큐빅과 인공 다이아몬드의 차이

금보다도 더 귀한 보석 다이아몬드, 다이아몬드가 고가이니만큼 인류 역사에서 연금술만큼이나 다이아몬드를 만들어내려는 수많은 노력이 있었던 것은 사실입니다. 물론 광산에서 채굴한 다이아몬드 원석이 보석가게에서 상품으로 판매되기 까지는 복잡한 가공 과정을 거쳐야 하지만 전혀 다른 물질에서 다이아몬드를 만들어 내는 것과는 비교할 수 없을 것입니다. 연금술과는 다르게 다이아몬드는 인공 합성에 성공하여 산업용으로 널리 사용됨은 물론이고 보석 시장으로도 진출하고 있는 현실입니다. 이번 글에서는 천연 다이아몬드와 인공 다이아몬드의 차이보다는 인공 다이아몬드의 관점에서 그 종류와 쓰임새등에 대해서 살펴보고자 합니다.

천연 다이아몬드가 아닌 다이아몬드를 지칭하는 여러 용어가 있습니다. 합성, 모조, 인공, 인조, 유사 다이아몬드. 천연의 대비되는 개념으로 인공 또는 인조 다이아몬드를 사용할 수 있을 것입니다. 인공 다이아몬드의 개념에서 보면 합성, 모조, 유사 다이아몬드가 모두 해당합니다. 그렇지만 엄밀한 개념의 다이아몬드는 우리말로는 금강석으로도 불리는 탄소 동소체로 탄소(C) 원자로만 구성되지만 원자 결합방식이나 배열 방식에 따라 다이아몬드가 되기도 하고 흑연, 탄소 나노 튜브, 그래핀이 되기도 합니다. 다이아몬드의 탄소 원자 배열 및 결합 구조를 갖도록 합성한 다이아몬드를 인공 또는 인조 다이아몬드라 할 수 있습니다.

이미지 출처 : jewelrynotes.com

반면에 모조 또는 유사 다이아몬드는 겉으로 보기에는 천연 다이아몬드와 거의 구별이 불가능할 정도로 같아 보이지만 실제 물리적 성분은 탄소 동소체인 다이아몬드가 아닌 것들입니다. 가장 널리 사용하는 모조 다이아몬드는 큐빅(Cubic)입니다. 큐빅의 원래 용어는 큐빅 지르코니아로 성분이 산화 지르코늄(ZrO2)임을 알수 있습니다. 산화 지르코늄은 지르코니아(Zirconia)라고도 부릅니다. 지르코니아의 순수 결정은 상온에서 단사 정계인데 950도 부근에서 정방 정계(Cubic) 구조로 바뀌는데 이 과정에 산화캴슘, 산화마그네슘등을 첨가해서 급열, 급냉에도 견디게 한 안정화 지르코니아가 바로 큐빅입니다. CZ라고 표기합니다. 지르코니아는 모조 다이아몬드외에도 모조 치아, 광커넥터, 산업용 커터 등 다양한 영역에서 사용되고 있습니다.

이미지 출처 : dental-zirconium.com

충치 치료과정의 크라운을 금대신 지르코니아로 하는 추세가 많아지고 있는데 가격도 거의 금니에 가깝다고 합니다. 위의 사진은 빠진 이를 채우는 브릿지로 지르코니아를 사용한 사례입니다.

다이아몬드는 색상과 크기, 투명도, 가공 방식 등에 따라 천차만별의 가격입니다.(캐럿과 다이아몬드 이야기 참조) 천연 다이아몬드의 경우에도 이러할 진데 합성 다이아몬드도 마찬가지로 천연 다이아몬드와 완전히 동일한 제품이라도 "인조"라는 이미지 탓에 천연 다이아몬드 대비 20~30% 낮은 가격에 팔린다고 합니다. 색이 있는 합성 다이아몬드의 경우에는 색상 있는 천연 다이아몬드 대비 10% 가격에 팔리기도 합니다. 가격이 천차만별인 것 만큼 다이아몬드는 환금성이 매우 낮습니다. 금의 경우에는 금 시세를 따라 현금화할 수 있지만 다이아몬드는 구입한 가격 만큼 받기 어려운 것이 현실입니다. 

다이아몬드가 색상을 띄는 경우는 탄소 동소체인 다이아몬드에 다른 원소가 섞일 경우로 질소의 함유량 및 결합 방식에 따라 노란색(미량), 초록색(질소 원소 2개), 분홍색(질소 원자 1개)을 띄기도 하고 붕소가 미량 섞이면 파란색을 나타냅니다. 다이아몬드가 강하기는 하지만 철의 가공 과정 보다는 비철금속이나 유리 가공등에 사용합니다. 열전도율이 매우 높아서 산업적으로 매우 큰 가치를 지니고 있지만 원하는 대로 가공이 어려워 현재는 매우 작은 인공 다이아몬드를 주로 사용하고 있습니다. 고온 고압으로 만들어지는 인공 다이아몬드를 좀더 쉽게 좀더 크게 만드는 연구가 계속되고 있기는 하지만 과연 보석용 천연 다이아몬드 시장을 넘볼 수 있을지 지켜볼 일입니다.