Hvordan syntetiseres rubiner og safirer?
Rubiner og safirer er forskellige varianter af mineralsk korund, også kendt som aluminiumoxid. Aluminiumoxid er ekstremt almindeligt og udgør mere end 15% af jordskorpen, men det er normalt uren og ser ud som en uigennemsigtig klippe. Når korund er meget ren, er den gennemsigtig og betragtes som en perle. Røde korund kaldes rubiner, mens alle andre farver (oftest blå) kaldes safir. Korundum er værdsatte delvist på grund af deres ekstreme hårdhed - det eneste naturligt forekommende mineral med større hårdhed er diamant. En rubin kan ridse praktisk talt alt andet end en diamant.
Den syntetiske produktion af rubin og andre korund startede i 1837, da kemikeren Gaudin lavede de første syntetiske rubiner ved at smelte sammen chrom (pigment) med aluminiumoxid ved en høj temperatur i et miljø, der indeholder ilt. I 1847 syntetiserede Edelman hvid safir ved at fusionere aluminiumoxid i borsyre. I 1877 syntetiserede Frenic og Freil korundkrystaller, hvorfra små sten kunne skæres. Men det var først i 1903, at Frimy og Auguste Verneuil introducerede Verneuil-processen, også kaldet flammefusion, til masseproduktion af rubin og safir. Verneuil-processen tillader oprettelse af rubiner, der er meget større og mere fejlfri end naturen kunne producere.
Det grundlæggende princip i Verneuil-processen består af smeltning af et pulver af stærkt oprenset (> 99.9995%) aluminiumoxid ved anvendelse af en 2000 ° C (3600 ° F) oxyhydrogenflamme, hvilket får dråber til at trækkes langsomt sammen på en boule (cylindrisk krystal). Den gennemsnitlige kommercielle boule produceret ved denne proces er 13 mm (0,5 inch) i diameter, 25 til 50 mm (1 til 2 inches) lang, vejer ca. 125 karat (25 g). Det vil blive solgt for et vilkårligt sted mellem $ 1 US Dollar (USD) og $ 200 USD per karat. Flere betingelser skal være opfyldt for at Verneuil-processen kan gå glat: temperaturen på flammen kan ikke være meget mere end den minimale fusionstemperatur, kontaktområdet mellem boule og dens base skal være så lille som muligt og altid holde det smeltede produkt i den samme del af oxyhydrogenflammen.