다이아몬드 처리

- 레이저 처리

다이아몬드 내부에 검은 결정체가 포함되어 있을 때 같은 위치에 같은 크기의 백색 또는 무색의 결정체보다 훨씬 눈에 잘 띄게 되므로, 검은 내포물을 무색 또는 백색의 내포물로 탈색시키는 것이 유리하다.

방법

검은 결정체의 위치를 레이저빔으로 맞춰 미세한 구멍을 뚫는다. 구멍은 테이블로부터 가능한한 직각 방향이 되게 뚫는데, 이는 페이스업 상태로 관찰했을 때 잘 보이지 않도록 하기 위해서이다. 레이저가 내포물에 닿으면 내포물은 증발하며, 대부분이 경우에 산처리를 통해 내포물의 잔유물이나 캐비티를 탈색시킨다. 레이저 처리를 한 후 남은 레이저 드릴 홀은 표면에 노출되어 있으므로 구멍을 막기 위해 에폭시 레진(Epoxy Resin)같은 물질로 구멍을 채운다. 

등급에의 영향

레이저 드릴 홀은 검사시에 발견이 용이하며, 클래러티 특징의 하나로 취급되어 등급이 결정된다. 따라서 레이저 처리는 다이아몬드의 등급 향상과는 관계가 없다.

- 충전 처리

커다란 균열을 가지고 있거나 레이저 드릴 홀이 있는 다이아몬드를 약 4000ºC의 강한 열과 높은 압력하에서 높은 굴절률을 가진 비스무트와 같은 광물질이나
 광섬유 물질로 채운다. 이러한 충전물질은 채워진 물질이 고화 되면 그 물질의 굴절률이 다이아몬드와 아주 비슷하기 때문에 내부적인 균열이 눈에 덜 띄게 되는 것이다. 이 처리법으로 거들에 발생할 수 있는 많은 균열도 가릴 수 있다.

주의 사항

처리된 다이아몬드의 경우 세공용 토치나 초음파 세척, 스팀세척, 연마 등의 과정을 거치게 되면  안정성에 심각한 문제가 나타난다. 스팀세척시 10-20분이 경과하면 충전물 노출이 시작되고, 초음파 세척시에도 60분 전후로 충전물이 노출되며, 특히 염산 등 산에 끓일 경우 심각한 손상이 우려된다. 
※ 충전처리 다이아몬드는 국제 규약상 감정서를 발급하지 않는다. 

감별 포인트

깨진 부분에 플래쉬 효과가 나타나거나, 유리 같은 물질이 들어 있는 것처럼 불균질 하게 보여진다. 기포가 관찰될 수 있다. 열을 가하거나 산에 끓이면 깨진 부분의 면으로부터 충전된 물질이 스며 나온다.

- GE POL (고온고압에 의한 색 향상 다이아몬드)

몇 년 전 세계 다이아몬드 업계는 GE(General Electric)에서 생산된 '색향상 다이아몬드(일명 페가수스)'의 등장으로 골머리를 앓았다. 1999년 이후, 벨지움 앤트워프에서 라자르 카플란(L.K.I)의 해외자회사인 'Pegasus Overseas LTD'가 페가수스(Pegasus)란 이름으로 처리된 다이아몬드를 판매하였기 때문이다. GE POL 다이아몬드를 일반적인 보석학적인 검사로는 알아낼 수 없었으며, GIA-GTL에서도 색 향상 처리 다이아몬드의 확실한 증거를 확보하지 못하였다. 이에 따라 라자르 카플란에서는 모든 처리된 돌의 거들에 GE POL이란 각인을 하기로 했으나, GE POL 각인 이외엔 색향상 다이아몬드에 대한 감별에 어려움이 있었다. 이후 드비어스사(현 DTC)는 고압고온(HPHT)법을 이용하여 색을 향상시킨 TypeⅡa형 다이아몬드를 찾아낼 수 있는 감별기를 개발하였다.

HTHP 처리

갈색이나 황색끼가 있는 낮은 컬러등급의 다이아몬드를 고온과 고압(HTHP)으로 처리하여 D-G컬러로 향상시킨다. 대체로 0.75~6ct 까지로 다양한 크기의 것들이 있다. General Electric사의 HTHP 처리는 Dark Brown을 띄는 Type IIa 다이아몬드를 대략 G 컬러로 향상 시켰다.

HTHP 원리

불규칙한 결정구조로 인한 갈색끼를 띤 천연의 TypeⅡa형 다이아몬드나 합성 다이아몬드에 고온고압(HTHP) 처리를 하면, 다이아몬드 내부에 넓게 퍼져 황색을 나타내는 불순물인 질소가 고체화되어 모여듬에 따라 무색으로 변한다. GE의 과학자들은 이러한 프로세스가 다이아몬드 본래의 색을 복원시키는 표백과정(Whitening Process)이라고 표현하고 있다.

핑크나 갈색의 TypeⅡ형 다이아몬드들은 이미 형성된 다이아몬드가 엄청난 열과 압력을 받아 다이아몬드의 결정격자가 왜곡됨으로써 나타나는 현상인 것이다. 만일 격자부분이 압력에 의하여 약간 측면으로 밀리면 그것이 원자결합에 왜곡을 가져와 핑크색을 나타내게 되며, 다이아몬드의 본래의 색은 영향을 받은 면들 사이에서 보여지게 된다. 일부의 아주 어두운 갈색일지라도 다이아몬드의 결정면 사이가 무색이라면 D컬러로의 변환도 가능하다고 말하고 있다. 이 프로세스에 사용되는 다이아몬드의 종류는 극히 희귀하며, 전체 산출 원석의 0.02%에 불과하다.

HTHP 방법에 의해 다음과 같은 결과를 얻을 수 있다.
- Type Ia: 처리에 의해 황색끼가 강해졌다. 
- Type Ⅱa: 처리 후에 색이 확연하게 엷어졌다. 
특히 Type Ⅱa의 다이아몬드들은 확연한 변화가 있었으나 무색으로는 되지 않았다. 조건을 바꾸어 처리를 하면 명확한 효과를 얻을 수 있으리라 생각되며, 현재로도 이 타입만이 색향상 처리가 가능하며 내부의 질소 성분이 전혀 없다.

감별 특징

- 다이아몬드의 Type은 전체 천연 다이아몬드에서 1%를 차지하는 TypeⅡa이다.
- 고온고압 으로 처리되면서 내부의 크리스탈(Xtl)주위에 생긴 원반상의 페더(Ftr)가 발견되는데, 이 페더(Ftr)는 지문상 처럼 생겼으며 폭방향 으로 연장되어 더 깊은 2차 페더를 발생시킨다. 
- 전체의 75%가 외관이 뿌옇게 보인다.
- 편광기를 이용한 검사시 합성 스피넬의 크로스해치(Cross Hatch)와 유사한
 현상이 관찰된다. 
- 형광 검사에서는 80%이상이 장파나 단파에서 무반응(Inert)이다.
- 적외선 스펙트럼 검사 : 고온고압 처리한 Type Ⅱa 다이아몬드와 처리하지 않은 다이아몬드에서 질소 함유물 흔적을 조사(처리되지 않은 거의 무색의 Type Ⅱa 다이아몬드의 스펙트럼에서 관찰되지 않은 특징들)를 한다. 
- Type Ⅰ 다이아몬드의 대부분이 자외선 단파를 차단하는 반면 Type Ⅱ 다이아몬드는 자외선 단파 하에서 투명하다는 사실에 착안 하여, Type Ⅰ 다이아몬드와 Type Ⅱ 다이아몬드의 구별이 가능하도록 고안한 SSEF Diamond Spotter 와 광원을 이용하여 Type Ⅱa 다이아몬드를 감별할 수 있다.

- 기타 처리 : 처리된 블랙과 그린 다이아몬드

방법

이온 투입 과정으로 직선의 가속기 안에서 1-2백만 볼트의 이온을 얕은 깊이로 침투시켜 표면층의 색을 변형시킨다.

특징

확대와 다양한 조명의 관찰로 천연에서는 보이지 않는 무지개 색이 퍼빌리언에서 관찰된다. 대부분의 샘플이 Type Ia에 속하며, X선 형광에서 어떤 반응도 보이지 않았고 잔여 방사능도 없다.

처리된 블랙 다이아몬드

- 패싯면이 모두 변형된 것처럼 보인다. 
- 천연과 달리 중간에서 강한 전기 전도성을 보인다.
- 스펙트럼: 741nm를 중심으로 밴드를 보인다.
- 내구성이 좋으며, 보호 코팅이 없이 높은 압력 하에서 끓이거나 극도로 높은 열에 노출되었을 때에만 컬러가 변한다. 
- 암시야 조명에서 약간 투명하며 어두운 브라운 컬러를 보이며, 확산조명에서는 불투명한 블랙이다.
- 얼룩진 외관, 금속성 광택, 반사광에서 브라운을 띠는 옐로우를 보인다.
- 고배율 하에서 얼룩진 표면의 외관과 패싯선의 흰색은 처리했다는 부가적 증거가 된다.

방사선 처리된 그린 다이아몬드

- 처리된 그린다이아몬드는 퍼빌리언의 한군데 이상에서 밝은 무지개 색을 볼 수 있다. 처리된 그린 칼라가 열처리로 브라운, 오렌지 혹은 옐로우로 변해도 무지개색은 여전히 남아있어 처리의 증거가 된다. 
- 스펙트럼: 415nm 밴드, 503nm 밴드, 약 580-745nm까지 약하고 넓은 흡수 부분이 존재한다. 580-745nm밴드는 방사선에 노출되었을 때 나타나며, 천연과 처리된 그린 다이아몬드에서 모두 볼 수 있다. 
- 처리된 그린다이아몬드의 그린 칼라는 거들 아래쪽 표면이 가장 어둡게 보이며 다소 불균일하다. 
- 높은 에너지원의 이온 광선의 충격으로 이루어지는 이 처리에서는 잔여 방사능이 검출되지 않는다. 그리고 이 과정은 표면 처리이기 때문에 재연마에 의해 변형될 수 있다.

- 새로운 레이저처리법 (KM 처리법)

일명 'KM 처리법'으로 불리우는 다이아몬드 처리법은 흑색 내포물을 없애는 방법으로 이스라엘의 한 다이아몬드 처리업체에 의해 개발된 것으로 알려지고 있다. KM처리법의 KM은 'Special Drill' 이라는 뜻의 히브리어 Kiduah Meyuhad의 약자이다.

처리방법은 다이아몬드 내부에 있는 페더의 조각 등을 동반한 흑색 내포물에 레이저를 조사하여 그 열에 의해 페더를 확대하고, 표면까지 이른 페더를 강산에 넣어 끓임으로서 흑색 내포물을 제거하는 것이다.

이러게 처리된 다이아몬드는 확대 검사시 표면에 닿아 있는 페더나 클리비지가 부자연스럽게 부러져 테이블에 퍼져 있는 것과 브라인드상으로 작은 페더가 다수 길게 연결되어 있어 마치 지네와 같은 모양을 가진다. 특유의 페더 외관특징과 흑색 내포물의 잔유물, 확대검사를 통해 프랙쳐의 형태에 따라 원석상태부터의 프랙쳐인지 아니면 연마 후에 만들어진 페더인지를 확인할 수 있다.

위와 같이 KM처리법은 레이저로 페더를 확대한 후 강산에 넣고 끓일 때 압력이 가해졌음을 알수있다. 다이아몬드의 표면까지 닿아있는 페더의 입구는 극도로 작고 미세해서 루프나 일반 다이아몬드 감정용 현미경으로는 확인에 어려움이 있고, 레이저드릴 홀을 사용하지 않기 때문에 인위적으로 가해진 페더와 자연적인 페더를 구별하기가 쉽지 않으며, 표면에서 그 흔적을 찾기가 쉽지 않다는 것이 감정시 어려운 점이다.