루비

섬네일|upright=1.25|주요 루비 생산국

루비(ruby)는 분홍에서 혈적색에 이르는 보석으로, 강옥(산화 알루미늄) 광물의 한 종류이다. 루비는 가장 인기 있는 전통적인 주얼리 보석 중 하나이며 매우 단단하다. 보석 품질의 다른 강옥 종류는 사파이어라고 불린다. 나머지 강옥 종은 그렇게 불리기 때문에 루비는 때때로 "레드 사파이어"(red sapphires)라고도 불린다.

루비는 자수정, 사파이어, 에메랄드, 다이아몬드와 함께 전통적인 추기경 보석 중 하나이다. 루비(ruby)라는 단어는 빨간색을 뜻하는 라틴어 'ruber'에서 유래했다. 루비의 색상은 크로뮴의 존재 때문이다.

영국의 제국관에 있는 흑태자 루비와 같이 대중적으로 또는 역사적으로 루비라고 불리는 일부 보석은 실제로는 첨정석이다. 이들은 한때 "발라스 루비"로 알려져 있었다.

루비의 품질은 색상, 커팅, 투명도로 결정되며, 이는 캐럿 중량과 함께 그 가치에 영향을 미친다. 가장 밝고 가치 있는 핏빛 또는 비둘기 핏빛이라고 불리는 붉은색은 비슷한 품질의 다른 루비보다 훨씬 높은 가격을 받는다. 색상 다음으로 중요한 것은 투명도이다. 다이아몬드와 마찬가지로 투명한 돌은 프리미엄 가격을 받지만, 바늘 모양의 금홍석 포유물이 없는 루비는 돌이 처리되었음을 나타낼 수 있다. 루비는 7월의 전통적인 탄생석이며, 가닛보다 더 분홍빛을 띠지만, 일부 로돌라이트 가닛은 대부분의 루비와 유사한 분홍빛 색조를 띠기도 한다. 경매에서 팔린 세계에서 가장 값비싼 루비는 에스트렐라 데 푸라로, 3,480만 달러에 팔렸다.

물리적 특성
섬네일|루비의 결정 구조
루비는 모스 굳기계에서 굳기 9.0을 가진다. 천연 보석 중에서는 모이사나이트와 다이아몬드만이 더 단단하며, 다이아몬드는 모스 굳기 10.0이고 모이사나이트는 강옥(루비)과 다이아몬드의 중간 정도의 굳기를 가진다. 사파이어, 루비 및 순수한 강옥은 α-알루미나이며, AlO의 가장 안정적인 형태로, 3개의 전자가 각 알루미늄 이온을 떠나 주변의 6개 O 이온의 규칙적인 팔면체 그룹에 합류한다. 순수한 강옥에서는 모든 알루미늄 이온이 짝을 이루지 않은 전자가 없거나 채워지지 않은 에너지 준위가 없는 매우 안정적인 구성을 가지므로 결정은 결함이 없는 한 완벽하게 무색 투명하다.

섬네일|Al 이온(파란색)이 Cr(빨간색)으로 치환된 루비의 결정 구조를 보여준다. 이 모델에서 Cr 이온의 치환 밀도는 약 2%로, 일반적으로 발생하는 최대 도핑에 근사한다.

크로뮴 원자가 가끔 알루미늄 원자를 대체할 때, 그것도 3개의 전자를 잃어 크로뮴 이온이 되어 AlO 결정의 전하 균형을 유지한다. 그러나 Cr 이온은 알루미늄보다 크고 전자 궤도의 방향이 다르다. O 이온의 팔면체 배열은 왜곡되고, 그 Cr 이온의 다른 궤도의 에너지 준위는 O 이온에 대한 방향 때문에 약간 변경된다. 이러한 에너지 차이는 스펙트럼의 자외선, 보라색, 황록색 영역에서 흡수에 해당한다.

섬네일|광학 및 근적외선 스펙트럼에서 루비의 투과율. 두 개의 넓은 보라색 및 황록색 흡수 띠와 루비 레이저의 파장인 694nm 파장에서 하나의 좁은 흡수 띠에 주목하라.

루비에서 알루미늄 이온의 1%가 크롬으로 대체되면 황록색 흡수로 인해 보석이 붉은색을 띠게 된다. 또한, 위 파장 중 어느 하나에서 흡수는 694나노미터 파장의 붉은 빛의 형광 방출을 자극하여 붉은색과 인지되는 광택을 더한다. 인공 루비의 크롬 농도는 결정 성장 과정에서 천연 보석보다 10배에서 20배 낮게 조절될 수 있다. 테오도르 마이만은 "이러한 결정의 낮은 크롬 수준 때문에 보석 루비보다 밝은 붉은색을 띠며 핑크 루비라고 불린다"고 말한다.

단파장 빛을 흡수한 후, 형광이 발생하기 전에 루비의 결정 격자가 들뜬 상태에 있는 짧은 시간이 있다. 그 시간 동안 694 나노미터 광자가 결정을 통과하면, 그들은 그들과 동위상으로 더 많은 형광 광자를 방출하도록 자극할 수 있으며, 이로써 그 붉은 빛의 강도를 강화한다. 거울이나 다른 수단을 배열하여 방출된 빛이 결정을 통해 반복적으로 통과하도록 함으로써, 루비 레이저는 이런 방식으로 매우 높은 강도의 결맞음 붉은 빛을 생성한다.

모든 천연 루비에는 색상 불순물과 "실크"라고 알려진 금홍석 바늘의 포유물을 포함한 결함이 있다. 보석학자들은 천연 루비에서 발견되는 이 바늘 포유물을 사용하여 합성물, 모조품 또는 대체품과 구별한다. 일반적으로 원석은 커팅 전에 가열된다. 요즘에는 거의 모든 루비가 어떤 형태로든 처리되며, 열처리가 가장 일반적인 관행이다. 고품질의 미처리 루비는 상당한 프리미엄이 붙는다.

일부 루비는 3점 또는 6점의 성채 효과 또는 "별"을 보인다. 이러한 루비는 효과를 제대로 나타내기 위해 카보숑으로 연마된다. 성채 효과는 단일 광원에서 가장 잘 보이며, 빛이 움직이거나 돌이 회전함에 따라 돌 위를 움직인다. 이러한 효과는 "실크"(구조적으로 배열된 금홍석 바늘 포유물)에서 빛이 특정 방식으로 반사될 때 발생한다. 이는 포유물이 보석의 가치를 높이는 한 예이다. 또한, 루비는 색상 변화를 보일 수 있지만(매우 드물게 발생한다), 변채 또는 "고양이 눈" 효과도 보일 수 있다.

핑크 사파이어와 비교
일반적으로 핑크를 포함한 모든 붉은색의 보석 품질 강옥은 루비라고 불린다. 그러나 미국에서는 루비로 불리려면 최소한의 색상 채도가 충족되어야 하며, 그렇지 않으면 그 돌은 핑크 사파이어라고 불릴 것이다. 루비와 핑크 사파이어 사이의 구별은 비교적 최근에, 20세기에 들어서면서 생겨났다. 종종 루비와 핑크 사파이어의 구별은 명확하지 않고 논쟁의 여지가 있을 수 있다. 이러한 구별의 어려움과 주관성 때문에 국제 유색 보석 협회(ICGA)와 같은 무역 단체들은 핑크를 포함한 더 밝은 색조를 포괄하는 루비에 대한 더 넓은 정의를 채택했다.

산출 및 채광
역사적으로 루비는 태국, 캄보디아의 파일린과 삼루트구뿐만 아니라 아프가니스탄, 오스트레일리아, 브라질, 콜롬비아, 인도, 나미비아, 일본 및 스코틀랜드에서 채광되었다. 제2차 세계 대전 이후, 루비 광상은 마다가스카르, 모잠비크, 네팔, 파키스탄, 타지키스탄, 탄자니아, 베트남에서 발견되었다. 루비는 파르가사이트, 조이사이트, 방해석, 플로고파이트, 페이나이트, 사파이어, 황철석 및 푸크사이트와 함께 발견된다.

북마케도니아 공화국은 유럽 본토에서 유일하게 천연 루비가 나는 국가이다. 주로 프릴레프 시 주변에서 발견된다. 마케도니아 루비는 독특한 라즈베리 색상을 띤다.

미국 몬태나주, 노스캐롤라이나주, 사우스캐롤라이나주 및 와이오밍주에서 일부 루비가 발견되었다.

다른 붉은 보석인 첨정석은 때때로 루비와 같은 보석 자갈이나 대리석에서 발견된다. 붉은 첨정석은 보석에 대한 경험이 부족한 사람들에게 루비로 오인될 수 있다. 그러나 현재 매우 인기 있는 최상급 붉은 첨정석은 최상급 루비를 제외한 모든 루비에 필적하는 가치를 가질 수 있다.
상미얀마의 모곡 계곡은 수세기 동안 세계의 주요 루비 공급원이었다. 이 지역은 몇몇 특별한 루비를 생산했지만, 최근 몇 년 동안 좋은 루비는 거의 발견되지 않았다. 미얀마 중부의 몽수 지역은 1990년대에 루비를 생산하기 시작하여 빠르게 세계의 주요 루비 채굴 지역이 되었다. 미얀마에서 가장 최근에 발견된 루비 광상은 까칭주 북부에 위치한 남야(나미야제이크)이다.

파키스탄 카슈미르에는 수백만 개의 루비가 매장되어 있으며, 그 가치는 5억 달러에 이른다. 그러나 2017년 현재 투자 부족으로 인해 광산은 단 하나(치타 카타)뿐이었다. 아프가니스탄에서는 제그달레크에서 루비가 채굴된다. 2017년에는 그린란드 아팔루톡 광산이 가동을 시작했다.

그린란드 루비는 약 30억 년 전으로 추정되는 세계에서 가장 오래된 루비 중 하나로 알려져 있다. 그린란드의 아팔루톡 광산은 그린란드의 수도 누크에서 남쪽으로 160킬로미터 떨어진 곳에 위치해 있다. 이 루비는 광산에서 시장까지 추적 가능하다.

모잠비크 북동부의 몬테푸에즈 루비 광산은 세계에서 가장 중요한 루비 광상 중 하나에 위치하고 있지만, 루비는 2009년에야 이곳에서 처음 발견되었다. 10년도 채 안 되어 모잠비크는 보석 품질 루비의 세계에서 가장 생산적인 원천이 되었다.

가치에 영향을 미치는 요인

루비는 다른 보석과 마찬가지로 색상, 컷, 투명도 및 캐럿 중량을 뜻하는 4가지 C 기준을 사용하여 등급이 매겨진다. 루비는 지리적 원산지를 기준으로도 평가된다.

 색상 
섬네일|루비 (강옥) - 파키스탄 북부 지역 길기트 훈자 계곡
유색 보석의 평가에서 색상은 가장 중요한 요소이다. 색상은 색조, 채도, 톤의 세 가지 구성 요소로 나뉜다. 색조는 우리가 일반적으로 사용하는 색상을 의미한다. 투명한 보석은 빨간색, 주황색, 노란색, 초록색, 파란색, 보라색의 순수한 스펙트럼 색조로 나타난다. 자연에서는 순수한 색조가 드물기 때문에 보석의 색조에 대해 이야기할 때는 기본색, 보조색, 때로는 3차 색조에 대해 이야기한다. 루비는 빨간색으로 정의된다. 보석 종 강옥의 다른 모든 색조는 사파이어라고 불린다. 루비는 주황색, 보라색, 자주색, 분홍색을 포함한 다양한 보조 색조를 나타낼 수 있다.

 투명도 
루비에는 많은 내포물이 있기 때문에, 투명도는 내포물의 크기, 수, 위치 및 가시성에 따라 평가된다. 투명도 등급이 가장 높은 루비는 "아이 클린"으로 알려져 있는데, 이는 내포물이 육안으로 거의 보이지 않기 때문이다. 루비는 또한 "실크"라고 불리는 얇고 교차하는 내포물을 가질 수 있다. 실크는 빛을 산란시켜 보석의 외관을 밝게 할 수 있으며, 실크의 존재는 루비가 이전에 열처리되었는지 여부도 보여줄 수 있다. 왜냐하면 강렬한 열은 루비의 실크를 손상시키기 때문이다.

처리 및 개선
보석의 품질을 처리하여 개선하는 것은 일반적인 관행이다. 일부 처리는 거의 모든 경우에 사용되므로 허용 가능한 것으로 간주된다. 1990년대 후반에 저렴한 재료의 대량 공급으로 인해 열처리 루비의 공급이 급증하여 루비 가격에 하락 압력을 가했다.

사용되는 개선 방법으로는 색상 변경, 금홍석 내포물을 용해하여 투명도 개선, 균열(크랙) 치유 또는 완전히 채우는 것이 포함된다.

가장 흔한 처리는 열을 가하는 것이다. 시장에서 저가 루비의 대부분은 색상을 개선하고 보라색 색조, 파란색 반점 및 실크를 제거하기 위해 열처리된다. 이러한 열처리는 일반적으로 1800 °C (3300 °F) 정도의 온도에서 발생한다. 일부 루비는 저온 튜브 열처리 과정을 거치는데, 이 과정에서 돌은 약 1300 °C (2400 °F)의 숯불 위에서 20~30분 동안 가열된다. 실크는 부분적으로 깨지고 색상은 개선된다.

최근 몇 년 동안 더욱 빈번해진 또 다른 처리는 납유리 채움이다. 루비 내부의 균열을 납유리(또는 유사한 재료)로 채우는 것은 돌의 투명도를 극적으로 향상시켜, 이전에는 보석류에 부적합했던 루비를 사용할 수 있게 한다. 이 과정은 네 단계로 이루어진다.

 원석을 미리 연마하여 공정에 영향을 미칠 수 있는 모든 표면 불순물을 제거한다.
 원석을 플루오린화 수소로 세척한다.
 필러를 추가하지 않는 첫 번째 가열 공정이다. 가열 공정은 균열 내부의 불순물을 제거한다. 이 과정은 1400 °C (2500 °F)까지 가능하지만, 금홍석 실크가 손상되지 않으므로 약 900 °C (1600 °F)에서 가장 많이 이루어진다.
 전기 오븐에서 다양한 화학 첨가물과 함께 두 번째 가열 공정을 진행한다. 다양한 용액과 혼합물이 성공적인 것으로 나타났지만, 현재는 주로 납을 포함한 유리 분말이 사용된다. 루비를 오일에 담근 다음 분말로 덮고 타일에 박아 오븐에 넣고 산화 분위기에서 900 °C (1600 °F) 정도에서 1시간 동안 가열한다. 주황색 분말은 가열되면 투명하거나 노란색 페이스트로 변하며, 이 페이스트가 모든 균열을 채운다. 냉각 후 페이스트의 색상은 완전히 투명해지고 루비의 전반적인 투명도를 극적으로 향상시킨다.

색을 추가해야 할 경우, 유리 분말을 구리 또는 기타 금속 산화물과 나트륨, 칼슘, 칼륨 등과 같은 원소로 "강화"할 수 있다.

두 번째 가열 공정은 세 번에서 네 번 반복될 수 있으며, 심지어 다른 혼합물을 적용할 수도 있다. 루비가 포함된 보석을 가열할 때(수리를 위해) 붕산이나 다른 물질로 코팅해서는 안 된다. 이는 표면을 부식시킬 수 있기 때문이다. 다이아몬드처럼 "보호"할 필요는 없다.

이 처리는 10배 루페를 사용하여 공동과 균열에 있는 기포를 관찰함으로써 식별할 수 있다.

합성 및 모조

1837년, 가우딘(Gaudin)은 소량의 크로뮴을 안료로 사용하여 고온에서 백반(potash alum)을 융합하여 최초의 합성 루비를 만들었다. 1847년, 에벨멘(Ebelmen)은 붕산에서 알루미나를 융합하여 흰색 사파이어를 만들었다. 1877년, 에드몽 프레미(Edmond Frémy)와 산업 유리 제조업자 샤를 페이유(Charles Feil)는 작은 돌을 잘라낼 수 있는 결정 강옥을 만들었다. 1887년, 프레미와 오귀스트 베르누이는 BaF와 AlO에 소량의 크로뮴을 첨가하여 백열 온도에서 융합하여 인공 루비를 제조했다.

1903년, 베르누이는 화염 용융 공정(나중에 베르누이 공정으로도 알려짐)을 사용하여 상업적 규모로 합성 루비를 생산할 수 있다고 발표했다. 1910년까지 베르누이의 실험실은 30개 용광로 생산 시설로 확장되었고, 1907년에는 연간 보석 생산량이 에 달했다.

합성 루비를 생산할 수 있는 다른 공정으로는 초크랄스키 인상법, 플럭스 공정, 그리고 열수합성 공정이 있다. 대부분의 합성 루비는 낮은 비용 때문에 화염 용융법에서 유래한다. 합성 루비는 육안으로 보이는 결함이 없을 수 있지만, 확대하면 구부러진 줄무늬와 가스 기포가 나타날 수 있다. 결함의 수가 적고 덜 분명할수록 루비의 가치는 더 높아진다. 결함이 전혀 없는 경우(즉, 완벽한 루비)에는 인공으로 의심된다. 일부 제조된 루비에는 합성임을 식별할 수 있도록 도펀트가 추가되지만, 대부분은 원산지를 확인하기 위해 보석학 검사가 필요하다.

합성 루비는 보석학적 용도 외에 기술적 용도로도 사용된다. 합성 루비 막대는 루비 레이저와 메이저를 만드는 데 사용된다. 최초의 작동 가능한 레이저는 1960년에 테오도르 마이만이 만들었다. 마이만은 고체 상태의 빛으로 펌핑되는 합성 루비를 사용하여 694나노미터(nm) 파장의 붉은 레이저 빛을 생산했다. 루비 레이저는 여전히 사용되고 있다.

루비는 기계식 시계 장치의 마모가 심한 부분이나 좌표 측정기의 스캐닝 프로브 팁과 같이 높은 경도가 요구되는 응용 분야에서도 사용된다.

모조 루비도 시판되고 있다. 붉은 첨정석, 붉은 석류석 및 착색 유리가 루비라고 허위 주장되어 왔다. 모조품은 로마 시대까지 거슬러 올라가며, 이미 17세기에는 용광로 바닥에서 주홍색 양모를 태워 포일을 붉게 착색하는 기술이 개발되었고, 이 포일은 모조석 아래에 놓였다. 붉은 첨정석에 대한 발라스 루비나 붉은 전기석에 대한 루벨라이트와 같은 거래 용어는 의심 없는 구매자를 오도할 수 있다. 따라서 이러한 용어는 LMHC(Laboratory Manual Harmonisation Committee)와 같은 많은 보석학 협회에서 사용을 권장하지 않는다.

기록 및 유명한 사례
섬네일|국립 자연사 박물관 (워싱턴 D.C.), 워싱턴 D.C.에 있는 루비들
 워싱턴 D.C.의 스미소니언 국립 자연사 박물관 (워싱턴 D.C.)에는 세계에서 가장 크고 아름다운 루비 보석들이 소장되어 있다. 다이아몬드가 박힌 백금 반지 안에 23.1캐럿 버마 루비는 사업가이자 자선사업가인 피터 벅 (요식업자)이 작고한 아내 카르멘 루시아를 기리며 기증했다. 이 보석은 풍부하게 채색된 붉은색과 뛰어난 투명도를 자랑한다. 잘 비례된 컷은 선명한 붉은 반사를 제공한다. 이 돌은 1930년대 버마(현 미얀마)의 모곡 지역에서 채굴되었다.
 2007년, 런던 보석상 가라드는 웹사이트에 하트 모양의 40.63캐럿 루비를 선보였다.
 2011년 12월 13/14일, 엘리자베스 테일러의 전체 보석 컬렉션이 크리스티스에 의해 경매되었다. 판매에는 여러 루비 세팅 작품이 포함되었는데, 특히 8.24캐럿 보석이 세팅된 반지는 루비의 '캐럿당 가격' 기록을 깼다(미화 512,925달러/캐럿 – 즉, 총 420만 달러 이상), 그리고 목걸이는 370만 달러 이상에 팔렸다.
 리버티 벨 루비는 세계에서 가장 큰 채굴 루비이다. 2011년 강도 사건으로 도난당했다.
 선라이즈 루비는 2015년 5월 스위스 경매에서 익명의 구매자에게 3천만 달러에 팔려 당시 세계에서 가장 비싼 루비이자 가장 비싼 유색 보석, 다이아몬드를 제외하고 가장 비싼 보석이 되었다.
 1960년 5월 16일, 휴즈 연구소에서 테오도르 마이만이 고안, 설계 및 제작한 세계 최초의 광학 레이저의 이득 매체는 합성 루비 결정이었다.
 자극 방출 메커니즘을 통한 전자기 복사 증폭 개념은 이미 암모니아와 나중에 루비와 같은 다른 재료를 사용하여 메이저를 통해 실험실에서 성공적으로 입증되었지만, 루비 레이저는 광학(694.3nm) 파장에서 작동하는 최초의 장치였다. 마이만의 원형 레이저는 여전히 작동 중이다.

섬네일|right|메소포타미아의 루비 눈 펜던트, 아딜노르 컬렉션, 스웨덴.

역사적, 문화적 참고자료
 루비의 초기 기록된 운송 및 거래는 중국의 북부 실크로드 문헌에 나타나는데, 기원전 200년경 루비가 이 고대 길을 따라 중국에서 서쪽으로 운반되었다.
 루비는 항상 아시아 국가에서 높은 평가를 받아왔다. 인도와 중국에서는 귀족의 갑옷, 칼집, 마구 장식에 사용되었다. 루비는 건물 기초 아래에 놓여 구조물에 행운을 가져다주는 것으로 여겨졌다.
 전통적인 힌두교 점성술적 믿음은 루비를 "태양의 보석이자 아홉 천체를 이끄는 천상의 신인 수리야의 보석"으로 간주한다. 루비를 숭배하고 착용하면 태양이 착용자에게 유리하게 작용한다고 믿어진다.
 마블 만화책에서 갓스톤은 J. 조나 제임슨의 아들 존 제임슨이 달에서 발견한 루비이다. 달빛에 의해 활성화되어 그의 가슴에 접목되었고, 그를 맨울프로 변모시켰다.

 같이 보기 
 광물 목록
 에메랄드

 각주 

 외부 링크 
 
 
 International Colored Stone Association's ruby overview page 
 Webmineral crystallographic and mineral info

분류:강옥
분류:광학 재료
분류:발광 광물
분류:산화 광물
분류:삼방정계 광물
분류:알루미늄 광물
분류:보석
분류:초경재료