Hur syntetiseras rubiner och safirer?

Rubiner och safirer är olika varianter av mineralet korund, även känt som aluminiumoxid. Aluminiumoxid är extremt vanligt och utgör mer än 15 % av jordskorpan, men det är vanligtvis orent och framstår som en ogenomskinlig sten. När korund är mycket ren är den genomskinlig och anses vara en pärla. Röda korund kallas rubiner, medan alla andra färger (oftast blå) kallas safir. Korund är prissatt delvis på grund av sin extrema hårdhet – det enda naturligt förekommande mineralet med högre hårdhet är diamant. En rubin kan repa praktiskt taget allt annat än en diamant.

Den syntetiska produktionen av rubin och andra korund började 1837, när kemisten Gaudin gjorde de första syntetiska rubinerna genom att smälta samman krom (pigment) med aluminiumoxid vid hög temperatur i en miljö som innehåller syre. År 1847 syntetiserade Edelman vit safir genom att smälta aluminiumoxid i borsyra. År 1877 syntetiserade Frenic och Freil korundkristaller från vilka små stenar kunde skäras. Men det var inte förrän 1903 som Frimy och Auguste Verneuil introducerade Verneuil-processen, även kallad flamfusion, för massproduktion av rubin och safir. Verneuil-processen tillåter skapandet av rubiner som är mycket större och mer felfria än vad naturen kunde producera.

Den grundläggande principen för Verneuil-processen består av att smälta ett pulver av högrenad (>99.9995 %) aluminiumoxid med en 2000 °C (3600 °F) syreväteflamma, vilket gör att droppar långsamt samlas på en bule (cylindrisk kristall). Den genomsnittliga kommersiella boule som produceras från denna process är 13 mm (0.5 tum) i diameter, 25 till 50 mm (1 till 2 tum) lång och väger cirka 125 karat (25 g). Den kommer att säljas för någonstans mellan $1 US Dollar (USD) och $200 USD per karat. Flera villkor måste uppfyllas för att Verneuil-processen ska gå smidigt: lågans temperatur kan inte vara mycket högre än den lägsta smälttemperaturen, kontaktytan mellan bulten och dess bas måste vara så liten som möjligt och alltid behålla den smälta produkten i samma del av syreflamman.