Rubino sintetico e zaffiro

La capacità di creare pietre preziose in laboratorio iniziò nel 1902 quando Auguste Verneuil, un chimico francese, sviluppò un metodo noto come fusione a fiamma per creare il rubino sintetico. Questo non è stato un semplice esperimento di laboratorio. Verneuil ha presto ampliato il suo laboratorio in un impianto di produzione su vasta scala e stava producendo 1.000 kg di sintetico corindone annualmente entro il 1907.

Verneuil ha sviluppato la fusione a fiamma principalmente per la sintesi di rubino , ma lo stesso metodo può essere utilizzato per la creazione di altri materiali gemma, tra cui zaffiro , zaffiro stellato , spinello , rutilo e titanato di stronzio.

Il concetto di base del metodo di fusione a fiamma è quello di prendere il materiale grezzo della gemma, fonderlo e quindi lasciarlo ricristallizzare. Il concetto è semplice, ma questo metodo dipendeva da alcuni elementi chiave della tecnologia. In primo luogo, era necessario disporre di materiale estremamente puro con cui iniziare il processo. In caso di rubino o zaffiro , questo significava ossido di alluminio privo di impurità come il sodio. I primi tentativi di ricristallizzare il rubino furono in realtà compiuti sciogliendo cristalli di rubino naturale, a causa della mancanza di ossido di alluminio puro e fine.

Successivamente, era necessario avere un modo per riscaldare l'ossido di alluminio in polvere a una temperatura di almeno 2.000 gradi Celsius. La torcia ossidrica di recente sviluppo ha fornito a Verneuil la tecnologia per la sua fornace.

Durante il processo Verneuil, l'ossido di alluminio in polvere viene rilasciato in un tubo dove passa attraverso una fiamma che fonde il materiale in piccole goccioline. Queste goccioline cadono su un'asta di supporto di terra posta sul fondo del forno.

Le goccioline formano un unico cristallo chiamato boule . La boule ha una caratteristica forma cilindrica con un'estremità affusolata. Di solito ha un diametro compreso tra 13 e 25 millimetri, una lunghezza compresa tra 50 e 100 millimetri e pesa da 75 a 250 carati.

I cristalli prodotti dal processo di fusione a fiamma di Verneuil sono chimicamente e fisicamente equivalenti ai cristalli presenti in natura e di solito è necessario un forte ingrandimento per distinguere tra i due. Una delle caratteristiche distintive di un cristallo di Verneuil sono le linee di crescita curve, che si formano quando la boule cilindrica cresce verso l'alto in un ambiente con un elevato gradiente termico. Le linee di crescita equivalenti nei cristalli naturali sono parallele.

Un'altra caratteristica distintiva delle gemme prodotte dalla fusione a fiamma è la frequente presenza di microscopiche bolle di gas formate a causa dell'eccesso di ossigeno nel forno. Le imperfezioni nei cristalli naturali sono solitamente impurità solide. Tuttavia, le sole bolle di gas non possono più essere considerate un'indicazione affidabile di un rubino sintetico; rubini naturali che sono stati pieno di fratture con il vetro al piombo spesso mostrano bolle di gas nelle cavità riempite di vetro. Ma si prega di notare che i rubini pieni di frattura sono in genere fortemente inclusi mentre i rubini a fusione di fiamma non hanno inclusioni naturali.