다이아몬드

섬네일|upright=1.25|주요 다이아몬드 생산국

다이아몬드(diamond) 또는 금강석(金剛石)은 다이아몬드형 입방정이라는 결정 구조로 원자들이 배열된 원소 탄소의 고체 형태이다. 다이아몬드는 맛이 없고, 냄새가 없으며, 강하고, 부서지기 쉬운 고체이며, 순수한 형태에서는 무색이고, 전기 전도성이 낮으며, 물에 녹지 않는다. 다른 탄소 고체 형태인 흑연은 표준 온도 압력에서 화학적으로 안정된 탄소 형태이지만, 다이아몬드는 준안정 상태이며 이러한 조건에서는 무시할 만한 속도로 흑연으로 변환된다. 다이아몬드는 모든 천연 물질 중 가장 높은 경도와 열전도율을 가지며, 이러한 특성은 절단 및 연마 도구와 같은 주요 산업 응용 분야에 사용된다.

다이아몬드의 원자 배열은 극도로 단단하기 때문에 불순물에 오염될 수 있는 종류가 거의 없다(두 가지 예외는 붕소와 질소이다). 소량의 결함이나 불순물(결정 격자 원자 100만 개당 약 1개)은 다이아몬드를 파란색(붕소), 노란색(질소), 갈색(결함), 녹색(방사선 노출), 보라색, 분홍색, 주황색 또는 빨간색으로 만들 수 있다. 다이아몬드는 또한 매우 높은 굴절률과 비교적 높은 분산 (광학)을 가진다.

대부분의 천연 다이아몬드는 10억 년에서 35억 년 사이의 연대를 가진다. 대부분은 지구의 맨틀 (지질학)에서 깊이에서 형성되었지만, 일부는 깊이에서 유래하기도 했다. 고압과 고온에서 탄소를 함유한 유체는 다양한 광물을 용해시키고 다이아몬드로 대체했다. 훨씬 더 최근(수백만 년에서 수천만 년 전)에는 화산 분화로 인해 지표면으로 운반되어 킴벌라이트와 램프로아이트로 알려진 화성암에 퇴적되었다.

합성 다이아몬드는 고압 및 고온에서 고순도 탄소로부터 또는 화학기상증착 (CVD)을 통해 탄화수소 가스로부터 성장시킬 수 있다. 천연 및 합성 다이아몬드는 일반적으로 광학 기술이나 열전도율 측정으로 구별된다.

 어원, 최초의 사용 및 구성 발견 
다이아몬드라는 이름은 '적절한, 변하지 않는, 깨지지 않는, 길들여지지 않은'을 뜻하는 (아다마스)에서 유래했으며, 이는 '아니다'라는 뜻의 ἀ- (아-)와 '압도하다, 길들이지 못하다'라는 뜻의 (다마오)에서 파생되었다. 다이아몬드는 인도에서 처음 인식되고 채굴된 것으로 여겨지며, 이곳에서는 수세기 전부터 페네르, 크리슈나, 고다바리 강을 따라 상당한 충적층을 발견할 수 있었다. 다이아몬드는 적어도 3,000년 전부터 인도에서 알려져 있었지만, 가장 가능성이 높은 것은 6,000년 전부터이다.

다이아몬드는 고대 인도에서 종교적 상징으로 사용된 이래로 보석으로 소중히 여겨져 왔다. 조각 도구에서의 사용도 초기 세계의 역사로 거슬러 올라간다. 다이아몬드의 인기는 19세기 이후 공급 증가, 절단 및 연마 기술 향상, 세계 경제 성장, 혁신적이고 성공적인 광고 캠페인으로 인해 상승했다.

1772년, 프랑스 과학자 앙투안 라부아지에는 렌즈를 사용하여 산소 분위기에서 다이아몬드에 태양광선을 집중시키고, 연소의 유일한 생성물이 이산화 탄소임을 보여 다이아몬드가 탄소로 구성되어 있음을 증명했다. 나중에 1797년, 영국 화학자 스미스슨 테넌트는 이 실험을 반복하고 확장했다. 다이아몬드와 흑연을 태우면 동일한 양의 가스가 방출된다는 것을 입증함으로써 그는 이 물질들의 화학적 등가성을 확립했다.

 특성 

다이아몬드는 원자들이 결정 형태로 배열된 순수 탄소의 고체 형태이다. 고체 탄소는 화학 결합 유형에 따라 동소체로 알려진 다양한 형태로 존재한다. 순수 탄소의 가장 흔한 두 가지 탄소 동소체는 다이아몬드와 흑연이다. 흑연에서는 결합이 sp2 혼성 궤도이며 원자들이 평면을 이루고 있으며, 각 원자는 120도 간격으로 세 개의 가장 가까운 이웃과 결합한다. 다이아몬드에서는 sp3이며 원자들이 사면체를 이루고 있으며, 각 원자는 네 개의 가장 가까운 이웃과 결합한다. 사면체는 단단하고 결합이 강하며, 알려진 모든 물질 중 다이아몬드는 단위 부피당 원자 수가 가장 많기 때문에 가장 단단하고 가장 압축성이 낮은 물질이다. 또한 천연 다이아몬드의 밀도는 3150에서 3530 킬로그램 매 세제곱미터 (물의 밀도의 3배 이상)에 이르며 순수 다이아몬드는 3520 kg/m이다. 흑연에서는 가장 가까운 이웃 간의 결합이 훨씬 더 강하지만, 평행한 인접 평면 간의 결합은 약하여 평면이 서로 쉽게 미끄러진다. 따라서 흑연은 다이아몬드보다 훨씬 부드럽다. 그러나 더 강한 결합으로 인해 흑연은 덜 가연성이다.

다이아몬드는 물질의 뛰어난 물리적 특성 때문에 많은 용도로 채택되었다. 가장 높은 열전도율과 가장 높은 음속을 가지고 있다. 낮은 접착력과 마찰을 가지며, 열팽창 계수가 극도로 낮다. 광학적 투명성은 원적외선에서 깊은 자외선까지 확장되며, 높은 분산 (광학)을 가진다. 또한 높은 전기 저항을 가진다. 대부분의 부식성 물질과 반응하지 않는 화학적으로 비활성 물질이며, 우수한 생체 적합성을 가진다.

 열역학 
섬네일|탄소의 이론적으로 예측된 상평형 그림
흑연과 다이아몬드 사이의 전이(transition)에 대한 평형 압력 및 온도 조건은 이론적, 실험적으로 잘 확립되어 있다. 평형 압력은 에서 와 (다이아몬드/흑연/액체 삼중점)에서 사이에서 온도에 따라 선형적으로 변한다. 그러나 이 선 주변에는 두 상이 공존할 수 있는 넓은 영역이 존재한다. 표준 온도 압력인 및 에서, 탄소의 안정상은 흑연이지만, 다이아몬드는 낮은 에너지 상태에 도달하기 위해 원자들이 극복해야 할 상당한 운동 에너지 장벽을 가진 준안정 상태이다. 흑연으로의 전환 속도는 무시할 만하며, 수백만 년에서 수십억 년의 시간 척도를 가진다. 그러나 약 이상의 온도에서는 다이아몬드가 흑연으로 급속히 전환된다. 실험에 따르면 다이아몬드는 의 존재하에 중간 선형 탄소 단계를 거치는 것으로 나타났다.

흑연이 다이아몬드로 빠르게 전환되려면 평형선보다 훨씬 높은 압력이 필요하다. 에서는 (약 350,000 표준 기압)의 압력이 필요하다.

흑연-다이아몬드-액체 탄소 삼중점 이상에서는 다이아몬드의 녹는점이 압력이 증가함에 따라 천천히 증가하지만, 수백 기가파스칼의 압력에서는 감소한다. 고압에서는 규소와 저마늄이 BC8 체심 입방 결정 구조를 가지며, 고압에서 탄소에 대해서도 유사한 구조가 예측된다. 에서는 전환이 에서 발생할 것으로 예측된다.

2010년 네이처 피직스에 발표된 결과에 따르면, 초고압 및 고온 (약 1천만 기압 또는 1 TPa 및 50,000 °C)에서 다이아몬드는 금속 유체로 녹는다고 한다. 이러한 극단적인 조건은 약 10%의 탄소로 구성되어 액체 탄소의 바다를 가질 수 있다고 가정되는 거대 얼음 행성인 해왕성과 천왕성에 존재한다. 많은 양의 금속 유체가 자기장에 영향을 미칠 수 있으므로, 이는 두 행성의 지리적 및 자기 극이 일치하지 않는 이유를 설명하는 데 도움이 될 수 있다.

 결정 구조 

섬네일|다이아몬드 단위 격자, 사면체 구조를 보여줌
다이아몬드의 가장 일반적인 결정 구조는 다이아몬드형 입방정이라고 불린다. 이는 서로 쌓인 단위 격자 (그림 참조)로 구성된다. 그림에는 18개의 원자가 있지만, 각 모서리 원자는 8개의 단위 격자에 공유되고 각 면 중앙의 원자는 2개의 단위 격자에 공유되므로, 단위 격자당 총 8개의 원자가 존재한다. 단위 격자의 각 변의 길이는 'a'로 표시되며 3.567 옹스트롬이다.

다이아몬드 격자에서 가장 가까운 이웃 거리는 격자 상수 'a'의 1.732a/4인데, 이 'a'는 일반적으로 3.567 Å, 즉 0.3567 nm로 옹스트롬 단위로 주어진다.

다이아몬드 입방 격자는 서로 침투하는 두 개의 면심 입방 격자가 입방 셀의 대각선을 따라 만큼 이동하거나, 각 격자점에 두 개의 원자가 연결된 하나의 격자로 생각할 수 있다. 결정 방향에서 보면 ABCABC ... 패턴으로 반복적으로 쌓인 층으로 구성된다. 다이아몬드는 또한 ABAB ... 구조를 형성할 수 있는데, 이는 육방정계 다이아몬드 또는 론스달라이트로 알려져 있지만, 이는 훨씬 덜 흔하며 입방 탄소와 다른 조건에서 형성된다.

 결정 습성 
섬네일|alt=가장 큰 것은 밑변 길이가 약 인 삼각형 에칭 피트를 가진 결정의 삼각형 면.|절단되지 않은 팔면체 다이아몬드의 한 면, 자연적인 화학적 에칭으로 형성된 삼면정 (양성 및 음성 부조)을 보여줌
다이아몬드는 대부분 완면결정 또는 둥근 팔면체 형태로 나타나며, 쌍정된 팔면체는 마클로 알려져 있다. 다이아몬드의 결정 구조는 원자의 입방 배열을 가지므로, 육면체, 팔면체, 마름모십이이십면체, 테트라키스 육면체, 또는 디스디아키스 십이면체에 속하는 많은 결정면을 가진다. 결정은 둥글고 불분명한 모서리를 가질 수 있으며, 길게 늘어질 수 있다. 다이아몬드(특히 둥근 결정면을 가진 것)는 종종 불투명한 고무 같은 껍질인 니프(nyf)로 코팅되어 발견된다.

일부 다이아몬드는 불투명한 섬유를 포함한다. 섬유가 투명한 기판에서 자라나면 불투명하다고 하고, 전체 결정을 차지하면 섬유질이라고 한다. 색상은 노란색에서 녹색 또는 회색까지 다양하며, 때로는 구름 같은 흰색에서 회색 불순물이 나타난다. 가장 흔한 모양은 입방형이지만, 팔면체, 십이면체, 마클 또는 복합적인 모양을 형성할 수도 있다. 이 구조는 1에서 5미크론 크기의 수많은 불순물의 결과이다. 이러한 다이아몬드는 아마도 킴벌라이트 마그마에서 형성되어 휘발성 물질을 포획했을 것이다.

다이아몬드는 다결정 집합체를 형성하기도 한다. 이를 보르트, 발라스, 스튜어타이트, 프레임사이트와 같은 그룹으로 분류하려는 시도가 있었지만, 널리 받아들여지는 기준은 없다. 카르보나두는 다이아몬드 알갱이가 소결된(열과 압력을 가하여 녹지 않고 융합된) 형태인데, 검은색을 띠며 단일 결정 다이아몬드보다 더 강하다. 화산암에서는 관찰된 적이 없다. 그 기원에 대해서는 별에서 형성되었다는 것을 포함하여 많은 이론이 있지만, 아직 합의된 바는 없다.

 기계적 특성 
 경도 
섬네일|특정 방향에서 다이아몬드의 극단적인 경도는 재료 과학에서 유용하게 사용되며, 이 피라미드형 다이아몬드는 비커스 굳기 시험기의 작업 표면에 박혀 있다.
다이아몬드는 질적 모스 굳기계에서 가장 단단한 물질이다. 양적 비커스 굳기 시험을 수행하기 위해 재료 샘플은 알려진 힘을 사용하여 표준화된 치수의 피라미드로 충격을 가한다. 다양한 재료를 시험할 수 있도록 다이아몬드 결정이 피라미드에 사용된다. 결과로 생기는 움푹 들어간 부분의 크기에서 재료의 비커스 경도 값을 결정할 수 있다. 다른 재료에 비해 다이아몬드의 뛰어난 경도는 고대부터 알려져 있었으며, 그 이름의 근원이다. 이것이 무한히 단단하거나 파괴할 수 없거나 긁히지 않는다는 의미는 아니다. 실제로 다이아몬드는 다른 다이아몬드에 의해 긁힐 수 있으며, 축음기 음반과 같은 더 부드러운 재료에 의해서도 시간이 지남에 따라 마모될 수 있다.

다이아몬드의 경도는 순도, 결정학적 완벽성 및 방향에 따라 달라진다. 즉, 결함이 없는 순수 결정이 <111> 방향(입방 다이아몬드 격자의 가장 긴 대각선을 따라)으로 정렬될 때 경도가 더 높다. 따라서 일부 다이아몬드는 질화 붕소와 같은 다른 재료로 긁을 수 있지만, 가장 단단한 다이아몬드는 다른 다이아몬드와 초고경도 다이아몬드로만 긁을 수 있다.

다이아몬드의 경도는 보석으로서의 적합성에 기여한다. 다른 다이아몬드에 의해서만 긁힐 수 있으므로 광택을 매우 잘 유지한다. 다른 많은 보석과 달리 긁힘에 대한 저항력 때문에 일상적인 착용에 적합하며, 이는 종종 매일 착용하는 약혼 반지나 결혼 반지에서 선호되는 보석으로서의 인기에 기여할 수 있다.

가장 단단한 천연 다이아몬드는 대부분 오스트레일리아 뉴사우스웨일스주의 뉴잉글랜드 지역에 위치한 코페톤(Copeton) 및 빙가라(Bingara) 광산에서 유래한다. 이 다이아몬드들은 일반적으로 작고 완벽하거나 거의 완벽한 팔면체이며, 다른 다이아몬드를 연마하는 데 사용된다. 그들의 경도는 단일 단계 결정 성장인 결정 성장 형태와 관련이 있다. 다른 대부분의 다이아몬드는 여러 성장 단계의 증거를 보여주며, 이는 결정 격자에 내포물, 결함 및 결함 평면을 생성하며, 이 모든 것이 경도에 영향을 미친다. 고압 및 고온의 조합 하에 일반 다이아몬드를 처리하여 경도 측정에 사용되는 다이아몬드보다 더 단단한 다이아몬드를 생산할 수 있다.

다이아몬드는 유리를 자를 수 있지만, 이는 다이아몬드를 확실히 식별하는 것은 아니다. 왜냐하면 석영과 같은 다른 물질도 모스 굳기계에서 유리보다 위에 있으며 유리를 자를 수 있기 때문이다. 다이아몬드는 다른 다이아몬드를 긁을 수 있지만, 이는 하나 또는 두 돌 모두에 손상을 초래할 수 있다. 경도 시험은 파괴적인 특성 때문에 실제 보석 감정학에서는 거의 사용되지 않는다. 다이아몬드의 극단적인 경도와 높은 가치는 보석이 일반적으로 대부분의 다른 보석의 경우보다 전통적인 기술과 세부 사항에 더 많은 주의를 기울여 천천히 연마된다는 것을 의미한다. 이러한 경향은 극도로 평평하고 고도로 연마된 면과 예외적으로 날카로운 면 가장자리를 초래한다. 다이아몬드는 또한 극도로 높은 굴절률과 상당히 높은 분산을 가지고 있다. 이러한 요소들을 종합하면 연마된 다이아몬드의 전반적인 외관에 영향을 미치며, 대부분의 diamantaire들은 여전히 확대경을 능숙하게 사용하여 다이아몬드를 "눈으로" 식별한다.

 인성 
경도와 다소 관련이 있는 또 다른 기계적 특성은 인성인데, 이는 강한 충격에 의한 파손에 저항하는 재료의 능력이다. 천연 다이아몬드의 인성 (물질)은 50–65 MPa·m1/2로 측정되었다. 이 값은 다른 세라믹 재료에 비하면 좋지만, 일반적으로 인성이 80MPa·m1/2 이상인 대부분의 공학 재료(예: 공학 합금)에 비하면 좋지 않다. 다른 모든 재료와 마찬가지로, 다이아몬드의 거시적 기하학적 구조는 파손 저항에 기여한다. 다이아몬드는 벽개 (결정)면을 가지므로 일부 방향에서는 다른 방향보다 더 부서지기 쉽다. 다이아몬드 가공업자는 이 특성을 사용하여 일부 돌을 면처리하기 전에 쪼갠다. "충격 인성"은 합성 산업용 다이아몬드의 품질을 측정하는 주요 지표 중 하나이다.

 항복 강도 
다이아몬드는 130–140GPa의 압축 항복 강도를 가진다. 이 예외적으로 높은 값은 다이아몬드의 경도 및 투명성과 함께 다이아몬드 앤빌 셀이 고압 실험의 주요 도구인 이유이다. 이 앤빌은 의 압력에 도달했다. 나노결정 다이아몬드를 사용하면 훨씬 더 높은 압력이 가능할 수 있다.

 탄성 및 인장 강도 
일반적으로 다이아몬드 결정 덩어리를 인장하거나 구부려 변형시키려 하면 취성 파괴가 발생한다. 그러나 단일 결정 다이아몬드가 미세/나노 스케일 와이어 또는 바늘(지름 약 100-300 나노미터, 길이 마이크로미터) 형태일 경우, 최대 9-10%의 인장 변형률로 파손 없이 탄성적으로 늘릴 수 있으며, 최대 국부 인장 응력은 약 에 달하여, 이 재료의 이론적 한계에 매우 가깝다.

 전기 전도성 
다른 특수 응용 분야도 존재하거나 개발 중인데, 여기에는 반도체로서의 사용이 포함된다. 일부 청색 다이아몬드는 천연 반도체인데, 이는 훌륭한 절연체 (전기)인 대부분의 다이아몬드와는 대조적이다. 전도성과 청색은 붕소 불순물에서 유래한다. 붕소는 다이아몬드 격자의 탄소 원자를 대체하여 원자가띠에 정공을 제공한다.

실질적인 전도성은 일반적으로 화학 기상 증착에 의해 성장된 명목상 도핑되지 않은 다이아몬드에서 관찰된다. 이 전도성은 표면에 흡착된 수소 관련 종과 관련이 있으며, 어닐링 또는 다른 표면 처리로 제거할 수 있다.

다이아몬드 얇은 바늘은 선택적인 기계적 변형을 통해 전자 띠틈을 일반적인 5.6 전자볼트에서 거의 0으로 변화시킬 수 있다.

지름 5cm의 고순도 다이아몬드 웨이퍼는 한 방향으로는 완벽한 저항을, 다른 방향으로는 완벽한 전도성을 보여 양자 데이터 저장에 활용될 가능성을 제시한다. 이 재료는 질소가 3ppm만 포함되어 있다. 다이아몬드는 계단형 기판 위에서 성장하여 균열을 제거했다.

 표면 특성 
다이아몬드는 자연적으로 친유성이며 소수성이다. 이는 다이아몬드 표면이 물에 젖지 않지만, 기름에는 쉽게 젖고 달라붙는다는 것을 의미한다. 이 특성은 합성 다이아몬드를 만들 때 기름을 사용하여 다이아몬드를 추출하는 데 활용될 수 있다. 그러나 다이아몬드 표면이 특정 이온으로 화학적으로 변형되면, 인체 온도에서 여러 층의 수빙을 안정화할 수 있을 정도로 친수성이 될 것으로 예상된다.

다이아몬드의 표면은 부분적으로 산화되어 있다. 산화된 표면은 수소 흐름 하에서 열처리를 통해 환원될 수 있다. 즉, 이 열처리는 산소를 포함하는 작용기를 부분적으로 제거한다. 그러나 다이아몬드(sp3C)는 대기압 하에서 고온(약 이상)에 대해 불안정하다. 이 온도 이상에서는 구조가 점차 sp2C로 변한다. 따라서 다이아몬드는 이 온도 이하에서 환원되어야 한다.

 화학적 안정성 
상온에서 다이아몬드는 강산과 강염기를 포함한 어떤 화학 시약과도 반응하지 않는다.

순수한 산소 분위기에서 다이아몬드의 인화점은 에서 까지 다양하며, 작은 결정일수록 더 쉽게 연소되는 경향이 있다. 온도는 적열에서 백열로 증가하고 옅은 푸른 불꽃으로 연소하며, 열원이 제거된 후에도 계속 연소된다. 반대로, 공기 중에서는 산소가 질소와 희석되기 때문에 열원이 제거되는 즉시 연소가 중단된다. 투명하고 흠 없는 투명 다이아몬드는 완전히 이산화 탄소로 변환되며, 불순물은 재로 남는다. 다이아몬드를 자를 때 발생하는 열은 다이아몬드를 발화시키지 않으며, 담배 라이터도 마찬가지이다. 하지만 가정 화재와 용접 토치는 충분히 뜨겁다. 보석상은 다이아몬드 반지 속 금속을 성형할 때 주의해야 한다.

적절한 입자 크기(약 50 미크론)의 다이아몬드 분말은 불꽃에서 점화된 후 불꽃 쇼를 동반하여 연소한다. 결과적으로 합성 다이아몬드 분말을 기반으로 한 화약 조성물을 제조할 수 있다. 생성된 불꽃은 숯과 유사한 일반적인 적황색을 띠지만, 높은 밀도로 설명되는 매우 선형적인 궤적을 보인다. 다이아몬드는 약 이상의 온도에서 플루오린 가스와도 반응한다.

 색상 

alt=세 개의 브로치는 각각 큰 갈색 중앙 보석 주위에 많은 작은 투명 보석으로 둘러싸여 있다. 목걸이는 아래에 큰 갈색 보석이 있고 끈 전체가 작은 투명 보석으로 덮여 있다. 클러스터 형태의 장식은 많은 갈색 보석을 포함한다.|upright=1.35|섬네일|국립 자연사 박물관 (워싱턴 D.C.)에 전시된 갈색 다이아몬드
섬네일|right|upright=1.35|alt=다이아몬드 사진|가장 유명한 컬러 다이아몬드인 호프 다이아몬드
다이아몬드는 225나노미터의 깊은 자외선 파장에 해당하는 의 넓은 띠틈을 가진다. 이는 순수한 다이아몬드가 가시광선을 투과하고 투명한 무색 결정으로 보여야 한다는 것을 의미한다. 다이아몬드의 색상은 격자 결함과 불순물에서 비롯된다. 다이아몬드 결정 격자는 예외적으로 강하며, 질소, 붕소, 수소 원자만이 성장 과정에서 상당한 농도(원자 퍼센트까지)로 다이아몬드에 도입될 수 있다. 고압 고온 기술로 합성 다이아몬드를 성장시키는 데 일반적으로 사용되는 니켈 및 코발트와 같은 전이 금속은 다이아몬드에서 개별 원자로 검출되었다. 니켈의 최대 농도는 0.01%이며, 코발트의 경우 훨씬 적다. 사실상 모든 원소는 이온 주입을 통해 다이아몬드에 도입될 수 있다.

질소는 보석 다이아몬드에서 발견되는 가장 흔한 불순물이며, 다이아몬드의 노란색과 갈색을 담당한다. 붕소는 파란색을 담당한다. 다이아몬드의 색상에는 두 가지 추가 원인이 있다. 일반적으로 알파 입자에 의한 방사선 조사로 인해 녹색 다이아몬드의 색상이 발생하며, 다이아몬드 결정 격자의 소성 변형도 원인이다. 소성 변형은 일부 갈색 및 아마도 분홍색과 빨간색 다이아몬드의 색상 원인이다. 희귀도가 높아지는 순서대로 노란색 다이아몬드 다음으로 갈색, 무색, 그 다음으로 파란색, 녹색, 검은색, 분홍색, 주황색, 보라색, 빨간색이다. "검은색" 또는 카르보나두 다이아몬드는 진정으로 검은색이 아니라 보석에 어두운 외관을 주는 수많은 어두운 내포물을 포함한다. 유색 다이아몬드는 색상을 유발하는 불순물이나 구조적 결함을 포함하는 반면, 순수하거나 거의 순수한 다이아몬드는 투명하고 무색이다. 대부분의 다이아몬드 불순물은 결정 격자의 탄소 원자를 대체하는데, 이를 탄소 결함이라고 한다. 가장 흔한 불순물인 질소는 질소의 종류와 농도에 따라 약간의 노란색에서 강한 노란색을 유발한다. 미국 보석 학회 (GIA)는 채도가 낮은 노란색 및 갈색 다이아몬드를 일반 색상 범위의 다이아몬드로 분류하고 "D"(무색)에서 "Z"(옅은 노란색)까지의 등급 척도를 적용한다. 채도가 높거나 분홍색 또는 파란색과 같은 다른 색상의 노란색 다이아몬드는 팬시 컬러 다이아몬드라고 불리며 다른 등급 척도에 따라 분류된다.

2008년, 스페인 국왕의 소유였던 청색 다이아몬드인 비텔스바흐 다이아몬드는 크리스티 경매에서 2400만 달러 이상에 팔렸다. 2009년 5월, 청색 다이아몬드는 경매에서 1050만 스위스 프랑(697만 유로, 당시 950만 달러)에 팔려 다이아몬드 캐럿당 최고가를 기록했다. 하지만 그 기록은 같은 해에 깨졌다. 2009년 12월 1일 홍콩에서 비비드 핑크 다이아몬드가 1080만 달러에 팔렸다.

 투명도 
투명도는 다이아몬드의 품질을 식별하는 데 도움이 되는 4C(색상, 투명도, 커팅, 캐럿 중량) 중 하나이다. 미국 보석 학회(GIA)는 다이아몬드의 판매 가치를 결정하기 위해 11가지 투명도 척도를 개발했다. GIA 투명도 척도는 플로리스(FL)부터 내포물(I)까지이며, 그 사이에 내부 플로리스(IF), 매우 미세한 내포물(VVS), 미세한 내포물(VS), 약간의 내포물(SI)이 있다. 천연 다이아몬드의 불순물은 천연 광물과 산화물의 존재 때문이다. 투명도 척도는 10배 확대 시 보이는 불순물의 색상, 크기, 위치 및 양을 기준으로 다이아몬드를 등급 분류한다. 다이아몬드 내 내포물은 광학적 방법으로 추출할 수 있다. 이 과정은 향상 전 이미지를 찍고, 내포물 제거 부분을 식별한 다음, 최종적으로 다이아몬드 면과 노이즈를 제거하는 것이다.

 형광 
섬네일|UV 광 (상단) 및 일반 광 (하단) 아래 거친 옅은 갈색 다이아몬드 목걸이
천연 다이아몬드의 25%에서 35%는 보이지 않는 장파 자외선 또는 X선 및 레이저와 같은 고에너지 방사선원에 노출될 때 어느 정도의 형광을 나타낸다. 백열등은 다이아몬드를 형광시키지 않는다. 다이아몬드는 파란색(가장 흔함), 주황색, 노란색, 흰색, 녹색, 그리고 매우 드물게 빨간색과 보라색을 포함한 다양한 색상으로 형광할 수 있다. 그 원인은 잘 알려져 있지 않지만, 질소 원자 수와 같은 원자 구조의 변화가 이 현상에 기여하는 것으로 생각된다.

 열전도율 
다이아몬드는 높은 열전도율(900–)로 식별할 수 있다. 높은 굴절률도 지표이지만, 다른 재료들도 유사한 굴절률을 가진다.

 지질학 
다이아몬드는 매우 희귀하며, 원석에 농도가 최대 10억분의 1에 불과하다. 20세기 이전에는 대부분의 다이아몬드가 충적층에서 발견되었다. 느슨한 다이아몬드는 기존 및 고대 해안선을 따라 발견되는데, 크기와 밀도 때문에 그곳에 축적되는 경향이 있다. 드물게 빙퇴석에서도 발견되었지만(특히 위스콘신주와 인디애나주에서), 이러한 퇴적물은 상업적 가치가 없다. 이러한 유형의 퇴적물은 풍화와 운반 작용에 의해 국지적인 관입 화성암에서 유래했다.

대부분의 다이아몬드는 맨틀 (지질학)에서 나오며, 이 섹션의 대부분은 해당 다이아몬드에 대해 논한다. 그러나 다른 출처도 있다. 지각의 일부 블록 또는 테레인은 지각이 두꺼워지면서 충분히 깊이 묻혀 초고압 변성 작용을 겪었다. 이들은 마그마에 의한 운반 흔적이 없는 고르게 분포된 미세 다이아몬드를 포함한다. 또한, 운석이 지면에 충돌할 때 충격파는 미세 다이아몬드와 나노 다이아몬드를 형성하기에 충분한 고온 및 고압을 생성할 수 있다. 충격형 미세 다이아몬드는 고대 충돌 분화구의 지표로 사용될 수 있다. 러시아의 포피가이 충돌 구조는 추정 수조 캐럿에 달하는 세계 최대의 다이아몬드 광상일 수 있으며, 소행성 충돌로 형성되었다.

다이아몬드가 고도로 압축된 석탄에서 형성된다는 것은 흔한 오해이다. 석탄은 매장된 선사시대 식물에서 형성되었으며, 연대가 측정된 대부분의 다이아몬드는 최초의 육상 식물보다 훨씬 오래되었다. 섭입대에서 석탄에서 다이아몬드가 형성될 수는 있지만, 이런 방식으로 형성된 다이아몬드는 희귀하며, 탄소원은 석탄보다는 탄산염암과 퇴적물의 유기 탄소일 가능성이 더 높다.

 표면 분포 
섬네일|세계의 지질 지방. 분홍색과 주황색 영역은 순상지와 대륙 대지, 즉 합쳐서 크라톤을 구성한다.

다이아몬드는 지구상에 고르게 분포되어 있지 않다. 클리포드(Clifford)의 법칙으로 알려진 경험칙에 따르면 다이아몬드는 거의 항상 대륙의 안정된 핵으로, 일반적으로 25억 년 이상의 연대를 가진 크라톤의 가장 오래된 부분에 있는 킴벌라이트에서 발견된다. 그러나 예외도 있다. 세계에서 중량 기준으로 가장 큰 다이아몬드 생산국인 오스트레일리아의 아가일 다이아몬드 광산은 이동대 또는 조산대라고도 불리는 중앙 크라톤을 둘러싼 약한 지대에 위치하며, 압축 지각 변동을 겪었다. 숙주 암석은 킴벌라이트 대신 램프로아이트이다. 경제적으로 채산성이 없는 다이아몬드를 포함한 램프로아이트는 미국, 인도, 오스트레일리아에서도 발견된다. 또한, 캐나다 수페리어 크라톤의 와와 대에 있는 다이아몬드와 일본 열도의 미세 다이아몬드는 램프로파이어라는 유형의 암석에서 발견된다.

킴벌라이트는 좁은 (1~4미터) 암맥과 암상, 그리고 직경이 약 75m에서 1.5km에 이르는 파이프에서 발견될 수 있다. 신선한 암석은 어두운 청록색에서 녹회색이지만, 노출되면 빠르게 갈색으로 변하고 부서진다. 이는 작은 광물과 수박 크기까지의 암석 조각(쇄설물)이 혼합된 혼란스러운 혼합암이다. 이는 이종결정과 이종암편(하부 지각과 맨틀에서 운반된 광물과 암석), 표면 암석 조각, 사문석과 같이 변성된 광물, 그리고 분출 중에 결정화된 새로운 광물들의 혼합물이다. 질감은 깊이에 따라 달라진다. 구성은 탄산염과 연속체를 형성하지만, 탄산염은 탄소가 순수한 형태로 존재하기에는 산소가 너무 많다. 대신 방해석()이라는 광물에 갇혀 있다.

다이아몬드를 함유한 세 가지 암석(킴벌라이트, 램프로아이트, 램프로파이어) 모두 다이아몬드 형성과 양립할 수 없는 특정 광물(멜릴라이트, 칼실라이트)이 부족하다. 킴벌라이트에서는 감람석이 크고 눈에 띄며, 램프로아이트는 Ti-금운모를, 램프로파이어는 흑운모와 각섬석을 가진다. 이들은 모두 소량의 용융물에서 빠르게 분출하며, 휘발성 물질과 산화 마그네슘이 풍부하고, 산화성이 현무암과 같은 더 일반적인 맨틀 용융물보다 낮은 마그마 유형에서 유래한다. 이러한 특성은 용융물이 다이아몬드가 용해되기 전에 표면으로 운반하는 것을 가능하게 한다.

 탐사 
섬네일|upright|캐나다 북부 라크 드 그라에 있는 섬의 디아빅 광산

킴벌라이트 파이프는 찾기 어려울 수 있다. 빨리 풍화되고 (노출 후 몇 년 내에) 주변 암석보다 낮은 지형적 기복을 가지는 경향이 있다. 노두에서 볼 수 있더라도 다이아몬드는 너무 희귀하여 결코 보이지 않는다. 어쨌든 킴벌라이트는 종종 식물, 퇴적물, 토양 또는 호수로 덮여 있다. 현대의 탐사에서는 항공 자기 탐사, 전기 비저항 탐사, 중력측정과 같은 지구물리학적 탐사 방법이 탐사 유망 지역을 식별하는 데 도움이 된다. 이는 동위원소 연대 측정 및 지질학적 역사 모델링에 의해 보조된다. 그런 다음 조사자들은 해당 지역으로 가서 킴벌라이트 파편이나 지시 광물을 찾기 위해 샘플을 채취해야 한다. 후자는 다이아몬드가 형성되는 조건, 예를 들어 극한의 용융 고갈 또는 에클로자이트에서의 고압을 반영하는 조성을 가진다. 그러나 지시 광물은 오해의 소지가 있을 수 있다. 더 나은 접근 방식은 지열 압력계인데, 이는 광물 조성을 맨틀 광물과 평형 상태에 있는 것처럼 분석하는 것이다.

킴벌라이트를 찾는 것은 끈기가 필요하며, 상업적으로 채산성이 있는 다이아몬드를 함유한 파이프는 극히 일부에 불과하다. 1980년 이후의 주요 발견은 캐나다에서만 이루어졌다. 기존 광산의 수명이 짧게는 25년밖에 되지 않으므로, 미래에는 새로운 천연 다이아몬드의 부족이 발생할 수 있다.

 연대 
다이아몬드는 방사성 동위원소 붕괴를 이용하여 내포물을 분석함으로써 연대가 측정된다. 원소의 풍부함에 따라 루비듐에서 스트론튬으로, 사마륨에서 네오디뮴으로, 우라늄에서 납으로, 아르곤-40에서 아르곤-39로, 또는 레늄에서 오스뮴으로의 붕괴를 조사할 수 있다. 킴벌라이트에서 발견된 다이아몬드는 사이의 연대를 가지며, 동일한 킴벌라이트 내에서도 여러 연대가 존재하여 여러 다이아몬드 형성 에피소드를 나타낸다. 킴벌라이트 자체는 훨씬 젊다. 대부분은 수천만 년에서 3억 년 사이의 연대를 가지지만, 일부 더 오래된 예외(아르가일, 프리미어, 와와)도 있다. 따라서 킴벌라이트는 다이아몬드와 독립적으로 형성되었으며 단지 다이아몬드를 표면으로 운반하는 역할을 했다. 킴벌라이트는 또한 그들이 분출한 크라톤보다 훨씬 젊다. 오래된 킴벌라이트가 부족한 이유는 알려져 있지 않지만, 이는 맨틀 화학 또는 지각 변동에 어떤 변화가 있었음을 시사한다. 인류 역사상 킴벌라이트가 분출한 적은 없다.

 맨틀 내 기원 
섬네일|센티미터 크기의 석류석 결정을 포함하는 에클로자이트
섬네일|다이아몬드 내 붉은 석류석 내포물
대부분의 보석 품질 다이아몬드는 암석권 150–250 km 깊이에서 유래한다. 이러한 깊이는 크라톤 아래 맨틀 킬(lithosphere의 가장 두꺼운 부분)에서 발생한다. 이러한 지역은 다이아몬드가 형성될 수 있을 만큼 충분히 높은 압력과 온도를 가지며 대류하지 않으므로, 킴벌라이트 분출이 다이아몬드를 채취할 때까지 수십억 년 동안 다이아몬드가 저장될 수 있다.

맨틀 지각 아래의 숙주 암석에는 하즈버가이트와 러졸라이트, 두 가지 유형의 페리도타이트가 포함된다. 상부 맨틀 (지구)에서 가장 지배적인 암석 유형인 페리도타이트는 주로 감람석과 휘석으로 구성된 화성암이며, 이산화 규소 함량이 낮고 마그네슘 함량이 높다. 그러나 페리도타이트 내의 다이아몬드는 표면으로 이동하는 과정에서 거의 살아남지 못한다. 다이아몬드를 손상 없이 보존하는 또 다른 흔한 원천은 에클로자이트인데, 이는 일반적으로 해양 지판이 섭입대에서 맨틀로 침강할 때 현무암에서 형성되는 변성암이다.

다이아몬드의 더 작은 부분(약 150개가 연구되었다)은 330–660 km 깊이에서 유래하며, 이 영역은 전이대 (지구)를 포함한다. 이들은 에클로자이트에서 형성되었지만, 과잉 규소를 가진 메이저라이트(석류석의 한 형태) 내포물에 의해 더 얕은 기원의 다이아몬드와 구별된다. 비슷한 비율의 다이아몬드가 660–800 km 깊이의 하부 맨틀에서 유래한다.

다이아몬드는 고압 및 고온에서 열역학적으로 안정하며, 압력이 증가함에 따라 흑연에서 상전이(相轉移)가 더 높은 온도에서 발생한다. 따라서 대륙 아래에서는 섭씨 950도와 4.5 기가파스칼의 압력(150킬로미터 이상의 깊이에 해당)에서 안정해진다. 더 차가운 섭입대에서는 섭씨 800도와 3.5 기가파스칼의 압력에서 안정해진다. 240킬로미터보다 깊은 곳에서는 철-니켈 금속상이 존재하며, 탄소는 이들 금속에 용해되거나 탄화물 형태로 존재할 가능성이 높다. 따라서 일부 다이아몬드의 더 깊은 기원은 특이한 성장 환경을 반영할 수 있다.

2018년에 얼음 VII이라는 얼음 상의 알려진 최초의 천연 샘플이 다이아몬드 샘플 내포물에서 발견되었다. 이 내포물은 400~800 km 깊이, 즉 상부 맨틀과 하부 맨틀 사이에서 형성되었으며, 이 깊이에서 물이 풍부한 유체가 존재한다는 증거를 제공한다.

 탄소원 
맨틀에는 대략 10억 미터톤의 탄소가 존재한다(비교하자면, 대기-해양 시스템에는 약 44,000기가톤이 존재한다). 탄소는 질량비 약 99:1의 안정 동위 원소인 12C와 13C 두 가지를 가진다. 이 비율은 운석에서 넓은 범위를 가지며, 이는 초기 지구에서도 많이 변동했음을 시사한다. 또한 광합성과 같은 표면 과정에 의해 변형될 수 있다. 이 비율은 일반적으로 δ13C로 표현되는 표준 샘플과 비교하여 천분율로 나타낸다. 현무암, 탄산염암, 킴벌라이트와 같은 맨틀의 일반적인 암석은 -8에서 -2 사이의 비율을 가진다. 표면에서는 유기 퇴적물이 평균 -25를, 탄산염암은 평균 0을 가진다.

다른 출처에서 온 다이아몬드 집단은 δ13C 분포가 현저하게 다르다. 페리도타이트질 다이아몬드는 대부분 전형적인 맨틀 범위 내에 있으며, 에클로자이트질 다이아몬드는 -40에서 +3까지의 값을 가지지만, 분포의 최고점은 맨틀 범위 내에 있다. 이러한 가변성은 다이아몬드가 원시적인 탄소(지구가 형성된 이래 맨틀에 존재했던)에서 형성된 것이 아님을 의미한다. 대신, 이것들은 지각 활동 과정의 결과이지만, (다이아몬드의 연대를 고려할 때) 반드시 현재 활동하는 것과 동일한 지각 활동 과정은 아니다. 다이아몬드 형성 탄소는 지표면에 가장 가까운 상부 맨틀의 약 700킬로미터(430마일) 깊이, 즉 연약권에서 유래한다.

 형성 및 성장 
섬네일|다이아몬드의 연령대
맨틀 내 다이아몬드는 C-O-H-N-S 유체 또는 용융물이 암석 내 광물을 용해시키고 새로운 광물로 대체하는 변성 과정을 통해 형성된다. (정확한 조성이 알려져 있지 않기 때문에 C-O-H-N-S라는 모호한 용어가 일반적으로 사용된다.) 다이아몬드는 산화된 탄소(예: CO2 또는 CO3)의 환원 또는 메테인과 같은 환원된 상의 산화를 통해 이 유체에서 형성된다.

편광, 광발광, 음극선 발광과 같은 탐침을 사용하여 다이아몬드에서 일련의 성장 영역을 식별할 수 있다. 암석권에서 온 다이아몬드의 특징적인 패턴은 거의 동심원적인 일련의 영역을 포함하며, 발광에서 매우 얇은 진동과 탄소가 유체에 재흡수된 후 다시 성장하는 교대 에피소드를 보여준다. 암석권 아래에서 온 다이아몬드는 더 불규칙하고 거의 다결정적인 질감을 가지며, 이는 더 높은 온도와 압력뿐만 아니라 대류에 의한 다이아몬드의 운반을 반영한다.

 표면으로의 운반 
섬네일|upright=1.2|화산 파이프의 다이어그램
지질학적 증거는 킴벌라이트 마그마가 초당 4–20미터의 속도로 상승하여 암석의 수압파쇄를 통해 상승 경로를 만든다는 모델을 지지한다. 압력이 감소함에 따라 마그마에서 증기상이 엑솔브되어 마그마를 유체 상태로 유지하는 데 도움이 된다. 지표면에서는 초기 분출이 고속(초당 이상)으로 균열을 통해 폭발적으로 분출된다. 그런 다음, 더 낮은 압력에서 암석이 침식되어 파이프를 형성하고 파편화된 암석(각력암)을 생성한다. 분출이 약해지면서 화산쇄설암 단계가 나타나고, 이후 변성 작용과 수화 작용으로 사문암이 생성된다.

 이중 다이아몬드 
드물게, 내부에 두 번째 다이아몬드를 포함하는 공동을 가진 다이아몬드가 발견되었다. 최초의 이중 다이아몬드인 마트료시카는 2019년 알로사가 러시아 사하 공화국의 야쿠티아에서 발견했다. 또 다른 하나는 2021년 웨스턴오스트레일리아주의 엘렌데일 다이아몬드 광산에서 발견되었다.

 우주에서 

지구의 다이아몬드는 희귀하지만, 우주에서는 매우 흔하다. 운석에서 탄소의 약 3%는 지름이 몇 나노미터인 나노다이아몬드 형태로 존재한다. 표면 에너지가 낮아 흑연보다 더 안정하기 때문에 충분히 작은 다이아몬드는 차가운 우주에서 형성될 수 있다. 일부 나노다이아몬드의 동위원소 서명은 태양계 밖의 별에서 형성되었음을 나타낸다.

고압 실험은 메테인이 거대 얼음 행성인 천왕성과 해왕성에서 다이아몬드 비가 되어 응축될 것으로 예측한다. 일부 외계 행성은 거의 전적으로 다이아몬드로 구성되어 있을 수 있다.

다이아몬드는 탄소가 풍부한 별, 특히 백색왜성에 존재할 수 있다. 다이아몬드의 가장 단단한 형태인 카르보나두의 기원에 대한 한 이론은 백색 왜성 또는 초신성에서 유래했다는 것이다. 별에서 형성된 다이아몬드는 최초의 광물이었을 수도 있다.

 산업 

framed|alt=결혼 반지에 부착된 네 개의 클램프에 고정된 투명한 다면체 보석.|반지에 세팅된 원형 브릴리언트 컷 다이아몬드

오늘날 다이아몬드의 가장 흔한 용도는 장신구로 사용되는 보석과 단단한 재료를 절단하는 산업용 연마재이다. 보석 등급 다이아몬드 시장과 산업 등급 다이아몬드 시장은 다이아몬드의 가치를 다르게 평가한다.

 보석 등급 다이아몬드 

백색광을 스펙트럼 색으로 분산시키는 것은 보석 다이아몬드의 주요 보석학적 특징이다. 20세기에 보석학 전문가들은 다이아몬드와 기타 보석의 보석으로서의 가치에 가장 중요한 특성을 기반으로 등급을 매기는 방법을 개발했다. 이제 비공식적으로 4C라고 알려진 네 가지 특성이 다이아몬드의 기본 설명으로 일반적으로 사용된다. 즉, 캐럿 (질량) 단위의 질량(1캐럿은 0.2그램), 커팅(가로세로비, 대칭, 연마에 따라 커팅 품질이 등급화됨), 색상(흰색 또는 무색에 얼마나 가까운지, 팬시 다이아몬드의 경우 색조의 강도), 투명도(포유물이 얼마나 없는지)이다. 크고 흠이 없는 다이아몬드는 패러곤 (다이아몬드)으로 알려져 있다.

보석 등급 다이아몬드의 대규모 거래가 존재한다. 대부분의 보석 등급 다이아몬드는 새로 연마되어 판매되지만, 연마된 다이아몬드의 재판매 시장(예: 전당포, 경매, 중고 보석상, 보석상, 거래소 등)이 잘 확립되어 있다. 보석 품질 다이아몬드 거래의 한 특징은 그 집중도가 매우 높다는 점이다. 도매 거래와 다이아몬드 커팅은 소수의 지역으로만 제한된다. 2003년에는 전 세계 다이아몬드의 92%가 수라트, 인도에서 커팅 및 연마되었다. 다이아몬드 커팅 및 거래의 다른 중요한 중심지는 국제 보석 연구소가 위치한 벨기에의 안트베르펜 다이아몬드 지구, 런던, 뉴욕의 다이아몬드 지구, 텔아비브의 다이아몬드 거래 지구 및 암스테르담이다. 기여 요인 중 하나는 다이아몬드 광상의 지질학적 특성이다. 몇몇 대규모 킴벌라이트 파이프 광산은 각각 상당한 시장 점유율을 차지한다(예: 보츠와나의 주와넹 다이아몬드 광산은 연간 의 다이아몬드를 생산할 수 있는 단일 대규모 광산이다.).

다이아몬드의 생산 및 유통은 소수의 주요 기업의 손에 의해 크게 집중되어 있으며, 전통적인 다이아몬드 거래 중심지에 집중되어 있다. 그 중 가장 중요한 곳은 안트베르펜으로, 전체 원석 다이아몬드의 80%, 모든 커팅된 다이아몬드의 50%, 그리고 모든 원석, 커팅된 다이아몬드 및 산업용 다이아몬드를 합한 것의 50% 이상이 이곳에서 처리된다. 이로 인해 안트베르펜은 사실상 "세계 다이아몬드 수도"가 되었다. 안트베르펜시는 1929년에 설립되어 원석 다이아몬드 전용의 최초이자 최대의 다이아몬드 거래소가 된 안트베르펜 다이아몬드링도 주최한다. 또 다른 중요한 다이아몬드 중심지는 뉴욕으로, 경매 판매를 포함하여 전 세계 다이아몬드의 거의 80%가 판매된다.

세계 최대의 다이아몬드 채굴 회사인 드비어스는 산업에서 지배적인 위치를 차지하고 있으며, 1888년 영국 사업가 세실 로즈에 의해 설립된 직후부터 그랬다. 드비어스는 현재 보석 품질 다이아몬드의 생산 시설(광산) 및 유통 채널의 세계 최대 운영자이다. 다이아몬드 트레이딩 컴퍼니(DTC)는 드비어스의 자회사이며 드비어스가 운영하는 광산에서 원석 다이아몬드를 판매한다. 드비어스와 그 자회사들은 연간 세계 다이아몬드 생산량의 약 40%를 생산하는 광산을 소유하고 있다. 20세기 대부분 동안 전 세계 원석 다이아몬드의 80% 이상이 드비어스를 통해 유통되었지만, 2001-2009년에는 그 수치가 약 45%로 감소했고, 2013년에는 회사의 시장 점유율이 가치 기준으로 약 38%로 더욱 감소했으며, 물량 기준으로는 그보다 적었다. 드비어스는 1990년대 후반부터 2000년대 초반에 대부분의 다이아몬드 재고를 매각했으며 나머지는 대부분 작업 재고(판매 전 분류 중인 다이아몬드)이다. 이것은 언론에 잘 기록되어 있지만 일반 대중에게는 거의 알려져 있지 않다.

영향력을 줄이기 위한 일환으로, 드비어스는 1999년에 공개 시장에서 다이아몬드 구매를 중단했고, 2008년 말에는 러시아 최대 다이아몬드 회사인 알로사가 채굴한 러시아 다이아몬드 구매를 중단했다. 2011년 1월 현재 드비어스는 보츠와나, 나미비아, 남아프리카 공화국, 캐나다 이 네 개국에서만 다이아몬드를 판매한다고 밝혔다. 알로사 외에 다른 중요한 다이아몬드 채굴 회사로는 세계 최대 채굴 회사인 BHP; 아게일 다이아몬드 광산 (100%), 디아빅 광산 (60%), 무로와 다이아몬드 광산 (78%)의 소유주인 리오 틴토; 그리고 아프리카에 여러 주요 다이아몬드 광산을 소유한 페트라 다이아몬드가 있다.

섬네일|right|암스테르담의 다이아몬드 연마사

공급망의 하위 단계에서는 세계 다이아몬드 거래소 연맹(WFDB) 회원사들이 도매 다이아몬드 교환의 매개체 역할을 하며, 연마된 다이아몬드와 원석 다이아몬드 모두를 거래한다. WFDB는 텔아비브, 안트베르펜, 요하네스버그 및 미국, 유럽, 아시아 전역의 다른 도시들과 같은 주요 커팅 센터에 있는 독립적인 다이아몬드 거래소로 구성되어 있다. 2000년에 WFDB와 국제 다이아몬드 제조업체 협회는 전쟁과 비인도적인 행위를 자금 조달하는 데 사용되는 다이아몬드 거래를 방지하기 위해 세계 다이아몬드 위원회를 설립했다. WFDB의 추가 활동에는 2년마다 개최되는 세계 다이아몬드 회의 후원과 다이아몬드 등급 분류를 감독하는 국제 다이아몬드 위원회(IDC) 설립이 포함된다.

사이트홀더(DTC와 3년 공급 계약을 맺은 회사를 지칭하는 상표 용어)가 다이아몬드를 구매하면, 다이아몬드는 보석으로 판매하기 위해 커팅되고 연마된다('산업용' 다이아몬드는 보석 시장의 부산물로 간주되며, 연마재로 사용된다). 원석 다이아몬드의 커팅 및 연마는 전 세계적으로 제한된 수의 장소에 집중된 전문 기술이다. 전통적인 다이아몬드 커팅 센터는 안트베르펜, 암스테르담, 요하네스버그, 뉴욕, 텔아비브이다. 최근에는 중국, 인도, 태국, 나미비아, 보츠와나에도 다이아몬드 커팅 센터가 설립되었다. 구자라트 수라트와 같이 인건비가 저렴한 커팅 센터는 더 많은 수의 작은 캐럿 다이아몬드를 처리하는 반면, 더 크거나 가치 있는 다이아몬드는 유럽이나 북미에서 처리될 가능성이 더 높다. 인도에서 이 산업의 최근 확장으로 저렴한 노동력을 사용하여 이전에는 경제적으로 불가능했던 것보다 더 많은 양의 작은 다이아몬드를 보석으로 가공할 수 있게 되었다.

보석으로 가공된 다이아몬드는 거래소라고 불리는 다이아몬드 거래소에서 판매된다. 전 세계에는 28개의 등록된 다이아몬드 거래소가 있다. 거래소는 다이아몬드 공급망에서 최종적으로 엄격하게 통제되는 단계이다. 도매업자와 소매업자조차도 거래소에서 상대적으로 적은 양의 다이아몬드를 구매할 수 있으며, 그 후 최종 소비자에게 판매하기 위해 준비된다. 다이아몬드는 이미 주얼리에 세팅되어 판매되거나, 세팅되지 않은("느슨한") 상태로 판매될 수 있다. 리오 틴토에 따르면, 2002년에 생산되어 시장에 출시된 다이아몬드의 가치는 원석 다이아몬드로 90억 달러, 커팅 및 연마 후 140억 달러, 도매 다이아몬드 주얼리로 280억 달러, 소매 판매로 570억 달러였다.

 커팅 

섬네일|right|alt=장식적인 테두리에 세팅된 크고 직사각형이며 분홍색인 여러 면 보석. 장식에는 주 보석의 둘레를 따라 작은 투명한 여러 면 보석들이 줄지어 있고, 한쪽에는 식별할 수 없는 두 동물이 마주보는 세 갈래 왕관 형태로 보석 무리가 있다.|다리아이누르 다이아몬드—특이한 다이아몬드 커팅과 주얼리 배열의 예

채굴된 원석 다이아몬드는 "커팅"이라고 불리는 여러 단계의 과정을 거쳐 보석으로 변환된다. 다이아몬드는 극도로 단단하지만 부서지기 쉬우며 한 번의 충격으로 쪼개질 수 있다. 따라서 다이아몬드 커팅은 전통적으로 기술, 과학적 지식, 도구 및 경험이 필요한 섬세한 절차로 간주된다. 최종 목표는 면 사이의 특정 각도가 다이아몬드 광택, 즉 백색광의 분산을 최적화하고 면의 수와 면적이 최종 제품의 무게를 결정하는 다면체 보석을 생산하는 것이다. 커팅 시 무게 감소는 상당하며 50% 정도에 달할 수 있다. 몇 가지 가능한 모양이 고려되지만, 최종 결정은 종종 과학적인 고려 사항뿐만 아니라 실용적인 고려 사항에 의해 결정되기도 한다. 예를 들어, 다이아몬드는 전시용인지 착용용인지, 반지나 목걸이에, 단일 보석인지 또는 특정 색상과 모양의 다른 보석으로 둘러싸여 있는지 등이다. 그중 일부는 라운드, 페어, 마르퀴즈, 오벌, 하트 앤 애로우 다이아몬드 등과 같은 고전적인 형태로 간주될 수 있다. 일부는 특정 회사에서 생산하는 피닉스, 쿠션, 솔레 미오 다이아몬드 등과 같은 특별한 형태이다.

커팅 과정에서 가장 시간이 많이 소요되는 부분은 원석의 예비 분석이다. 이는 많은 문제를 다루고 많은 책임이 따르므로, 독특한 다이아몬드의 경우 몇 년이 걸릴 수도 있다. 다음 문제들이 고려된다.
 다이아몬드의 경도와 벽개 능력은 결정 방향에 따라 크게 달라진다. 따라서 커팅할 다이아몬드의 결정 구조는 최적의 커팅 방향을 선택하기 위해 엑스선 회절을 사용하여 분석된다.
 대부분의 다이아몬드는 눈에 보이는 비다이아몬드 내포물과 결정 결함을 포함한다. 커터는 어떤 결함을 커팅으로 제거하고 어떤 결함을 유지할지 결정해야 한다.
 망치로 다이아몬드를 쪼개는 것은 어렵지만, 잘 계산된 각도로 때리면 다이아몬드를 조각조각 자를 수 있다. 그러나 이것은 다이아몬드 자체를 망가뜨릴 수도 있다. 대안적으로 다이아몬드 톱으로 자를 수 있는데, 이것이 더 신뢰할 수 있는 방법이다.

초기 절단 후, 다이아몬드는 여러 단계의 연마를 통해 형태가 만들어진다. 책임감은 따르지만 빠르게 진행되는 절단과 달리, 연마는 점진적인 침식을 통해 재료를 제거하며 극도로 시간이 많이 소요된다. 관련 기술은 잘 개발되어 있으며, 일상적인 것으로 간주되어 기술자가 수행할 수 있다. 연마 후, 다이아몬드는 남아 있거나 과정으로 인해 유도된 가능한 결함을 위해 재검사된다. 이러한 결함은 재연마, 균열 충전 또는 보석의 영리한 배열과 같은 다양한 다이아몬드 개선 기술을 통해 은폐된다. 남아 있는 비다이아몬드 내포물은 레이저 드릴링과 생성된 빈 공간 채우기를 통해 제거된다.

 마케팅 
섬네일|다이아몬드 저울 0.01–25 캐럿 보석상 측정 도구

마케팅은 다이아몬드가 귀한 상품이라는 이미지에 큰 영향을 미쳤다.

20세기 중반 드비어스가 고용한 광고 회사인 N. W. Ayer & Son은 미국 다이아몬드 시장을 부활시키고, 다이아몬드 전통이 전혀 없었던 국가에 새로운 시장을 창출하는 데 성공했다. N. W. Ayer의 마케팅에는 제품 간접 광고, 드비어스 브랜드보다는 다이아몬드 제품 자체에 초점을 맞춘 광고, 그리고 유명인과 왕실과의 연관성 강조가 포함되었다. 드비어스 브랜드 광고 없이도 드비어스는 경쟁사들의 다이아몬드 제품을 광고했지만, 20세기 내내 드비어스가 다이아몬드 시장을 지배했기 때문에 이는 문제가 되지 않았다. 드비어스의 시장 점유율은 2008년 글로벌 경제 위기 여파로 일시적으로 알로사에 이어 세계 시장에서 2위로 떨어졌으며, 채굴량 기준으로는 29% 미만으로 내려갔다. 이 캠페인은 수십 년간 지속되었지만 2011년 초에 사실상 중단되었다. 드비어스는 여전히 다이아몬드를 광고하지만, 이제는 주로 "일반적인" 다이아몬드 제품보다는 자체 브랜드 또는 라이선스 제품 라인을 홍보한다. 이 캠페인은 "다이아몬드는 영원히"라는 슬로건으로 가장 잘 포착되었다. 이 슬로건은 이제 드비어스 광업 회사와 명품 대기업 LVMH의 50/50 합작 투자 보석 회사인 드비어스 다이아몬드 주얼러에서 사용하고 있다.

갈색 다이아몬드는 다이아몬드 생산에서 상당한 부분을 차지했으며, 주로 산업용으로 사용되었다. 이들은 보석으로서는 가치가 없다고 여겨졌다(심지어 다이아몬드 색상 등급에서도 평가되지 않았다). 1986년 호주에서 아가일 다이아몬드 광산이 개발되고 마케팅이 진행된 후, 갈색 다이아몬드는 인정받는 보석이 되었다. 이러한 변화는 주로 숫자 때문이었다. 아가일 광산은 연간 의 다이아몬드를 생산하며, 이는 전 세계 천연 다이아몬드 생산량의 약 3분의 1을 차지한다. 아가일 다이아몬드의 80%는 갈색이다.

 산업용 다이아몬드 
섬네일|alt=펜 모양 홀더에 부착된 노란색 다이아몬드 칼날로 구성된 다이아몬드 메스.|합성 다이아몬드 칼날이 있는 메스
섬네일|alt=작은 다이아몬드가 금속에 박혀 있는 연마된 금속 칼날.|작은 다이아몬드가 금속에 박혀 있는 앵글 그라인더 칼날의 클로즈업 사진
섬네일|투과 전자현미경용 초박형 절편(일반적으로 70~350 nm) 절단에 사용되는 다이아몬드 나이프 블레이드

산업용 다이아몬드는 주로 경도와 열전도율 때문에 가치가 있으며, 이는 4C와 같은 다이아몬드의 많은 보석학적 특성이 대부분의 응용 분야에서 관련이 없게 만든다. 채굴된 다이아몬드의 80%(연간 약 에 해당)는 보석으로 사용하기에 부적합하며 산업적으로 사용된다. 채굴된 다이아몬드 외에도, 합성 다이아몬드는 1950년대 발명 직후 산업 응용 분야를 찾았다. 2014년에는 의 합성 다이아몬드가 생산되었으며, 이 중 90%는 중국에서 생산되었다. 현재 다이아몬드 연삭 연마재의 약 90%가 합성 기원이다.

보석 품질 다이아몬드와 산업용 다이아몬드 간의 경계는 불분명하며 부분적으로 시장 상황에 따라 달라진다(예를 들어, 연마된 다이아몬드에 대한 수요가 높으면 일부 저품질 돌은 산업용으로 판매되기보다는 저품질 또는 작은 보석으로 연마될 것이다). 산업용 다이아몬드 범주 내에는 가장 낮은 품질의 대부분 불투명한 돌로 구성된 하위 범주가 있으며, 이는 보르트로 알려져 있다.

다이아몬드의 산업적 용도는 역사적으로 경도와 관련이 깊어 다이아몬드를 절삭 및 연삭 도구에 이상적인 재료로 만든다. 알려진 가장 단단한 천연 물질로서 다이아몬드는 다른 다이아몬드를 포함한 모든 물질을 연마, 절단 또는 마모시키는 데 사용될 수 있다. 이 특성의 일반적인 산업 응용 분야에는 다이아몬드 팁 드릴 비트 및 톱, 그리고 다이아몬드 분말을 연마재로 사용하는 것이 포함된다. 보석보다 결함이 많고 색상이 좋지 않은 저렴한 산업용 다이아몬드(보르트)가 이러한 목적으로 사용된다. 다이아몬드는 고속으로 철 합금을 가공하는 데 적합하지 않은데, 이는 고속 가공으로 인해 발생하는 고온에서 탄소가 철에 용해되어 다이아몬드 도구의 마모가 대체 도구에 비해 크게 증가하기 때문이다.

특수 응용 분야에는 실험실에서 고압 실험을 위한 용기(다이아몬드 앤빌 셀 참조), 고성능 베어링, 특수 창문에 제한적으로 사용하는 것이 포함된다. 합성 다이아몬드 생산의 지속적인 발전으로 미래 응용 분야가 가능해지고 있다. 다이아몬드의 높은 열전도율은 일렉트로닉스의 집적회로용 히트 싱크로 적합하다.

 채광 

연간 약 의 다이아몬드가 채굴되며, 총 가치는 거의 90억 달러에 달하고, 연간 약 이 합성된다.

약 49%의 다이아몬드는 중앙아프리카와 서아프리카에서 유래하지만, 캐나다, 인도, 러시아, 브라질, 오스트레일리아에서도 상당한 광물이 발견되었다. 다이아몬드는 킴벌라이트와 램프로아이트 화산 파이프에서 채굴되는데, 이 파이프는 높은 압력과 온도로 다이아몬드 결정이 형성될 수 있는 지구 깊은 곳에서 표면으로 운반한다. 천연 다이아몬드의 채굴 및 유통은 아프리카 준군사조직에 의한 블러드 다이아몬드 또는 분쟁 다이아몬드 판매와 같은 논란의 대상이 된다. 다이아몬드 공급망은 제한된 수의 강력한 기업에 의해 통제되며, 전 세계 소수의 지역에 고도로 집중되어 있다.

다이아몬드 광석 중 실제 다이아몬드는 극히 일부에 불과하다. 광석은 파쇄되는데, 이때 더 큰 다이아몬드가 파괴되지 않도록 주의해야 하며, 그 다음 밀도별로 분류된다. 오늘날 다이아몬드는 엑스선 형광을 이용하여 다이아몬드가 풍부한 밀도 분획에서 발견되며, 최종 분류 단계는 수작업으로 이루어진다. 엑스선 사용이 일반화되기 전에는 그리스 벨트를 사용하여 분리했는데, 다이아몬드는 광석의 다른 광물보다 그리스에 더 강하게 달라붙는 경향이 있기 때문이었다.

섬네일|시베리아의 우다치나야 다이아몬드 광산
섬네일|이 원석 다이아몬드 결정의 약간 기형적인 팔면체 모양은 이 광물의 전형적인 특징이다. 윤기 나는 면은 또한 이 결정이 1차 광상에서 왔음을 나타낸다.|alt=검은 암석에서 돌출된 투명한 팔면체 돌

역사적으로 다이아몬드는 남인도 군투르 지구와 크리슈나 지구의 크리슈나강 삼각주 충적층에서만 발견되었다. 인도는 기원전 9세기경 다이아몬드 발견 이후부터 서기 18세기 중반까지 다이아몬드 생산에서 세계를 선도했지만, 18세기 후반에는 이 광원들의 상업적 잠재력이 고갈되었고 그 시점에 인도는 1725년에 인도 이외 지역에서 최초로 다이아몬드가 발견된 브라질에 의해 밀려났다. 현재, 가장 눈에 띄는 인도 광산 중 하나는 판나 지구에 위치하고 있다.

1870년대 남아프리카의 다이아몬드 지대 발견 이후, 1차 광상(킴벌라이트 및 램프로아이트)에서 다이아몬드 추출이 시작되었다. 생산량은 시간이 지남에 따라 증가하여 현재까지 총 이 채굴되었다. 그 중 20%는 지난 5년 동안 채굴되었으며, 지난 10년 동안 9개의 새로운 광산이 생산을 시작했고 4개가 추가로 곧 개장될 예정이다. 이 광산들은 대부분 캐나다, 짐바브웨, 앙골라, 그리고 러시아에 한 곳이 위치하고 있다.

미국에서는 아칸소주, 콜로라도주, 뉴멕시코주, 와이오밍, 몬태나주에서 다이아몬드가 발견되었다. 2004년 미국에서 미세 다이아몬드가 발견되면서 2008년 1월 몬태나주의 외딴 지역에서 킴벌라이트 파이프에 대한 대량 샘플링이 이루어졌다. 아칸소주의 크레이터 오브 다이아몬드 주립공원은 일반에 개방되어 있으며, 일반인이 다이아몬드를 채굴할 수 있는 세계 유일의 광산이다.

오늘날 상업적으로 채산성이 있는 다이아몬드 광상은 대부분 러시아(사하 공화국, 예를 들어 미르 파이프와 우다치나야 파이프), 보츠와나, 오스트레일리아(오스트레일리아 북부 및 웨스턴오스트레일리아주) 및 콩고 민주 공화국에 있다. 2005년 영국 지질조사국에 따르면 러시아는 전 세계 다이아몬드 생산량의 거의 5분의 1을 생산했다. 오스트레일리아는 아가일 다이아몬드 광산에서 1990년대에 연간 42미터톤이라는 최대 생산량을 기록하며 가장 풍부한 다이아몬드 파이프를 자랑한다. 캐나다 노스웨스트 준주와 브라질에서도 상업적인 광상이 활발히 채굴되고 있다. 다이아몬드 탐사자들은 다이아몬드를 함유한 킴벌라이트와 램프로아이트 파이프를 찾기 위해 전 세계를 계속 탐색하고 있다.

 정치적 문제 

섬네일|시에라리온의 지속 불가능한 다이아몬드 채굴. 위키북스 브린다 프로젝트 다큐멘터리

일부 정치적으로 불안정한 중앙아프리카 및 서아프리카 국가에서는 혁명 단체들이 다이아몬드 광산을 장악하고, 다이아몬드 판매 수익을 자신들의 작전 자금으로 사용하고 있다. 이런 과정을 통해 판매되는 다이아몬드를 분쟁 다이아몬드 또는 블러드 다이아몬드라고 한다.

다이아몬드 구매가 전쟁과 인권 침해에 기여하고 있다는 대중의 우려에 대응하여, 유엔, 다이아몬드 산업 및 다이아몬드 거래국들은 2002년 킴벌리 프로세스를 도입했다. 킴벌리 프로세스는 분쟁 다이아몬드가 반군 단체에 의해 통제되지 않는 다이아몬드와 섞이지 않도록 보장하는 것을 목표로 한다. 이는 다이아몬드 생산국들이 다이아몬드 판매 수익이 범죄 또는 혁명 활동에 자금을 대는 데 사용되지 않는다는 증거를 제공하도록 요구함으로써 이루어진다. 킴벌리 프로세스는 시장에 유입되는 분쟁 다이아몬드의 수를 제한하는 데 중간 정도의 성공을 거두었지만, 일부는 여전히 유입되고 있다. 국제 다이아몬드 제조업체 협회에 따르면, 분쟁 다이아몬드는 거래되는 모든 다이아몬드의 2-3%를 차지한다. 킴벌리 프로세스의 효과를 여전히 방해하는 두 가지 주요 결함은 다음과 같다. (1) 아프리카 국경을 넘어 다이아몬드를 밀수하는 상대적 용이성, (2) 기술적으로 전쟁 상태에 있지 않으며 따라서 "깨끗한" 것으로 간주되는 국가에서의 다이아몬드 채굴의 폭력적인 특성이다.

캐나다 정부는 캐나다 다이아몬드의 진위성을 확인하는 데 도움이 되는 캐나다 다이아몬드 행동 강령이라는 기관을 설립했다. 이것은 다이아몬드에 대한 엄격한 추적 시스템이며 캐나다 다이아몬드의 "분쟁 없는" 라벨을 보호하는 데 도움이 된다.

일반적인 광물 자원 착취는 돌이킬 수 없는 환경 피해를 야기하며, 이는 국가의 사회경제적 이점과 저울질해야 한다.

 합성, 모조 및 개선 
 합성 다이아몬드 

합성 다이아몬드는 땅에서 채굴된 다이아몬드와 달리 실험실에서 제조된 다이아몬드이다. 다이아몬드의 보석학적 및 산업적 용도는 원석에 대한 큰 수요를 창출했다. 이러한 수요는 반세기 이상 동안 다양한 공정을 통해 제조된 합성 다이아몬드에 의해 상당 부분 충족되었다. 그러나 최근 몇 년 동안 상당한 크기의 보석 품질 합성 다이아몬드를 생산하는 것이 가능해졌다. 분자 수준에서 천연석과 동일하고 시각적으로 너무 유사하여 특수 장비를 갖춘 보석학자만이 차이를 구별할 수 있는 무색 합성 보석을 만들 수 있다.

상업적으로 이용 가능한 합성 다이아몬드의 대부분은 노란색이며 소위 고압 고온(HPHT) 공정으로 생산된다. 노란색은 질소 불순물로 인해 발생한다. 파란색, 녹색 또는 분홍색과 같은 다른 색상도 재현될 수 있으며, 이는 붕소 첨가 또는 합성 후 방사선 조사의 결과이다.

합성 다이아몬드를 성장시키는 또 다른 인기 있는 방법은 화학기상증착 (CVD)이다. 성장은 저압(대기압 미만)에서 발생한다. 이는 가스 혼합물(일반적으로 대 수소)을 챔버에 공급하고 마이크로파, 고온 필라멘트, 아크 방전, 용접 토치 또는 레이저에 의해 점화된 플라스마에서 화학적으로 활성인 유리기로 분리하는 것을 포함한다. 이 방법은 주로 코팅에 사용되지만, 수 밀리미터 크기의 단결정(사진 참조)도 생산할 수 있다.

2010년 현재 연간 생산되는 50억 캐럿(1,000미터톤)의 합성 다이아몬드 중 거의 전부는 산업용으로 사용된다. 연간 채굴되는 1억 3,300만 캐럿의 천연 다이아몬드 중 약 50%가 산업용으로 사용된다. 광업 회사들의 천연 무색 다이아몬드 생산 비용은 캐럿당 평균 40~60달러인 반면, 합성 다이아몬드 제조업체들의 보석 품질 무색 합성 다이아몬드 생산 비용은 캐럿당 평균 이다. 그러나 구매자는 팬시 컬러 다이아몬드를 찾을 때 합성을 만날 가능성이 더 높다. 왜냐하면 천연 다이아몬드의 0.01%만이 팬시 컬러인 반면, 대부분의 합성 다이아몬드는 어떤 식으로든 색상이 있기 때문이다.

 모조품 

섬네일|alt=많은 면을 가진 둥글고 반짝이는 투명한 보석.|반지에 세팅된 보석으로 커팅된 합성 탄화 규소

다이아몬드 모조품은 다이아몬드의 외관을 모방하는 데 사용되는 비다이아몬드 재료이며, 다이아만테라고도 불릴 수 있다. 큐빅 지르코니아가 가장 흔하다. 보석 모이사나이트 (탄화 규소)는 다이아몬드 모조품으로 취급될 수 있지만, 큐빅 지르코니아보다 생산 비용이 더 많이 든다. 둘 다 합성으로 생산된다.

 개선 

다이아몬드 개선은 천연 또는 합성 다이아몬드(일반적으로 이미 보석으로 커팅되고 연마된 다이아몬드)에 대해 수행되는 특정 처리로, 보석의 보석학적 특성을 한 가지 이상 방식으로 개선하도록 설계되었다. 여기에는 내포물 제거를 위한 레이저 드릴링, 균열 채우기를 위한 실란트 적용, 백색 다이아몬드의 색상 등급 개선을 위한 처리, 백색 다이아몬드에 팬시 색상을 부여하기 위한 처리가 포함된다.

코팅은 큐빅 지르코니아와 같은 다이아몬드 모조품에 더 "다이아몬드 같은" 외관을 부여하기 위해 점점 더 많이 사용된다. 그러한 물질 중 하나는 다이아몬드 유사 탄소이다. 이는 다이아몬드의 일부 물리적 특성과 유사한 비정질 탄소질 물질이다. 광고는 그러한 코팅이 이러한 다이아몬드 유사 특성 중 일부를 코팅된 돌에 전달하여 다이아몬드 모조품을 향상시킬 것이라고 제안한다. 라만 분광법과 같은 기술은 이러한 처리를 쉽게 식별해야 한다.

 식별 
섬네일|주사전자현미경으로 촬영한 다이아몬드의 음극선 발광 이미지
초기 다이아몬드 식별 시험에는 다이아몬드의 뛰어난 경도를 이용한 긁힘 시험이 포함되었다. 이 시험은 다이아몬드가 다른 다이아몬드를 긁을 수 있으므로 파괴적이며, 오늘날에는 거의 사용되지 않는다. 대신 다이아몬드 식별은 뛰어난 열전도율에 의존한다. 전자 열 탐침은 다이아몬드를 모조품과 구별하기 위해 보석 감정 센터에서 널리 사용된다. 이 탐침은 미세한 구리 팁에 장착된 한 쌍의 배터리 구동식 서미스터로 구성된다. 한 서미스터는 가열 장치 역할을 하고 다른 서미스터는 구리 팁의 온도를 측정한다. 시험 중인 돌이 다이아몬드라면 팁의 열 에너지를 측정 가능한 온도 강하를 유발할 만큼 빠르게 전도할 것이다. 이 시험은 약 2~3초가 걸린다.

열 탐침은 대부분의 모조품에서 다이아몬드를 분리할 수 있지만, 탄화 규소와 같이 열전도율 시험을 통과하는 다양한 유형의 다이아몬드(예: 합성 또는 천연, 방사선 조사 또는 비방사선 조사 등)를 구별하려면 더 발전된 광학 기술이 필요하다. 이러한 기술은 일부 다이아몬드 모조품에도 사용된다. 광학 기술은 천연 다이아몬드와 합성 다이아몬드를 구별할 수 있다. 또한 처리된 천연 다이아몬드의 대부분을 식별할 수 있다. "완벽한" 결정(원자 격자 수준)은 발견된 적이 없으므로, 천연 및 합성 다이아몬드 모두 항상 결정 성장 환경에서 비롯되는 특징적인 불완전성을 가지고 있어 서로 구별할 수 있다.

연구실에서는 분광법, 현미경, 단파 자외선 하의 발광과 같은 기술을 사용하여 다이아몬드의 기원을 결정한다. 또한 식별 과정을 돕기 위해 특별히 제작된 기구를 사용한다. 두 가지 스크리닝 기구는 DiamondSure와 DiamondView이며, 둘 다 DTC에서 생산하고 GIA에서 판매한다.

생산 방법과 다이아몬드 색상에 따라 합성 다이아몬드를 식별하는 여러 가지 방법이 수행될 수 있다. CVD 다이아몬드는 일반적으로 주황색 형광으로 식별할 수 있다. D–J 색상 다이아몬드는 스위스 보석학 연구소의 Diamond Spotter를 통해 스크리닝할 수 있다. 마찬가지로 D–Z 색상 범위의 스톤은 드비어스에서 개발한 DiamondSure UV/가시 분광기를 통해 검사할 수 있다. 마찬가지로 천연 다이아몬드는 일반적으로 합성 다이아몬드에서는 볼 수 없는 이물질 내포물과 같은 미세한 불완전성과 결함을 가지고 있다.

다이아몬드 유형 감지 기반 스크리닝 장치는 확실히 천연인 다이아몬드와 잠재적으로 합성인 다이아몬드를 구별하는 데 사용될 수 있다. 잠재적으로 합성인 다이아몬드는 전문 연구실에서 더 많은 조사가 필요하다. 상업용 스크리닝 장치의 예로는 D-Screen(WTOCD / HRD Antwerp), Alpha Diamond Analyzer(Bruker / HRD Antwerp), D-Secure(DRC Techno) 등이 있다.

 각주 

 내용주

 같이 보기 
 - 지구에서는 희귀하지만 우주에서는 의외로 흔한 물질이 다이아몬드이다
 외계 물질
 모조 다이아몬드

 
분류:그리스어계 외래어
분류:입방정계 광물
분류:발광 광물
분류:투명물질
분류:보석