Synthetischer Rubin & Saphir

Die Fähigkeit, Edelsteine im Labor herzustellen, begann 1902, als Auguste Verneuil, ein französischer Chemiker, eine als Flammenfusion bekannte Methode zur Herstellung synthetischer Rubine entwickelte. Dies war kein bloßes Laborexperiment. Verneuil erweiterte sein Labor bald zu einer vollwertigen Produktionsanlage und stellte 1.000 kg Kunststoff her Korund jährlich bis 1907.

Verneuil hat die Flammenfusion hauptsächlich für die Synthese von entwickelt Rubin , aber die gleiche Methode kann für die Herstellung anderer Edelsteinmaterialien verwendet werden, einschließlich Saphir ,Sternsaphir , Spinell , Rutil und Strontiumtitanat.

Das Grundkonzept der Flammenschmelzmethode besteht darin, das rohe Edelsteinmaterial zu nehmen, es zu schmelzen und es dann rekristallisieren zu lassen. Das Konzept ist einfach, aber diese Methode hing von einigen Schlüsselelementen der Technologie ab. Erstens war es notwendig, extrem reines Material zu haben, um mit dem Prozess zu beginnen. Im Falle des Rubin oder Saphir bedeutete dies Aluminiumoxid, das frei von Verunreinigungen wie Natrium war. Die frühesten Versuche, Rubin zu rekristallisieren, wurden tatsächlich durch Schmelzen natürlicher Rubinkristalle durchgeführt, da feines, reines Aluminiumoxid fehlte.

Als nächstes musste eine Möglichkeit gefunden werden, das pulverförmige Aluminiumoxid auf eine Temperatur von mindestens 2.000 Grad Celsius zu erhitzen. Der neu entwickelte Knallgasbrenner lieferte Verneuil die Technologie für seinen Ofen.

Während des Verneuil-Prozesses wird das pulverförmige Aluminiumoxid durch ein Rohr freigesetzt, wo es durch eine Flamme geleitet wird, die das Material in kleine Tröpfchen schmilzt. Diese Tröpfchen fallen auf einen Stützstab aus Erde, der am Boden des Ofens angeordnet ist.

Die Tröpfchen bilden einen Einkristall, der Boule genannt wird. Die Kugel hat eine charakteristische zylindrische Form mit einem sich verjüngenden Ende. Es hat normalerweise einen Durchmesser von 13 bis 25 Millimetern, eine Länge von 50 bis 100 Millimetern und ein Gewicht von 75 bis 250 Karat.

Kristalle, die durch das Verneuil-Flammenschmelzverfahren hergestellt werden, sind chemisch und physikalisch äquivalent zu natürlich vorkommenden Kristallen, und normalerweise ist eine starke Vergrößerung erforderlich, um zwischen den beiden zu unterscheiden. Eines der charakteristischen Merkmale eines Verneuil-Kristalls sind gekrümmte Wachstumslinien, die sich bilden, wenn die zylindrische Kugel in einer Umgebung mit einem hohen thermischen Gradienten nach oben wächst. Die äquivalenten Wachstumslinien in natürlichen Kristallen sind parallel.

Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal von durch Flammenschmelzen hergestellten Edelsteinen ist das häufige Vorhandensein mikroskopisch kleiner Gasblasen, die aufgrund von überschüssigem Sauerstoff im Ofen entstehen. Fehler in natürlichen Kristallen sind normalerweise feste Verunreinigungen. Gasblasen allein können jedoch nicht mehr als zuverlässiger Hinweis auf einen synthetischen Rubin gewertet werden; natürliche Rubine, die gewesen sindBruch gefüllt bei Bleiglas weisen oft Gasblasen in den glasgefüllten Hohlräumen auf. Bitte beachten Sie jedoch, dass die mit Brüchen gefüllten Rubine typischerweise stark eingeschlossen sind, während die Flammenschmelz-Rubine keine natürlichen Einschlüsse haben.