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태초 이후, 싸구려 재료를 비싼 것으로 바꾸어 놓으려는 시도는 계속되어 왔으며, 이러한 현상은 오늘날에도 계속되고 있다.
19세기 말, 러시아의 과학자들은 실험실에서 전류와 화학적 법칙을 이용, 합성 보석을 만들어내는 데 성공했다. 20세기 후반기에는 다이아몬드와 유사한, 실험실에서 만들어진 스톤(큐빅 지르코티아에서 모이써나이트에 이르는)들의 시장 진입이 늘어났다.
1990년대에는 다이아몬드를 대신할 스톤의 생산에 있어서 괄목할 만한 시도가 일어났다. 드비어스의 남아공 연구실이 최초로 고품질의 인조 다이아몬드 생산에 성공한 것이다. 이후, 전세계의 많은 과학자들이 칼라와 클래러티 등급이 높은 다이아몬드를 만들어내기 위해, 많은 자금을 투자한 집중적인 실험에 돌입했다. 인조 다이아몬드의 경우 작은 사이즈의 생산만이 가능했으나 최근에는 CVD 다이아몬드 생산자들이 1캐럿 다이아몬드의 생산에 성공했다.
큐빅 지르코니아는 1976년에 마케팅을 시작했다. 냉용광로 제조 공법의 발명으로 큐빅 지르코니아는 세계에서 가장 흔하고 성공적인 다이아몬드 이미테이션으로 자리 잡았다. 매년, 보석 업계에서 사용할 수백만 캐럿의 큐빅 지르코니아가 생산된다. 제조 공정 개발로 큐빅 지르코니아의 가격은 인하되었으며, 이에 따라 광범위한 사용이 가능해졌다.
◆ 제조 공정
큐빅 지르코니아의 제조 공정은 1973년에 러시아에서 개발되었다. 큐빅 지르코니아 크리스탈의 현대적인 제조를 가능케 한 것은 지르코니움 분말의 높은 용융 온도 문제를 해결하기 위한 아이디어의 개발이었다.
지르코니움의 높은 용융점을 견뎌낼 용광로를 생산할 만한 물질이 없었으므로, 지르코니움을 용광로로 사용하게 된 것이다. 이 용광로의 바깥 면을 냉각시키면 지르코니움은 바깥쪽은 고체, 중심부는 액체인 ‘용기’가 된다. 열을 가하는 데는 (가정용 전자레인지와 비슷하지만 이보다 주파수가 높은) 라디오파를 이용한다. 지르코니움의 균일성을 유지시키기 위해 이 파를 몇 시간 동안 쪼인다. 지르코니움 분말이 녹기 시작한다. 이 때 냉각 기둥으로 차게 유지시켜 놓은 바깥 면은 녹지 않는다. 가열 과정이 끝나면 지르코니움을 실내 온도로 식힌 다음 용광로 안의 내용물을 꺼낸다. 이것이 바로 큐빅 지르코니아 크리스탈이다.
현재 최대 40cm 지름의 용광로가 존재하며, 이 용광로를 통해 (금속 추력기(metal thruster)를 이용한 가열 한 번으로) 최대 45Kg(22만7천 캐럿)의 원석을 생산할 수 있다. 가열시 지르코니아 크리스탈은 몇 단계를 거치게 된다. 섭씨 1100도에서는 단사정계(monoclinic)의 크리스탈이 정방정계(tetragonal)로 변화하며, 2000도에서는 이것이 다시 다이아몬드와 같은 큐빅 크리스탈이 된다. 냉각할 때 안전장치를 사용하지 않으면 이 크리스탈은 다시 원래 상태로 돌아가게 된다. 따라서 크리스탈의 냉각시 (다이아몬드와 같은) 큐빅 형태를 유지시키기 위한 안전장치를 사용하게 된다.
큐빅 지르코니아의 화학적 성분을 보면, Y2O3(산화 이트리움)가 4%, ZrO2(산화 지르코니움)가 96%를 차지한다. 제조 공정은 큐빅 지르코니아 크리스탈의 품질에 매우 중요한 영향을 미친다. 만일 제조 공정에서 주의하지 않으면 크리스탈 내부에 공기 버블이 생기게 된다. 열이 전도되면 이 버블이 팽창해 작은 균열이 생기게 되고 이것이 여러 개 모이면 ‘클라우드’라고 부르는 내포물이 되어 스톤의 품질에 심각한 영향을 미치게 된다. 그러므로 지르코니아의 지속성(칼라와 클래러티를 유지하는 성질)은 제조 공정에 의해 좌우되며, 이 때문에 큐빅 지르코니아를 칼라 감정의 기준석으로 사용해서는 안 된다.
◆ 다이아몬드의 대체물
큐빅 지르코니아는 다이아몬드가 아니다. 다이아몬드와 큐빅 지르코니아는 화학 성분이 다르며, 일부 물리적 특성도 다르다. 주얼리 산업은 큐빅 지르코니아를 다이아몬드의 대체물로 사용하고 있다. 큐빅 지르코니아의 화이어는 더 뚜렷하며, 이는 다이아몬드 딜러의 눈을 (어떤 도구의 도움 없이 문득 스톤을 보았을 때) 사로잡는 요소가 된다. 이 딜러는 큐빅 지르코니아의 사이즈와 중량을 살펴본 후, 한 쪽 눈썹을 치켜올리며, “뭔가 맞지 않아”라고 외치게 된다. 들어보니 너무 무겁기 때문이다. 스톤의 크기와 중량을 재보면 의혹이 더욱 확실해진다. 확대해 보면 있어야 할 작은 크리스탈 내포물이 보이지 않고 연마의 수준이 낮다. (이 때문에 큐빅 지르코니아는 다이아몬드보다 단단하지 못하다.) 이러한 상황은 그 딜러로 하여금 자신이 보고 있는 스톤이 다이아몬드가 아니라는 사실을 깨닫게 한다.
출처- JCK매거진
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