Miten rubiinit ja safiirit syntetisoidaan?

Rubiinit ja safiirit ovat mineraalikorundin eri lajikkeita, jotka tunnetaan myös nimellä alumiinioksidi. Alumiinioksidi on erittäin yleinen, muodostaen yli 15% maankuorista, mutta se on yleensä epäpuhdasta ja näyttää läpinäkymättömältä kalliolta. Kun korundi on hyvin puhdasta, se on läpinäkyvää ja sitä pidetään helmenä. Punaisia ​​korundeja kutsutaan rubiineiksi, kun taas kaikkia muita värejä (useimmiten sinisiä) kutsutaan safiiriksi. Korundit ovat arvostettuja osittain niiden äärimmäisen kovuuden vuoksi – ainoa luonnossa esiintyvä kovempaa mineraalia on timantti. Rubiini voi naarmuttaa käytännössä kaikkea muuta kuin timanttia.

Rubiinin ja muiden korundien synteettinen tuotanto alkoi vuonna 1837, kun kemisti Gaudin teki ensimmäiset synteettiset rubiinit sulattamalla kromi (pigmentti) alumiinioksidin kanssa korkeassa lämpötilassa happipitoisessa ympäristössä. Vuonna 1847 Edelman syntetisoi valkoisen safiirin sulattamalla alumiinioksidia boorihappoon. Vuonna 1877 Frenic ja Freil syntetisoi korundikiteitä, joista voitiin leikata pieniä kiviä. Mutta vasta vuonna 1903 Frimy ja Auguste Verneuil esittivät Verneuil -prosessin, jota kutsutaan myös liekin fuusioksi, rubiinin ja safiirin massatuotantoon. Verneuil -prosessi mahdollistaa rubiinien luomisen paljon suurempia ja virheettömämpiä kuin luonto voisi tuottaa.

Verneuil -prosessin perusperiaate koostuu erittäin puhdistetun (> 99.9995%) alumiinioksidijauheen sulamisesta käyttäen 2000 ° C (3600 ° F) oksivety liekkiä, jolloin pisarat kerääntyvät hitaasti pallolle (lieriömäinen kide). Tästä prosessista valmistettu keskimääräinen kaupallinen pullo on halkaisijaltaan 13 mm (0.5 tuumaa), 25-50 mm (1-2 tuumaa) pitkä ja painaa noin 125 karaattia (25 g). Sitä myydään hintaan 1 USD (USD) – 200 USD (karaatti). Verneuil -prosessin sujuvaksi saattamiseksi on täytettävä useita ehtoja: liekin lämpötila ei saa olla paljon enempää kuin minimifuusio -lämpötila, pallon ja sen pohjan välisen kosketusalueen on oltava mahdollisimman pieni ja sulatettu tuote on pidettävä aina samassa osassa happivetyä.