Synthetische edelstenen

NEL menu

- Over het NEL  

Edelstenen
- Wat zijn edelstenen?
- Natuurlijke edelstenen (mineralen)
- Synthetische edelstenen
- Insluitsels
- Imitaties
- Kwaliteiten

Parels
- Wat zijn parels?
- Herkenning van parels
- Gecultiveerde parels
- Imitatieparels
- Opbouw van de schelp

Diamanten
- Diamant onderzoek
- Internationale afspraken

Cursussen
- Edelsteenkunde update cursus
- Praktische edelsteenkunde
- Kennismaken met edelstenen

Documentatie
- Elementaire edelsteenkunde 

De echte edelstenen met hun glans, gloed, schittering en kleurenspel zijn altijd -hoever we ook in de geschiedenis terugduiken- geliefde voorwerpen geweest. Het spreekt eigelijk wel vanzelf dat er altijd pogingen zijn gedaan om edelstenen na te bootsen. Eén van de methoden om echte stenen na te bootsen is de "synthese". Het ligt voor de hand dat die stenen synthetisch worden gemaakt die in hun natuurlijke staat kostbaar zijn, zoals diamant, robijn, saffier en smaragd. We bespreken de synthese van robijn. Robijn is de rode variëteit van het mineraal korund. Dit mineraal korund is zeer eenvoudig van samenstelling: het is een aluminiumoxide, dus een verbinding van aluminium met zuurstof (Al2O3). Wanneer de kleurloze korund uitkristalliseert in de aanwezigheid van een klein beetje chroomoxide (Cr2O3), wordt de kleur rood en ontstaat robijn. Tegen het einde van de 19e eeuw kwam de Franse chemicus Professor A.V.L. Verneuil (1856-1930) met resultaten voor de dag, die de basis zouden vormen voor de tegenwoordige omvangrijke productie van de synthetische korund. Verneuil was in staat door middel van de constructie van een speciale oven, deze korund in grote kristallen te produceren. Uit de gegroeide kristallen werden flinke robijnen geslepen. En wel heel wat grotere robijnen dan normaal in de natuur worden aangetroffen. Wanneer een echte robijn namelijk meer dan 4 karaat (0,8 gram) weegt, wordt hij al bijzonder zeldzaam en uiterst kostbaar. Dit gewicht is voor synthetische stenen een normaal, veel voorkomend gewicht.

Als grondstof voor de vervaardiging van de synthetische korund gebruikte Verneuil zuivere aluin. Aluin is een ingewikkelde verbinding, waarin echter onder meer als samenstellende bestanddelen aluminium en zuurstof voorkomen, dus juist de beide elementen die voor het maken van korund nodig zijn. Als aluin hoog genoeg verhit wordt gaan alle vluchtige bestanddelen eruit en blijft er een zeer fijn poeder van aluminiumoxide over. Dit poedervormige aluminiumoxide kan met behulp van een speciale oven worden omgezet in grote kristallen korund.

Smeltperen van synthetische korund

De rode kleur verkreeg Verneuil door het poeder te mengen met een paar procent chroomoxide. Volgens de Verneuilmethode brengt men kleine korreltjes aluminiumoxide in een hete vlam (ongeveer 2100ºC), zo heet, dat de korreltjes daarin smelten en dan als heel kleine druppeltjes terecht komen op een tafeltje van vuurvast materiaal. De druppeltjes stollen daarop en de voortdurende stroom van gesmolten en daarna stollende druppeltjes groeit tenslotte tot één grote "smeltpeer" aaneen. Voor andere kleuren dan rood moeten andere elementen dan chroom toegevoegd worden. De synthetische saffier (blauwe variëteit van korund) wordt bijvoorbeeld gemaakt door aan de aluminiumoxide een klein beetje ijzer en titaan toe te voegen.

  
Herkenning van synthetische "Verneuil" korund. 

De kleur van synthetische robijn en saffier is vaak niet egaal omdat de toevoer van het kleurend element niet regelmatig plaatsvindt. De druppeltjes leggen zich in de smeltpeer over elkaar heen en vormen zodoende heel dunne gebogen laagjes die van elkaar in kleur kunnen verschillen. Daardoor is in de smeltpeer een structuur te zien die uit gebogen lijnen bestaat. Deze gebogen lijnen in synthetische korund heten "groeistrepen" of "productiestrepen". Ze zijn heel anders dan de rechte zonestructuur of kleurzonering, die in natuurlijke robijnen en saffieren kan worden waargenomen.

Kleurzonering in een natuurlijke saffier	Structuur van gebogen groeilijnen   in een synthetische saffier

Bovendien komen in synthetische korund gewoonlijk gasbellen voor. Productiestrepen en gasbellen zijn dus de karakteristieke insluitsels waarmee synthetische korund van natuurlijke korund onderscheiden kan worden. Behalve de verschillende insluitsels zijn alle overige eigenschappen identiek. In gele en groene korund en uiteraard in de kleurloze zijn vaak geen gebogen groeilijnen te ontdekken. De aanwezigheid van, soms zeer kleine, gasbellen moet in deze gevallen de doorslag geven. Oranjekleurige synthetische korund, bevat eveneens gasbellen en vertoont wel gebogen groeistrepen.