Jak se syntetizují rubíny a safíry?

Rubíny a safíry jsou různé odrůdy minerálního korundu, také známý jako oxid hlinitý. Oxid hlinitý je extrémně běžný, tvoří více než 15% zemské kůry, ale obvykle je nečistý a jeví se jako neprůhledná hornina. Když je korund velmi čistý, je průhledný a považuje se za klenot. Červené korundy se nazývají rubíny, zatímco všechny ostatní barvy (nejčastěji modré) se nazývají safír. Korundy jsou ceněny částečně kvůli jejich extrémní tvrdosti - jediným přirozeně se vyskytujícím minerálem vyšší tvrdosti je diamant. Rubín může poškrábat prakticky cokoli jiného než diamant.

Syntetická výroba rubínů a dalších korundů začala v roce 1837, kdy chemik Gaudin vyrobil první syntetické rubíny fúzováním chromu (pigmentu) s oxidem hlinitým při vysoké teplotě v prostředí obsahujícím kyslík. V 1847, Edelman syntetizoval bílý safír tím, že roztaví alumina v kyselině boric. V roce 1877 Frenic a Freil syntetizovali krystaly korundu, ze kterých bylo možné vyřezat malé kameny. Ale to nebylo dokud ne 1903 to Frimy a Auguste Verneuil představil Verneuil proces, také volal fúzi plamene, pro hromadnou výrobu rubín a safír. Proces Verneuil umožňuje vytváření rubínů mnohem větších a bezchybnějších, než by příroda mohla produkovat.

Základní princip procesu Verneuil spočívá v roztavení prášku vysoce čištěného (> 99,9995%) aluminy za použití oxyhydrogenního plamene o teplotě 2000 ° C (3600 ° F), což způsobuje, že kapičky se pomalu hromadí na kuličce (válcový krystal). Průměrná komerční koule vyrobená tímto způsobem je 13 mm (0,5 palce) v průměru, 25 až 50 mm (1 až 2 palce) dlouhá, vážící asi 125 karátů (25 g). Bude se prodávat kdekoli mezi 1 USD (USD) a 200 USD za karát. Aby proces Verneuil probíhal hladce, musí být splněno několik podmínek: teplota plamene nemůže být mnohem vyšší než minimální teplota tavení, kontaktní plocha mezi koulí a její základnou musí být co možná nejmenší a vždy udržovat roztavený produkt ve stejné části plamene oxyhydrogen.