Kako se sintetiziraju rubini i safiri?

Rubini i safiri su različite vrste minerala korunda, također poznatog kao aluminijev oksid. Aluminijev oksid je izuzetno čest, čini više od 15% Zemljine kore, ali je obično nečist i izgleda kao neprozirna stijena. Kada je korund vrlo čist, proziran je i smatra se draguljem. Crveni korundi nazivaju se rubinima, dok se sve ostale boje (najčešće plave) nazivaju safirom. Korundi su cijenjeni dijelom zbog svoje ekstremne tvrdoće – jedini prirodni mineral veće tvrdoće je dijamant. Rubin može izgrebati praktički sve osim dijamanta.

Sintetička proizvodnja rubina i drugih korunda započela je 1837. godine, kada je kemičar Gaudin napravio prve sintetičke rubine spajanjem kroma (pigmenta) s aluminijem na visokoj temperaturi u okruženju koje sadrži kisik. Godine 1847. Edelman je sintetizirao bijeli safir spajanjem glinice u bornu kiselinu. Godine 1877. Frenic i Freil sintetizirali su kristale korunda iz kojih se moglo rezati sitno kamenje. Ali tek 1903. Frimy i Auguste Verneuil uveli su Verneuilov proces, koji se također naziva fuzija plamena, za masovnu proizvodnju rubina i safira. Verneuilov proces omogućuje stvaranje rubina mnogo većih i besprijekornijih nego što bi priroda mogla proizvesti.

Osnovno načelo Verneuilovog procesa sastoji se od taljenja praha visoko pročišćene (>99.9995%) glinice pomoću plamena oksivodika na 2000 °C (3600 °F), uzrokujući da se kapljice polako talože na boule (cilindrični kristal). Prosječna komercijalna boula proizvedena ovim postupkom je 13 mm (0.5 inča) u promjeru, 25 do 50 mm (1 do 2 inča) dugačka, teška je oko 125 karata (25 g). Prodavat će se po cijeni između 1 USD (USD) i 200 USD po karatu. Nekoliko uvjeta mora biti ispunjeno da bi Verneuilov proces prošao glatko: temperatura plamena ne može biti puno veća od minimalne temperature fuzije, kontaktna površina između boula i njezine baze mora biti što je moguće manja, te uvijek držati otopljeni proizvod u istom dijelu plamena oksivodika.