أحجار كريمة ياقوت صناعي وأحجار كريمة ياقوت

بدأت القدرة على إنشاء الأحجار الكريمة في المختبر في عام 1902 عندما طور الكيميائي الفرنسي Auguste Verneuil طريقة تعرف باسم اندماج اللهب لإنشاء أحجار روبي الاصطناعية. لم تكن هذه مجرد تجربة معملية. وسرعان ما قام Verneuil بتوسيع مختبره إلى منشأة إنتاج على نطاق واسع وقام بإنتاج 1000 كجم من المواد التركيبية اكسيد الالمونيوم سنويًا بحلول عام 1907.

طور Verneuil اندماج اللهب في المقام الأول لتخليق حجر روبي ، ولكن يمكن استخدام نفس الطريقة لإنشاء مواد الأحجار الكريمة الأخرى ، بما في ذلك أحجار كريمة ياقوت و نجمة الأحجار الكريمة الياقوت و الإسبنيل الأحجار الكريمة والروتيل وتيتانات السترونتيوم.

المفهوم الأساسي لطريقة اندماج اللهب هو أخذ مادة الأحجار الخام وصهرها ثم السماح لها بإعادة التبلور. المفهوم بسيط ، لكن هذه الطريقة تعتمد على بعض أجزاء التكنولوجيا الرئيسية. أولاً ، كان من الضروري وجود مادة نقية للغاية لبدء العملية بها. في حالة ما اذا حجر روبي أو أحجار كريمة ياقوت وهذا يعني خلو أكسيد الألومنيوم من الشوائب مثل الصوديوم. تم إنجاز المحاولات الأولى لإعادة بلورة أحجار روبي الكريمة بالفعل عن طريق إذابة بلورات أحجار روبي الطبيعية ، وذلك بسبب نقص أكسيد الألومنيوم النقي الناعم.

بعد ذلك ، كان من الضروري وجود طريقة لتسخين مسحوق أكسيد الألومنيوم لدرجة حرارة لا تقل عن 2000 درجة مئوية. زودت شعلة أوكسي الهيدروجين المطورة حديثًا Verneuil بالتكنولوجيا الخاصة بفرنه.

أثناء عملية Verneuil ، يتم إطلاق مسحوق أكسيد الألومنيوم في أنبوب حيث يمر عبر اللهب الذي يذوب المادة إلى قطرات صغيرة. تسقط هذه القطرات على قضيب دعم ترابي يوضع في قاع الفرن.

تشكل القطرات بلورة واحدة تسمى الكرة . للكرة شكل أسطواني مميز بنهاية مدببة. يبلغ قطرها عادة من 13 إلى 25 ملم ، وطولها من 50 إلى 100 ملم ، ويزن 75 إلى 250 قيراطًا.

البلورات التي تنتجها عملية اندماج اللهب في Verneuil مكافئة كيميائيًا وفيزيائيًا للبلورات التي تحدث بشكل طبيعي ، وعادة ما يكون التكبير القوي مطلوبًا للتمييز بين الاثنين. إحدى الخصائص المميزة لبلورة Verneuil هي خطوط النمو المنحنية ، والتي تتشكل عندما تنمو الكرة الأسطوانية لأعلى في بيئة ذات تدرج حراري مرتفع. خطوط النمو المكافئة في البلورات الطبيعية متوازية.

السمة المميزة الأخرى للأحجار الكريمة الناتجة عن اندماج اللهب هي الوجود المتكرر لفقاعات غاز مجهرية تكونت بسبب الأكسجين الزائد في الفرن. عادة ما تكون العيوب في البلورات الطبيعية عبارة عن شوائب صلبة. ومع ذلك ، لم يعد من الممكن اعتبار فقاعات الغاز بمفردها كمؤشر موثوق به على حجر ياقوت صناعي ؛ الياقوت الطبيعي الذي تم مملوءة بالكسر مع زجاج الرصاص غالبًا ما تظهر فقاعات غازية في التجاويف المملوءة بالزجاج. لكن يرجى ملاحظة أن الياقوت المملوء بالكسر يتم تضمينه بشكل كبير في حين أن الياقوت المندمج باللهب لا يحتوي على شوائب طبيعية.