Kā tiek sintezēti rubīni un safīri?

Rubīni un safīri ir dažādas minerālā korunda šķirnes, kas pazīstamas arī kā alumīnija oksīds. Alumīnija oksīds ir ārkārtīgi izplatīts, veidojot vairāk nekā 15% no Zemes garozas, taču tas parasti ir netīrs, izskatoties kā necaurspīdīgs iezis. Ja korunds ir ļoti tīrs, tas ir caurspīdīgs un tiek uzskatīts par dārgakmeni. Sarkano korundu sauc par rubīniem, bet visas pārējās krāsas (visbiežāk zilās) sauc par safīru. Korunds tiek novērtēts daļēji tā ārkārtējās cietības dēļ — vienīgais dabā sastopamais minerāls ar lielāku cietību ir dimants. Rubīns var saskrāpēt praktiski jebko, izņemot dimantu.

Rubīna un citu korunda sintētiskā ražošana sākās 1837. gadā, kad ķīmiķis Gaudins izgatavoja pirmos sintētiskos rubīnus, augstā temperatūrā skābekli saturošā vidē sakausējot hromu (pigmentu) ar alumīnija oksīdu. 1847. gadā Edelmans sintezēja balto safīru, kausējot alumīnija oksīdu borskābē. 1877. gadā Freniks un Freils sintezēja korunda kristālus, no kuriem varēja izgriezt mazus akmeņus. Taču tikai 1903. gadā Frimijs un Ogists Verneili ieviesa Verneila procesu, ko sauc arī par liesmu saplūšanu, rubīna un safīra masveida ražošanai. Verneila process ļauj radīt rubīnus, kas ir daudz lielāki un nevainojamāki, nekā daba spēj radīt.

Verneuil procesa pamatprincips sastāv no ļoti attīrīta (>99.9995%) alumīnija oksīda pulvera kausēšanas, izmantojot 2000 °C (3600 °F) skābekļa ūdeņraža liesmu, izraisot pilienu lēnu uzkrāšanos uz buljona (cilindriska kristāla). Vidējais komerciālais buljons, kas ražots ar šo procesu, ir 13 mm (0.5 collas) diametrā, 25–50 mm (1–2 collas) garš un sver aptuveni 125 karātus (25 g). Tas tiks pārdots jebkurā vietā no USD 1 USD (USD) līdz USD 200 USD par karātu. Lai Verneuil process noritētu raiti, ir jāievēro vairāki nosacījumi: liesmas temperatūra nedrīkst būt daudz augstāka par minimālo saplūšanas temperatūru, kontakta laukumam starp bulciņu un tā pamatni jābūt pēc iespējas mazākam un vienmēr jāsaglabā izkusis produkts. tajā pašā skābekļa ūdeņraža liesmas daļā.