Hoe worden robijnen en saffieren gesynthetiseerd?
Robijnen en saffieren zijn verschillende variëteiten van het mineraal korund, ook bekend als aluminiumoxide. Aluminiumoxide is heel gebruikelijk en maakt meer dan 15% uit van de aardkorst, maar het is meestal onzuiver en ziet eruit als een ondoorzichtige rots. Wanneer korund erg zuiver is, is het transparant en wordt het als een juweel beschouwd. Rode korund worden robijnen genoemd, terwijl alle andere kleuren (meestal blauw) saffier worden genoemd. Korund wordt gewaardeerd vanwege zijn extreme hardheid - het enige natuurlijk voorkomende mineraal met grotere hardheid is diamant. Een robijn kan praktisch alles behalve een diamant krabben.
De synthetische productie van robijn en andere korund begon in 1837, toen de chemicus Gaudin de eerste synthetische robijnen maakte door chroom (pigment) met aluminiumoxide op hoge temperatuur te fuseren in een omgeving die zuurstof bevat. In 1847 synthetiseerde Edelman witte saffier door aluminiumoxide te smelten in boorzuur. In 1877 synthetiseerden Frenic en Freil korundkristallen waaruit kleine stenen konden worden gesneden. Maar het was pas in 1903 dat Frimy en Auguste Verneuil het Verneuil-proces introduceerden, ook wel vlamfusie genoemd, voor de massaproductie van robijn en saffier. Het Verneuil-proces maakt het maken van robijnen veel groter en onberispelijker dan de natuur zou kunnen produceren.
Het basisprincipe van het Verneuil-proces bestaat uit het smelten van een poeder van zeer gezuiverd (> 99.9995%) aluminiumoxide met behulp van een 2000 ° C (3600 ° F) oxywaterstofvlam, waardoor druppels langzaam ophopen op een boule (cilindrisch kristal). De gemiddelde commerciële boule geproduceerd uit dit proces heeft een diameter van 13 mm (0,5 inch), 25 tot 50 mm (1 tot 2 inch) lang en weegt ongeveer 125 karaat (25 g). Het wordt verkocht voor overal tussen $ 1 US Dollar (USD) en $ 200 USD per karaat. Er moet aan verschillende voorwaarden worden voldaan om het Verneuil-proces soepel te laten verlopen: de temperatuur van de vlam kan niet veel meer zijn dan de minimale smelttemperatuur, het contactgebied tussen de boule en de basis moet zo klein mogelijk zijn en houd het gesmolten product altijd in hetzelfde deel van de oxywaterstofvlam.