合成红宝石和蓝宝石

在实验室中制造宝石的能力始于 1902 年，当时法国化学家 Auguste Verneuil 开发了一种称为火焰融合的方法来制造合成红宝石。这不仅仅是实验室实验。 Verneuil 很快将他的实验室扩大到一个全面的生产设施，并生产出 1,000 公斤的合成材料刚玉到 1907 年每年。

Verneuil 开发了火焰聚变，主要用于合成红宝石，但同样的方法可以用于其他宝石材料的制作，包括蓝宝石,星光蓝宝石,尖晶石、金红石和钛酸锶。

火焰融合法的基本概念是取宝石原料，将其熔化，然后使其重结晶。这个概念很简单，但这种方法依赖于一些关键的技术。首先，必须有非常纯净的材料才能开始这个过程。如果是红宝石或者蓝宝石，这意味着氧化铝不含钠等杂质。由于缺乏精细、纯净的氧化铝，最早重结晶红宝石的尝试实际上是通过熔化天然红宝石晶体来完成的。

接下来，需要有一种方法将粉末状氧化铝加热到至少 2000 摄氏度的温度。最近开发的氢氧火炬为 Verneuil 的熔炉提供了技术。

在 Verneuil 工艺过程中，粉末状的氧化铝被释放到管子中，在那里它通过火焰将材料熔化成小液滴。这些液滴落到放置在熔炉底部的土制支撑杆上。

液滴形成称为晶锭的单晶。晶锭具有带有锥形末端的特征圆柱形状。它通常直径约 13 至 25 毫米，长 50 至 100 毫米，重 75 至 250 克拉。

Verneuil 火焰聚变工艺产生的晶体在化学和物理上与天然晶体相当，通常需要强放大才能区分两者。 Verneuil 晶体的标志性特征之一是弯曲的生长线，随着圆柱形晶锭在高热梯度环境中向上生长而形成。天然晶体中的等效生长线是平行的。

火焰熔融法生产的宝石的另一个显着特征是，由于熔炉中氧气过多，经常会出现微小气泡。天然晶体中的缺陷通常是固体杂质。然而，仅气泡不再被视为合成红宝石的可靠标志。天然红宝石充满裂缝的含铅玻璃的空腔中经常会出现气泡。但请注意，裂缝填充红宝石通常含有大量内含物，而火焰熔合红宝石不含天然内含物。