광택된 다이어먼드 (polished diamond) - 기계적 성질 (Mechanical Properties)

밀도 (Density)

돌의 밀도(density)는 같은 부피의 물의 중량에 대한 비(ratio)이다. (역주: 비중(specific gravity)를 밀도라고 표현하고 있음) 그러므로, 밀도 2.8을 지닌 보석은 같은 부피의 물의 무게의 2.8 배의 중량을 지닌다. 보석들의 단위중량은 1 과 7 사이인데, 2 (예를 들면 호박(amber)) 보다 작은 것은 가벼운 것으로 간주되며, 2 와 4 (예를 들면, 석영(quartz))사이의 것들은 보통으로 분류되고, 4 보다 큰 것들은 무거운 것으로 간주된다.

다이어먼드의 평균밀도는 3.52 이다. 이 값은 원소와 내포물(inclusion)의 양에 따라 변할 수 있다. 그러므로, 호주산 다이어먼드들의 밀도는 3.54 일 수 있으며, Africa산의 일부의 황색 다이어먼드들의 밀도는 3.542 일 수 있고, Brazil 산의 일부의 갈색 다이어먼드들은 3.60 의 밀도를 지닐 수 있다.
단위무게를 확인하는 데에는 2 가지의 방법들이 있는데, 주로 : 중량을 재는 방법 (이것은 정역학적인 균형(hydrostatic balance)를 이용한다)과 비중액(specific gravity) 방법이다. 첫 번째의 것은 충분한 시간이 요구되며 두 번째의 것은 다소 비싸며 다소 큰 것들에 사용될 수 있다.

정역학적인 균형 (hydrostatic balance)

비중액 (specific gravity)

Hydrostatic balance Archimedes의 원리에 기초한 방법으로, 보석의 부피을 알아야 한다.

공식은 다음과 같다:

돌의 무게를 그 부피로 나눈다. 예를 들면, 공기 중에서는 5.8 그램(gram)이고 물 속에서는 3,5 그램인 보석원석이 있다고 하면, 그 차이는 (5,8 - 3.5 = 2.3 그램)이므로, 물 속에서의 부피는 2.3 cm³ 이 된다. 그러면, 밀도를 알아내기 위해서는, 공기 중에서의 무게를 그 부피로 나누면 충분한데, (5.8/2.3 = 2.5)이 되며, 따라서, 이 돌은 밀도 2.5를 지니는 것이다.

Specific gravity liquid set 이것은 매우 정밀한 방법으로 다소의 견본들의 치수들을 이용한다.

원리는 아주 간단하다:

비중이 다소 낮은 액 속에 광물이 움직일 때, 만약에 비중들이 서로 같으면 멈추어 있을 것이고 액의 비중이 더 높으면 떠있게 될 것이다. 그러므로, 돌의 비중을 결정하기 위해서는 보석이 멈추게 될 비중을 찾아야 한다. 여러 가지의 비중액조가 거래되고 있는데, 예를 들면, broforme (밀도 = 2.90), Thoulet 액 (3.19), iodide of méthylème (3.33), Clerici 용액(5).

경도 (Hardness)

경도(hardness)란 광물의 긁힘에 대한 저항이라고 정의할 수 있다. 이 과정은 보석학적으로 충분히 정확하지 않은 관계로 오늘날 광물 수집가들이 거의 사용하지 않는 방법이다. 이 경도를 측정하기 위하여, 우리는 1 에서 10 까지 10 개의 값으로 된 모스경도(Mohs scale)을 사용한다. 1 과 2 인 돌은 부드럽고, 3 과 6 사이의 돌들은 평균적인 경도를 지니고 있으며, 6 을 넘는 것들은 단단하다고 알려져 있다. 경도 시험은 여러 가지의 경도를 지닌 예리한 도구들을 사용하여 보석의 가장 낮은 부분에 적용하여 시작하는데, 가장 낮은 경도의 것을 처음으로 하여 긁힘이 생길 때까지 한다. 다이어먼드는 10 의 경도를 지녔다 (모스 경도).

취약성 (Fragility)

기계적인 저항충격(mechanical resistance impact)는 일반적으로 돌의 경도에 대한 반대이다. 다시 말하면, 경도가 높은 돌은 충격에 더 깨지기 쉽다(취약)하다. 그러므로, 다이어먼드는 충격에 더 취약하다. 다이어먼드들은 또한 볼이 단단한 표면에 닿았을 때 되튀는 것같이 매우 강한 탄성을 지니고 있다. 보석을 깨기에 충분하지 않은 충격이라도 반복되면 손상을 줄 수 있다. 다이어먼드를 치는 암석결정은 종종 다이어먼드 자체보다도 손상을 덜 받을 수 있다.

보석의 색을 향상시키기 위하여 사용하는 열처리(heat treatment)는 그들의 내부구조를 변형시키므로써 그들을 약하게 만든다. 완벽한 벽개(cleavage)의 면을 지닌 보석은 칼날로 충격을 받으면 그 방향으로 쉽게 깨질 수 있다. 예를 들면, 다이어먼드에 대하여, 우리는 미가공 다이어먼드를 두 조각으로 나눌 때 이 방법을 사용하는데, 이 작업을 벽개라고 한다.
열 저항충격(thermal resistance impact)는 모든 보석원석들에게 치명적이다. 모든 보석원석들에게 1 백도의 변화(+/-)는 위협적이다. 이론적으로 사람들은 일생동안 그런 열 변화를 겪지 않기 때문에, 사람이 지니는 보석원석에 대한 위험은 무시할 수 있다. 수리를 하고자 하는 보석류는 손상을 일으킬 수 있는 토우치(torch)의 화염 또는 어떤 열원에 닿을 수 있는다는 것을 알아야 한다. 오래된 돌은 스스로 갈라질 수도 있다.
화학적인 저항충격(chemical resistance impact). 보석은 일상적인 가정용 화학약품들에 대한 저항을 지녀야 한다. 진주(pearl), 터키석(turquoise), 능망간석(rhodochrosite) 또는 공작석(malachite)와 같은 일부의 유기보석들은 미용크림들과 향수들에 들어있는 지방산 성분들에 민감할 수 있다. 강한 산(acid)들은 심지어 감람석(peridot) 또는 청금석(lapis lazuli)를 부식시킬 수 있다. 다이어먼드에 관한 한, 이러한 화학제품들에 대하여 특별한 문제들은 없다.