Rubis synthétique et saphir

La capacité de créer des pierres précieuses en laboratoire a commencé en 1902 lorsque Auguste Verneuil, un chimiste français, a développé une méthode connue sous le nom de fusion à la flamme pour créer du rubis synthétique. Ce n'était pas une simple expérience de laboratoire. Verneuil a rapidement agrandi son laboratoire en une installation de production à grande échelle et produisait 1 000 kg de synthétique corindon annuellement en 1907.

Verneuil a développé la fusion à la flamme principalement pour la synthèse de rubis , mais la même méthode peut être utilisée pour la création d'autres matériaux de gemme, y compris saphir , saphir étoilé , spinelle , rutile et titanate de strontium.

Le concept de base de la méthode de fusion à la flamme consiste à prendre le matériau brut de la gemme, à le faire fondre, puis à le laisser recristalliser. Le concept est simple, mais cette méthode dépendait de certains éléments clés de la technologie. Tout d'abord, il était nécessaire d'avoir un matériau extrêmement pur pour commencer le processus. Dans le cas de rubis ou saphir , cela signifiait de l'oxyde d'aluminium exempt d'impuretés telles que le sodium. Les premières tentatives de recristallisation du rubis ont en fait été accomplies en faisant fondre des cristaux de rubis naturels, en raison du manque d'oxyde d'aluminium fin et pur.

Ensuite, il était nécessaire d'avoir un moyen de chauffer l'oxyde d'aluminium en poudre à une température d'au moins 2 000 degrés Celsius. La torche oxhydrique récemment mise au point a fourni à Verneuil la technologie de son four.

Au cours du procédé Verneuil, l'oxyde d'aluminium en poudre est libéré dans un tube où il passe à travers une flamme qui fait fondre le matériau en petites gouttelettes. Ces gouttelettes tombent sur une tige de support en terre placée au fond du four.

Les gouttelettes forment un monocristal appelé boule . La boule a une forme cylindrique caractéristique avec une extrémité effilée. Il mesure généralement environ 13 à 25 millimètres de diamètre, 50 à 100 millimètres de long et pèse de 75 à 250 carats.

Les cristaux produits par le procédé de fusion à la flamme de Verneuil sont chimiquement et physiquement équivalents aux cristaux naturels, et un fort grossissement est généralement nécessaire pour faire la distinction entre les deux. L'une des caractéristiques distinctives d'un cristal de Verneuil est les lignes de croissance courbes, qui se forment lorsque la boule cylindrique se développe vers le haut dans un environnement à fort gradient thermique. Les lignes de croissance équivalentes dans les cristaux naturels sont parallèles.

Une autre caractéristique distinctive des pierres précieuses produites par fusion à la flamme est la présence fréquente de bulles de gaz microscopiques formées en raison de l'excès d'oxygène dans le four. Les imperfections des cristaux naturels sont généralement des impuretés solides. Cependant, les bulles de gaz seules ne peuvent plus être considérées comme une indication fiable d'un rubis synthétique; rubis naturels qui ont été rempli de fracture avec du verre au plomb présentent souvent des bulles de gaz dans les cavités remplies de verre. Mais veuillez noter que les rubis remplis de fractures sont généralement fortement inclus tandis que les rubis de fusion à la flamme n'ont pas d'inclusions naturelles.