모이사나이트
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1. 개요
모이사나이트는 탄화규소(SiC)로 구성된 광물로, 1893년 앙리 무아상에 의해 발견되었다. 자연에서는 매우 희귀하며, 운석에서 주로 발견된다. 다이아몬드와 유사한 물리적 특성을 가지고 있어 보석 및 산업용으로 사용된다. 1998년에는 찰스 앤 콜버드에 의해 합성 모이사나이트가 상업화되어 다이아몬드 대체재로 판매되기 시작했다. 모이사나이트는 높은 경도, 굴절률, 분산도를 가지며, 열전도율과 전기 전도성이 높아 전자공학 및 고압 실험에도 활용된다.
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| 모이사나이트 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
![]() | |
| 이름 | 모이사나이트 |
| 화학식 | SiC |
| IMA 기호 | Moi |
| 스트런츠 분류 | 1.DA.05 |
| 결정계 | 육방정계 |
| 결정군 | 6H 다형: 육방추체 (6mm) |
| 헤르만-마우귄 기호 | (6mm) |
| 공간군 | 6H 다형: P63mc |
| 색상 | 무색, 녹색, 노란색 |
| 결정형 | 일반적으로 다른 광물 내포물로 발견됨 |
| 쪼개짐 | (0001) 불분명 |
| 파단 | 패각상 - 깨지기 쉬운 물질에서 매끄럽게 구부러진 표면을 특징으로 하는 파단, 예: 석영 |
| 모스 굳기계 | ~9.5 |
| 광택 | 금강광택 ~ 금속광택 |
| 굴절률 | nω = 2.654 nε = 2.967 |
| 복굴절 | 0.313 (6H 형태) |
| 분산 | 0.104 |
| 형광 | 주황-적색 |
| 조흔색 | 녹색을 띤 회색 |
| 비중 | 3.218–3.22 |
| 녹는점 | 2730 °C (분해) |
| 가용성 | 없음 |
| 투명도 | 투명 |
| 기타 | 방사능 없음, 반자성체 |
| 모아사나이트 | |
| 일본어 이름 | モアサナイト |
| 분류 | 원소 광물 |
| 조성 | SiC |
| 색 | 검은색, 녹색, 노란색 |
| 조흔색 | 회녹색 |
| 광택 | 금속광택 |
| 경도 | 9.5 |
| 비중 | 3.218 – 3.22 |
| 쪼개짐 | 없음 |
| 단구 | 패각상 |
| 추가 정보 | |
| 참고 문헌 | 모이사나이트. Webmineral 모이사나이트. Mindat 모이사나이트. Handbook of Mineralogy |
2. 역사
1824년, 스웨덴의 화학자 예인스 야코브 베르셀리우스는 규소와 탄소의 결합이 자연계에 존재할 것이라고 처음으로 제안했다.[32] 1891년, 에드워드 굿리치 아치슨은 다이아몬드를 대체할 수 있는 연마재나 절삭재가 될 수 있는 광물을 개발했다.[33][34] 이는 모이사나이트가 알려진 물질 중 가장 단단한 물질 중 하나이며, 다이아몬드의 경도보다 약간 낮고, 입방정계 붕소나 질화붕소의 경도와 맞먹기 때문이다.
순수한 합성 모이사나이트는 코발트 금속 분말과 같은 바인더 매트릭스가 필요 없는 세라믹 전구체 폴리(메틸실란) 폴리머의 열분해를 통해서도 얻을 수 있다.[35][36] 특정 단결정 탄화규소는 고성능 반도체 소자 및 LED의 재료로 사용되어 왔다.[37][38][39]
1987년 노스캐롤라이나주에 본사를 둔 Cree Research는 탄화규소의 큰 단결정을 제조하는 상업적 공정을 개발했다. Cree사는 주로 전자 제품 용도의 단결정 탄화규소 생산에서 세계를 선도하고 있다.[40] 1995년, C3 Inc.의 찰스 에릭 헌터가 이끄는 Charles & Colvard는 보석 품질의 모이사나이트를 판매하기 위해 설립되었다.[41] Charles & Colvard는 C3 Inc.가 최초로 출원한 미국 특허 US5723391 A를 기반으로 합성 모이사나이트를 제조 및 판매한 최초의 회사이다. 현재 탄화규소의 용도는 모두 합성 재료를 사용하고 있다.
2. 1. 발견
1893년, 프랑스의 화학자 앙리 무아상은 미국 애리조나주에 있는 캐니언 디아블로 운석에서 암석 샘플을 조사하던 중 모이사나이트를 발견했다.[6][7] 처음에는 이 결정들을 다이아몬드로 오인했지만, 1904년에 탄화규소임을 확인했다.[6][7] 무아상의 발견 2년 전인 1891년, 에드워드 G. 아치슨은 실험실에서 인공 탄화규소 합성에 성공했다.[8]이후 탄화규소 광물 형태는 무아상의 업적을 기리기 위해 그의 이름을 따서 명명되었다. 모이사나이트는 지구상에서 천연으로 발견되는 경우가 드물며, 대부분 운석에서 발견된다. 최초로 발견된 모이사나이트는 캐니언 디아블로 운석(Canyon Diablo meteorite)에서 발견되었다(1893년).[30] 아옌데 운석(Aende meteorite)에 포함된 모이사나이트는 초신성 폭발 때 날아온 입자가 기원이라고 여겨진다.
2. 2. 자연 상태의 희귀성
자연 상태의 모이사나이트는 매우 희귀하다. 1950년대까지 모이사나이트는 탄소질 콘드라이트 운석 속의 전태양계 티끌을 제외하고는 다른 어떤 곳에서도 발견되지 않았다.[9] 1958년, 와이오밍주 그린리버층의 상부 맨틀에서 발견되었고, 1959년에는 러시아 극동 지역 사하 공화국(Sakha Republic)의 다이아몬드 광산에서 발견된 초염기성암인 킴벌라이트의 포함물로 발견되었다.[10] 그러나 미국의 지질학자 찰스 밀턴(Charles Milton)은 1986년까지도 자연계에 모이사나이트가 존재한다는 사실에 의문을 제기했다.[11]모이사나이트는 다이아몬드, 제노리스 및 람프로이트와 같은 다른 초염기성암의 포함물로 자연적으로 발생한다.[12] 지구상에서 천연으로 산출되는 경우가 드물며, 대부분 운석에서 발견된다. 최초로 발견된 모이사나이트는 미국 애리조나주에 있는 캐니언 디아블로 운석(Canyon Diablo meteorite)에서 발견되었다(1893년).[30] 아옌데 운석(Aende meteorite)에 포함된 모이사나이트는 초신성 폭발 때 날아온 입자가 기원이라고 여겨진다.
2. 3. 운석에서의 기원
머치슨 운석에서 발견된 탄화규소(SiC) 알갱이 분석 결과, 탄소와 규소의 동위원소 비율이 비정상적인 것으로 나타났으며, 이는 태양계 외부 기원임을 시사한다.[13] 이러한 탄화규소 알갱이의 99%는 탄소가 풍부한 점근거성가지(AGB) 별 주변에서 생성된 것으로 추정된다. 이는 적외선 스펙트럼 분석 결과, 이러한 별 주변에서 탄화규소가 흔히 발견되기 때문이다.[14] 캐니언 디아블로 운석 등에서 탄화규소(카보런덤, SiC)가 발견되었으나, 이는 인공 연마 도구에서 유래한 탄화규소 오염으로 인해 오랫동안 발견이 지연되었다.[12] 모이사나이트는 지구상에서 천연으로 산출되는 경우가 드물며, 대부분 운석에서 발견된다. 최초로 발견된 모이사나이트는 1893년 미국 애리조나주에 있는 캐니언 디아블로 운석에서 발견되었다.[30] 또한, 아옌데 운석에 포함된 모이사나이트는 초신성 폭발 때 날아온 입자가 기원이라고 여겨진다.3. 물리적/화학적 성질
화학 조성은 탄화규소(SiC)이다. 결정계는 육방정계이며, 색깔은 검정색에서 녹색이다. 비중은 3.21이다. 다이아몬드와 유사하게 강한 공유 결합으로 결합되어 있어 최대 52.1 기가파스칼의 높은 압력에도 견딜 수 있다.[1] 다이아몬드 색상 등급 척도의 D등급부터 K등급까지 다양한 색상을 띈다.[16] 순수한 탄화규소는 무색 투명하지만, 모이사나이트는 질소, 알루미늄 등 III족, V족 원자가 결정 격자에 들어가 생성하는 불순물 준위 때문에 색깔을 띤다.
다이아몬드형 골격 안에 탄소와 규소가 번갈아 쌓여 있으며, 다이아몬드와 규소의 중간 정도의 성질을 나타낸다.
모스 경도는 9.25~9.5이다. 광채의 강도를 나타내는 빛의 굴절률은 2.65~2.69이며, 반짝임을 만들어내는 빛의 분산도는 0.104이다.[29]
다이아몬드는 유지에 대한 친화성이 있어 피지 등을 흡착하기 쉽지만, 모이사나이트는 유지에 대한 친화성이 낮다.[29]
최근 탄화규소는 반도체로서의 수요가 증가하고 있으며, 고순도의 대형 결정이 공업적으로 대량 합성되게 되었다. 따라서 보석 용도의 합성도 활발하게 이루어지고 있다.
3. 1. 화학 조성 및 결정 구조
화학 조성은 탄화규소(SiC)이며, 화학식은 SiC이다. 결정계는 육방정계이다. 다이아몬드와 유사하게 강한 공유 결합으로 결합되어 있어 최대 52.1 기가파스칼의 높은 압력에도 견딜 수 있다.[1] 색상은 다양하며 다이아몬드 색상 등급 척도의 D등급부터 K등급까지 있다.[16] 순수한 탄화규소는 무색 투명하다고 알려져 있으며, 모이사나이트의 색깔은 질소, 알루미늄 등 III족, V족 원자가 결정 격자에 들어가 생성하는 불순물 준위 때문이다.다이아몬드형 골격 안에 탄소와 규소가 번갈아 쌓여 있으며, 다이아몬드와 규소의 중간 정도의 성질을 나타낸다.
3. 2. 경도 및 굴절률
모이사나이트는 모스 경도 9.25~9.5로, 보석 중 다이아몬드(10) 다음으로 높은 경도를 가지며, 공업용 연마제로도 사용된다. 큰 힘이 가해졌을 때 파손되기 어려움을 나타내는 지표는 다이아몬드보다 높게 평가된다.[29]모이사나이트는 보석의 가치를 좌우하는 광채에서 다이아몬드를 능가한다. 광채의 강도를 나타내는 빛의 굴절률은 다이아몬드가 2.42인데 비해 모이사나이트는 2.65~2.69이다. 반짝임을 만들어내는 빛의 분산도는 다이아몬드가 0.044인데 비해 모이사나이트는 0.104로, 다이아몬드의 거의 2.5배에 달한다.[29]
3. 3. 기타 성질
다이아몬드는 유지에 대한 친화성이 있어 피지 등을 흡착하기 쉽지만, 모이사나이트는 유지에 대한 친화성이 낮다.[29]모이사나이트는 약 65°C부터 색 변화가 나타나는 열변색성을 가진다. 또한, 다이아몬드와 달리 복굴절성을 가지며, 높은 전기 전도도를 가진다.
4. 인공 합성 및 응용


모이사나이트는 1998년 찰스 앤 콜버드(구 C3 Inc.)가 실험실에서 탄화규소 보석을 제조 및 판매하는 특허를 받은 후, 최초로 상업화되어 보석 시장에 다이아몬드 대체재로 소개되었다. 2018년까지 이 공정에 대한 모든 특허가 전 세계적으로 만료되었다.[21][22][23]
모이사나이트는 모스 경도가 9.25로 다이아몬드(10)에 근접하며, 다이아몬드를 능가하는 광학적 특성을 가지고 있다. 다이아몬드와 달리 열변색성을 띠고, 전기 전도도가 높으며, 복굴절성을 보인다.[25] 높은 경도 덕분에 다이아몬드 앤빌 셀을 사용하는 고압 실험에서 다이아몬드 대체재로 활용된다. 열전도율이 다이아몬드와 유사하여 전자 및 열 응용 분야에도 사용되며, 열발광 특성으로 방사선 선량 측정에도 유용하다.[27][28]
1891년, 에드워드 굿리치 아치슨(Edward Goodrich Acheson)은 다이아몬드를 대체할 수 있는 연마재나 절삭재가 될 수 있는 광물을 개발했다.[33][34]
4. 1. 보석
찰스 앤 콜버드(구 C3 Inc.)는 1998년에 실험실에서 배양한 탄화규소 보석 제조 및 판매 특허를 획득하여, 다이아몬드 대체재로 보석 시장에 처음 소개했다. 2018년까지 이 공정에 대한 모든 특허가 전 세계적으로 만료되었다.[21][22][23] 찰스 앤 콜버드는 현재 ''포에버 원'', ''포에버 브릴리언트'', ''포에버 클래식'' 등의 상표명으로 모이사나이트 보석과 루스 원석을 제조 및 유통하고 있다.[24] 다른 제조업체들은 ''아모라''와 같은 상표명으로 탄화규소 보석을 판매한다.모스 경도(다이아몬드가 최고 경도인 10)에서 모이사나이트의 경도는 9.25이다.[4] 다이아몬드 대체재로서 모이사나이트는 다이아몬드보다 저렴하고, 다이아몬드를 능가하는 광학적 특성을 가지고 있다. 또한 천연 다이아몬드 채굴과 관련된 윤리적 문제에서도 자유롭다.
일부 특성이 다이아몬드와 매우 유사하기 때문에, 일부에서는 모이사나이트를 가짜 다이아몬드로 사용하기도 한다. 특히 열전도율 측정을 기반으로 하는 검사 장비는 다이아몬드와 유사한 결과를 나타낼 수 있다. 하지만 다이아몬드와 달리 모이사나이트는 열변색성을 나타내어, 약 65°C부터 가열하면 일시적으로 색이 변한다. 전기 전도도 측정으로도 구별할 수 있는데, 모이사나이트는 다이아몬드보다 더 높은 값을 나타낸다. 또한 모이사나이트는 복굴절성을 쉽게 관찰할 수 있지만, 다이아몬드는 그렇지 않다.[25]
미국의 찰스&콜버드(Charles & Colvard)사가 최초로 모이사나이트를 인공적으로 제조하여 보석으로 사용했다. 이 회사는 탄화규소를 인공 보석으로 제조하는 공정에 대한 특허를 취득하여 1998년 세계 최초로 모이사나이트 주얼리를 판매하기 시작했다.[29] 이 제조 특허는 미국에서 2015년에 효력이 만료된 것을 시작으로, 2016년에는 세계 25개국, 2018년에는 멕시코에서도 효력이 만료되었다.[31] 현재는 미국을 비롯한 여러 국가에서 고품질의 인공 모이사나이트 제조가 이루어지고 있다. "모아사나이트 다이아몬드"라고 명칭하여 판매하는 경우도 있으나, 지르코니아를 모이사나이트로 판매하는 사기 업체도 많으므로 주의해야 한다.
합성 보석 중에서는 고가에 속하며, 다이아몬드와는 다른 돌이지만, 경도는 그다지 떨어지지 않고 다이아몬드에 뒤지지 않는 광채와 투명도를 가지고 있다.
4. 2. 고압 실험
모이사나이트는 경도가 높아 고압 실험에서 다이아몬드를 대체하여 사용될 수 있다. (다이아몬드 앤빌 셀 참조) 대형 다이아몬드는 앤빌로 사용하기에는 가격이 매우 비싸기 때문에, 대용량 실험에서는 모이사나이트가 더 자주 사용된다.4. 3. 전자공학
합성 모이사나이트는 열전도율이 다이아몬드와 유사하여 전자 및 열 응용 분야에서 흥미로운 소재이다. 고출력 탄화규소 전자 장치는 모터, 액추에이터 및 에너지 저장 또는 펄스 파워 시스템에 사용되는 보호 회로 설계에 활용될 것으로 예상된다.[26] 열발광을 나타내어 방사선 선량 측정에도 유용하다.[27][28]특정 단결정 탄화규소는 고성능 반도체 소자 및 LED의 재료로 사용되어 왔다.[37][38][39]
4. 4. 방사선 측정
모이사나이트는 열발광 특성이 있어 방사선 선량 측정에 유용하게 활용된다.[27][28]4. 5. 기타
모이사나이트는 모스 경도(다이아몬드가 최고 경도인 10)에서 9.25의 경도를 가지기 때문에[4] 고압 실험에서 다이아몬드를 대체하여 사용될 수 있다(다이아몬드 앤빌 셀 참조). 대형 다이아몬드는 앤빌로 사용하기에는 일반적으로 너무 비싸기 때문에 대용량 실험에서는 모이사나이트가 더 자주 사용된다. 합성 모이사나이트는 열전도율이 다이아몬드와 유사하기 때문에 전자 및 열 응용 분야에도 사용된다. 고출력 탄화규소 전자 장치는 모터, 액추에이터 및 에너지 저장 또는 펄스 파워 시스템에 사용되는 보호 회로 설계에 활용될 것으로 예상된다.[26] 또한 열발광을 나타내어 방사선 선량 측정에 유용하다.[27][28]1891년, 에드워드 굿리치 아치슨(Edward Goodrich Acheson)은 다이아몬드를 대체할 수 있는 연마재나 절삭재가 될 수 있는 광물을 개발했다.[33][34] 이는 모이사나이트가 알려진 물질 중 가장 단단한 물질 중 하나이며, 다이아몬드의 경도보다 약간 낮고, 입방정계 붕소나 질화붕소의 경도와 비슷하기 때문이다.
특정 단결정 탄화규소는 고성능 반도체 소자 및 LED의 재료로 사용되어 왔다.[37][38][39] 탄화규소의 천연 자원은 희소하며, 보석학적 용도에 유용한 것은 특정 원자 배열만이기 때문에, 노스캐롤라이나주에 본사를 둔 Cree Research, Inc.는 1987년에 설립되어 탄화규소의 큰 단결정을 제조하는 상업적 공정을 개발했다. Cree사는 주로 전자 제품 용도의 단결정 탄화규소 생산에서 세계를 선도하고 있다.[40]
참조
[1]
논문
IMA–CNMNC approved mineral symbols
2021
[2]
웹사이트
Moissanite
http://www.webminera[...]
[3]
웹사이트
Moissanite
http://www.mindat.or[...]
[4]
서적
Moissanite
http://www.handbooko[...]
Mineralogical Society of America
[5]
사전
Moissanite
[6]
논문
Moissanite: A window for high-pressure experiments
2000
[7]
논문
Nouvelles recherches sur la météorité de Cañon Diablo
http://gallica.bnf.f[...]
1904
[8]
웹사이트
History and Applications of Silicon Carbide
http://blog.moissani[...]
Moissanite & Co
2016-02-02
[9]
논문
Nucleosynthetic Os Isotopic Anomalies in Carbonaceous Chondrites
http://www.lpi.usra.[...]
2007-03
[10]
논문
Natural α–Silicon Carbide
http://www.minsocam.[...]
1963
[11]
논문
Memorial of Charles Milton April 25, 1896 – October 1990
http://www.minsocam.[...]
1994
[12]
논문
Rock-forming moissanite (natural α-silicon carbide)
http://www.geoscienc[...]
2003
[13]
웹사이트
The Astrophysical Nature of Silicon Carbide
http://img.chem.ucl.[...]
[14]
웹사이트
Will Moissanite Pass a Diamond Tester? | Best Test Options
https://frugalrings.[...]
2019-09-21
[15]
논문
The strength of moissanite
http://www.minsocam.[...]
2002
[16]
서적
Gemmology
https://books.google[...]
Elsevier Butterworth-Heinemann
2005
[17]
웹사이트
Silicon Carbide – Older than the Stars
http://img.chem.ucl.[...]
[18]
웹사이트
Silicon carbide | chemical compound
https://www.britanni[...]
[19]
웹사이트
Moissanite History
https://www.moissani[...]
[20]
웹사이트
Silicon carbide gemstones
https://patents.goog[...]
[21]
특허
Single crystal gems hardness, refractive index, polishing, and crystallization
1995-08-31
[22]
특허
Silicon carbide gemstones
1995-08-31
[23]
웹사이트
Moissanite Gem Patent restrictions by country and year of expiration
http://betterthandia[...]
[24]
잡지
Moissanite Rights
https://web.archive.[...]
1998-05
[25]
웹사이트
Diamond look-alike comparison chart
http://www.gemsociet[...]
International Gem Society
[26]
논문
Comparison of 6H-SiC, 3C-SiC, and Si for power devices
1993
[27]
논문
Applicability of moissanite, a monocrystalline form of silicon carbide, to retrospective and forensic dosimetry
https://web.archive.[...]
2006-08-01
[28]
논문
High quality SiC applications in radiation dosimetry
2001-12-12
[29]
웹사이트
Our Moissanite & Socially Responsible Jewelry
https://www.charlesa[...]
2019-01-17
[30]
웹사이트
Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences
https://gallica.bnf.[...]
1904-07
[31]
웹사이트
Moissanite Gem Patent restrictions by country and year of expiration
https://betterthandi[...]
2019-09-07
[32]
웹사이트
How was Silicon discovered?
http://www.sputterin[...]
2024-09-02
[33]
웹사이트
Edward Goodrich Acheson
https://prabook.com/[...]
2024-09-02
[34]
웹사이트
Carborundum, History, Manufacturing since 1891
https://sharprazorpa[...]
2024-09-02
[35]
웹사이트
Pros & Cons of Synthetic Polymers
https://sciencing.co[...]
2024-09-02
[36]
웹사이트
Moissanite Origin & Formation
https://www.withclar[...]
2024-09-02
[37]
웹사이트
Wie unterscheidet man zwischen Moissanit und Naturdiamant?
https://www.bekommen[...]
2024-09-02
[38]
웹사이트
Silicon carbide LEDs make bright single photon sources
https://physicsworld[...]
2024-09-02
[39]
웹사이트
Silicon Carbide for a Wide Range of Applications
https://refractories[...]
2024-09-02
[40]
웹사이트
Moissanite History
https://www.moissani[...]
2024-09-02
[41]
웹사이트
Charles & Colvard
http://moissanite-bu[...]
2024-09-02
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