Jak syntetyzuje się rubiny i szafiry?
Rubiny i szafiry są różnymi odmianami korundu mineralnego, znanego również jako tlenek glinu. Tlenek glinu jest niezwykle powszechny, stanowiąc ponad 15% skorupy ziemskiej, ale zwykle jest nieczysty, wyglądając jak nieprzezroczysta skała. Kiedy korund jest bardzo czysty, jest przezroczysty i jest uważany za klejnot. Czerwone korundy nazywane są rubinami, a wszystkie pozostałe kolory (najczęściej niebieskie) nazywane są szafirami. Korony są cenione częściowo ze względu na ich ekstremalną twardość - jedynym naturalnie występującym minerałem o większej twardości jest diament. Rubin może zarysować praktycznie wszystko oprócz diamentu.
Syntetyczna produkcja rubinu i innych korundów rozpoczęła się w 1837 roku, kiedy chemik Gaudin stworzył pierwsze syntetyczne rubiny przez stopienie chromu (pigmentu) z tlenkiem glinu w wysokiej temperaturze w środowisku zawierającym tlen. W 1847 Edelman zsyntetyzował biały szafir przez stopienie tlenku glinu w kwasie borowym. W 1877 r. Frenic i Freil zsyntetyzowali kryształy korundu, z których można wyciąć małe kamienie. Ale dopiero w 1903 r. Frimy i Auguste Verneuil wprowadzili proces Verneuil, zwany także fuzją płomieniową, do masowej produkcji rubinu i szafiru. Proces Verneuil pozwala na tworzenie rubinów znacznie większych i bardziej bezbłędnych, niż mogłaby wytworzyć natura.
Podstawowa zasada procesu Verneuil polega na stopieniu proszku wysoko oczyszczonego (> 99,9995%) tlenku glinu za pomocą płomienia tlenowo-wodorowego o temperaturze 2000 ° C (3600 ° F), co powoduje, że kropelki powoli gromadzą się na kuli (cylindryczny kryształ). Średnia handlowa kula wytworzona w tym procesie ma 13 mm (0,5 cala) średnicy, 25 do 50 mm (1 do 2 cali) długości, waży około 125 karatów (25 g). Zostanie sprzedany za 1 USD od 200 USD za karat. Aby proces Verneuil przebiegał płynnie, musi być spełnionych kilka warunków: temperatura płomienia nie może być znacznie wyższa niż minimalna temperatura stapiania, powierzchnia styku między kulą a jej podstawą musi być jak najmniejsza i zawsze utrzymywać stopiony produkt w tej samej części płomienia tlenowo-wodorowego.