystal axis, 結晶軸)
4). 정벽(晶癖; Habit)

IV.
1. 합성석과 인조석
2. 보석의 합성법
1). 용융체에서의 성장법
2). 용액으로부터의 결정성장법
3). 기타방법

본문내용

한 결정을 얻을 수 있다는 점이며, 단점은 시설비가 많이 든다.
이 방법으로는 무색의 합성 큐빅지르코니아를 대랑 생산해내는데 적당한 착색물질을 첨가하여 주황색, 황색, 녹색, 갈색 등의 변종들을 만들 수 있다.
확대해 보면 일반적으로 깨끗하나 가끔 용해되지 않은 산화지르코늄의 분말이나 기포를 발견할 수 있다.
(4) 부분 용융법(Zone Melting)
이 방법은 1925∼1935년 사이에 키로풀로스(S. Kyropoulos)에 의해 개발된 방법으로 현재는 많이 개선되어 사용되고 있다.
이 방법은 한 순간에 원료물질 중 한 부분 또는 한 지역만 용융한다. 원료물질은 분말 형태 또는 용융시킨 막대형태이다.
이 방법은 시료에 들어 있는 불순물이 그대로 용해된 상태로 남아 있기 때문에 순도가 높은 결정을 길러낼 수 있는 장점이 있다.
합성 커런덤과 합성 알렉산드라이트를 이 방법으로 생산한다.
이 방법으로 만들어진 합성석은 내포물이나 커브선 등의 확대 식별 특징이 거의 없다.
2). 용액으로부터의 결정성장법(Solution Method)
1) 플럭스법(Flux melt method) 또는 융제 용융법
이 방법은 원래 루비의 합성을 목적으로 개발되었으나 선호 받지 못하고, 1930년대에 한 독일 화학회사에 의해 합성 에메랄드의 상업적인 목적으로 개발되었다.
이에 대한 자세한 방법에 대해서는 1968년 이 연구과제에 다년간 참여했던 에스피그(Espig)에 의해 발표되었다. 그의 연구 발표로 인해 합성 에메랄드의 용재 육성 과정의 많은 숙제들을 해결할 수 있는 바탕이 마련되었다.
이 방법의 기본 원리는 분말로 된 원료와 용재를 백금 도가니에 넣어 섞은 다음 가열하면 용융이 되는데 이 용융물이 냉각하면서 결정화가 이루어진다.
이 방법의 장점은 높은 융점으로 안정된 제품을 얻어낼 수 있다. 반면 단점은 설비비가 많이 들고 결정의 성장속도가 매우 느리다.
이 방법은 주로 합성 에메랄드, 합성 루비 그리고 소량의 합성 알렉산드라이트를 생산하는 데 사용이 되고 있다. 최근에는 합성 사파이어도 생산되고 있다.
이 방법으로 만들어진 합성석에는 천연의 것과 비슷한 내포들이 나타나는데 일직선이나 각진 색대가 나타날 수 있다.
또한 도가니에 쓰이는 금속의 작은 조각(보통 육각형의 백금판)들이 나타날 수 있으며 용해가 되지 않은 용재(Flux)의 덩어리도 있을 수 있다.
2) 수열법(또는 열수법; Hydrothermal method)
수열법이란 고온고압 하에서 결정이 자란다는 뜻에서 나온 말로 지하의 수열 광산에서 천연적으로 광물이 결정화되는 과정을 인공적으로 재현한 것이다.
물을 일부 채우고 밀폐된 용기에 원료물질을 넣고 상압에서 물의 비등점인 100℃ 이상으로 가열한다. 용기가 밀폐되었으므로 수증기가 빠져 나오지 못한다. 약 200℃가 되면 모든 물은 사라지고 용기(Autoclave)는 무겁고 뜨거운 수증기로 채워지게 되며 이 수증기는 정상 조건에서는 용해되지 않는 물질을 용해할 수 있게 한다.
쿼츠와 에메랄드를 이 방법으로 육성시키는데 쿼츠는 용액 반응(Reaction), 에메랄드는 이동(Transport)에 의해 육성되는 것이다. 이 두 과정 모두 원료물질이 용해되는 뜨거운 부분과 결정이 성장하는 온도가 약간 낮은 부분의 온도차에 의해 이루어진다.
이 방법의 장점은 높은 온도로 정확한 결정의 성장을 유도할 수 있다는 점이며 단점은 시설비가 매우 높고 운용 비용도 많이 든다. 또한 성장 속도가 느려 쿼츠나 큰 에메랄드 결정을 얻기 위해서는 50∼70일 정도가 결린다.
이 방법으로 합성 가능한 보석들은 합성 쿼츠, 합성 에메랄드, 합성 루비 등이다
합성 쿼츠는 대부분 무색이며 주로 산업용도로 쓰여진다. 그 외 색깔의 쿼츠도 생산되며 황색과 자색의 합성 쿼츠는 소련과 일본에서 상업적으로 생산되고 있다.
수열법으로 만든 합성석도 융재법(플럭스법)으로 만든 합성석처럼 천연 보석의 것과 흡사한 내포물을 지니고 있다.
직선적이거나 각진 색대를 보이는 경우도 있고 종자 결정이나 못머리같이 생긴 내포물도 보인다.
3). 기타 방법
(1) 합성 오팔
1961년 이전에는 오팔의 유색효과를 이해하지 못하였으므로 오팔의 합성은 불가능하였다. 오팔의 화려한 광학 효과가 규칙적으로 촘촘히 배열된 동일한 크기의 실리카 구형 물질에 기인한다는 사실을 알고 나서는 이 구조를 재현시키는 방법이 가능해져서 마침내 1974년 길손에 의해 합성 오팔이 시중에 소개되었다.
합성 오팔은 화이트, 블랙, 파이어 오팔 등 다양하다. 현재 일본산 오팔이 시중에 거래되고 있으며 차후에는 그 외 지역에서 제조된 것도 많이 거래가 될 것이라 생각된다.
합성 오팔 제조법에 대해서는 기업의 비밀사항으로 되어 있다.
(2) 합성 다이아몬드
최근 들어 합성 기술의 진보가 현저하게 두드러지면서 모든 보석의 합성이 가능하게 되었는데 다이아몬드도 합성으로 만들 수 있지 않을까 하고 생각하는 사람도 많았을 것이다.
다이아몬드의 합성은 1954년 미국의 제너럴 일렉트릭사(General Electric Company)에서 처음 성공한 후 최근까지 커다란 합성 다이아몬드를 실험용으로 제작하였으나 그 수효가 극히 제한되었고 보석업계에 유통되지 않았다.
그런데 1985년 스미토모(Smitomo)전기에서 1∼2캐럿 크기의 보석용 합성 다이아몬드 결정체를 성공적으로 생산하였다고 발표하였다.
실용적으로 사용하고 있는 합성 다이아몬드는 대부분이 연마제나 절삭제 등으로 사용되는 공업용뿐이었으나 최근에는 채텀(Chatham)사에서 보석용을 선보이고 있다.
다이아몬드의 성분은 흑연이나 목탄과 똑같은 탄소(C)에 불과하다. 이 탄소를 다이아몬드로 결정화시키기 위해서는 지하 100km나 되는 깊은 곳의 몇 만 기압이라고 하는 초기압과 높은 온도를 필요로 한다. 이러한 조건을 인공적으로 조성하기 위해서는 당연히 고도의 어려운 기술과 장치가 필요하게 된다.
1954년 처음 합성 다이아몬드의 제조가 성공한 것은 이러한 초고압 장치를 만드는 데 성공했기 때문이었다. 그러나 현재에 이르러서는 저온·저압 하에서의 생산 기술의 개발로 보석용의 합성 다이아몬드의 생산이 가능하게 되었다.

키워드

보석,   지구과학,   보석학,   다이아몬드,   광물질