- 한미, ‘블루 사파이어의 신(新) 처리법’ 발표
- 日, 1캐럿 이상의 CVD 합성다이아 출현
2013년도 일본보석학회의 학술발표는 6월 15일부터 16일까지 일본 사이타마현(埼玉?) 치치부군(秩父郡)의 사이타마현립 자연박물관 강당에서 60여명이 참가한 가운데 개최됐다.
이번 학술대회는 14편의 다양한 주제에 관한 발표로 진행됐으며, 외국에서 유일하게 참가한 (주)한미보석감정원(원장 김영출 공학박사)의 이보현 공학박사는 ‘새롭게 처리된 블루 사파이어’라는 주제로 발표에 나섰다. 다이아몬드에만 적용되었던 고온고압(HPHT) 장비가 사파이어의 처리에 사용되는 점과 처리 전?후의 특징 및 분석결과에 대해 참석자들은 많은 관심을 나타냈다.
주제 발표에 나선 한미보석감정원의 이보현 박사
처리된 블루사파이어
학술대회가 열린 치치부 지역은 메이지시대부터 선구적인 지질연구가 이루어졌던 곳으로 ‘일본지질학의 발원지’라 불리는 곳이다. 이곳은 일본의 20개의 지오파크[Geo Park: geology(지질학)＋park(공원)] 중 하나로, 지구과학적으로 중요한 지질유산을 가지고 있는 자연공원이라는 점에서 개최지로 선정됐다.
다음은 일본보석학회에서 발표된 내용을 발췌하여 간략히 정리한 것이다.
1. 새롭게 처리된 블루사파이어
외국에서 유일하게 참가한 한미감정원은 블루사파이어의 색을 향상시키는 새로운 처리방법을 소개하였다.
사파이어의 처리방법 중 단순열처리는 가스를 이용한 환원?산화 분위기 속에 가열하는 방법으로, 커런덤의 처리법으로서는 일반적으로 행해지는 ‘인핸스먼트’로 인식되어 있기에 아름다운 블루색상을 끌어내기 위한 기술개발 및 노력이 현재까지 계속되고 있다.
색이 옅은 블루 사파이어를 진한 블루색으로 바꾸거나 색이 너무 짙은 블루색을 옅게 하거나, 내포물을 제거하여 투명도를 높이는 등의 다양한 방법들이 적용되기는 하나 사파이어는 산지에 따라 특성이 다르기 때문에 색상이나 불순물, 내포물 등의 특징에 맞는 처리방법이 필요하다. 이와 같이 블루사파이어의 색을 향상시키기 위해서는 다양한 처리경험에 의한 처리조건과 처리기술이 요구된다.
한국에서도 부가가치 창출이 가능한 보석의 처리기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 한국의 한 기업이 러시아에서 도입해 온 다이아몬드용 HPHT(고온고압)장치를 커런덤에 응용하여 시험해보았다. 수많은 사파이어를 수 천 번의 조건에 테스트한 결과, 색이 옅은 사파이어를 블루로 바꾸는 데 성공하여 안정적인 상품화 공급에 성공했다. 감별 가능한 특징으로서 적외선 분광분석(FT-IR)에서 특유의 흡수가 확인된다. 처리 전?후를 확대검사로 비교해 보면 내포물의 변화는 관찰되나, 단순가열처리에 의한 특징과 유사하다. 한국에서 개발된 이 처리방법은 단순가열처리에서 색의 향상이 어려운 사파이어까지 처리가 가능하다는 점에 주목할 만하다.
일본에 출현한 1캐럿 대의 CVD합성다이아몬드
2. 1캐럿 이상의 CVD 합성다이아몬드의 일본 시장 출현
일본의 중앙보석연구소(CGL)에 고지하지 않은 채로 의뢰된 1캐럿 이상의 CVD 합성 다이아몬드의 소개 및 감별 특징과 분석결과에 대한 보고가 있었다. 확대검사에서 관찰된 다다미 형상의 패턴과 흑색 내포물이 관찰되었고, PL과 첨단기기에서도 CVD합성 다이아몬드에서 관찰되는 고유의 특징을 천연 다이아몬드들과 비교?분석했다.
3. Be확산가열처리 사파이어 감별현황
베릴륨(Be)원소가 검출되면 Be 확산가열처리라 생각할 수 있으나, 천연에도 베릴륨이 존재하는 경우가 과거에 발표된 적이 있다. 일본의 CGL은 작년 1년간 의뢰되었던 커런덤을 토대로 베릴륨 확산된 사파이어의 색상별 통계, 검사 방법에 따른 색상별 통계자료를 발표했다. 더불어 베릴륨의 천연 기원 사파이어의 성분 분석학적 특징과 베릴륨 존재 유무를 오판하기 쉬운 예로 도가니 오염 및 리커팅으로 인한 베릴륨의 부분적 소량 검출의 분석 사례를 보고하였다.
4. 사이타마현 내에서 산출되는 광물?보석
사이타마현 내에서 산출되는 광물종은 현재 199종이 보고되었으며, 현재 시멘트 등의 재료로서 석회암의 채굴이 주로 이루어지고 있다. 보석광물로서는 비취, 방해석, 스피넬, 안드라다이트 가넷 등의 산출 및 가치에 관한 보고가 있었다. 투명한 방해석 결정은 광학용으로 사용되며, 스피넬과 안드라다이트 가넷은 각각 청색과 황색을 띠며 투명도만 좋으면 보석으로도 충분히 사용가능 함을 보고하였고, 직접 채취한 보석광물을 회람을 통해 관찰할 수 있었다.
5. 미얀마산 루비의 내포물 특징
미얀마 남야와 모곡지방의 비가열된 루비의 내포물 특징에 대해 소개했다. 더불어 두 산지에 따른 내포물들의 다양한 사진자료와 내포물별 통계를 보고했다. 남야산과 모곡산의 내포물은 비슷한 것들이 중첩되므로 내포물만으로 산지 식별은 어렵다는 보고와 함께, 모곡산에서는 당밀상이 더 확연하게 관찰되는 경향이 있다고 설명했다.
6. 스피넬의 PL과 Raman 분광
다양한 색상의 합성과 천연 스피넬의 PL과 Raman분석을 통해 Cr3+의 분광특성을 비교했다. PL 분석에서 천연과 합성의 차이가 명료하게 나타났으며, 천연 스피넬의 열처리 전과 후의 차이를 비교한 결과, 가열한 천연 스피넬의 분광특성은 플럭스 합성법으로 제조된 합성 스피넬의 분광특성과 유사함을 발표했다. 이러한 PL 및 Raman 분석을 통한 감별이 추가적인 분석방법으로서 유용함을 설명했다.
7. 진주의 반사분광스펙트럼 측정에 있어서의 간섭색 영향에 관한 고찰
진주는 투과와 반사 2종류의 간섭색이 존재하며, 반사분광스펙트럼 측정 시 이러한 간섭색의 영향을 고려하지 않으면, 진주 고유의 색소인지 염료에 유래한 것인지의 판별이 곤란한 경우가 있음을 간섭색의 종류별로 분류하여 그 실례를 전했다.
8. 자색계 진주의 특성과 그 출현 메커니즘에 대한 고찰
아코야진주의 일부에 적자색을 띠는 진주층이 존재하며, 자색계 백접진주에서도 능주층에서 유래된 고유한 흡수가 반사분광스펙트럼에서 관찰된다는 연구가 과거에 발표된 바 있다. 이와 유사하게 일부 흑접진주에서도 관찰됐다. 이러한 발색요인은 포르피린류가 관여된 것과 진주주머니를 구성하는 외부 상피세포의 분비이상으로 추정된다고 보고했다.
학술대회 다음날 견학 프로그램으로 사이타마현의 최대규모 금속광산인 ‘치치부광산’ 탐방이 있었다. 이곳은 금, 동, 철, 납, 아연 등의 각종 금속광물은 물론 수정, 스피넬, 안드라다이트 가넷, 베수비아나이트, 아주라이트, 아라고나이트 등의 보석광물도 발견되는 곳이다.
일본보석학회는 일본 보석업계와 학계뿐만 아니라 재료 및 광물 분야의 전문인들이 매년 참가하여 교류하는 일본 최대 학회로 현재 보석시장의 문제점 및 이슈가 되고 있는 사항들의 문제제기와 해결방법 모색, 그간 연구해 온 성과를 발표하고 토론하는 장이다. 한미감정원은 2004년부터 현재까지 8회 참가하여 총 3번의 학술발표를 하였으며, 일본보석학회에 참가하여 정보공유 및 국제적인 학술교류를 통해 꾸준히 역량을 키워나가고 있다.
문의/ 한미보석감정원 이보현 연구원 (02-3672-2800)
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