Gemmologia - Storia delle tecniche di sintesi

Rubino, zaffiro e altri corindoni sintetici

II rubino sintetico, è stato il primo materiale sintetico, prodotto a livello commerciale, ad essere utilizzato come gemma nel XX secolo. Il procedimento consisteva nella semplice fusione Geneve e Verneuil, quest’ultimo tuttora utilizzato.
Più tardi, nel 1911, con gli stessi metodi fu prodotto lo zaffiro sintetico.

Negli anni sessanta inizia la produzione del rubino sintetico ottenuto con un nuovo metodo, la sintesi per fusione con fondente. I fondenti, utilizzati a seconda delle ditte produttrici, sono: LiO2, MoO2, PbX (dove X sta per Fluoro o Ossigeno) utilizzati dalla Gilson (Francia), dalla Chatham (Stati Uniti) e da Lechleitner (Austria); Na3AIF6 utilizzato dalla Kashan (Stati Uniti); Li20, W03, PbX utilizzati da Knischka (Austria); Bi203, La203, PbX utilizzati da Ramaura (Stati Uniti). Tutte queste sintesi hanno raggiunto la massima evoluzione negli anni ’80.

Nel 1984 la Kashan Ardan Association subisce un arresto della produzione, probabilmente per fallimento. Successivamente le ditte di Chatham e Lechleitner iniziano a produrre anche zaffiri e corindoni arancioni, rispettivamente con il metodo della fusione con fondente e con il metodo Czochralski (per fusione). Attraverso il metodo di fusione a zone, le stesse gemme vengono realizzate dalla Seiko Inamori di Kyocera (Giappone).
Infine la Lechleitner ottiene prodotti di ricoprimento, utilizzando corindoni naturali o sintetici sui quali, con metodo idrotermale, viene accresciuto del prodotto sintetico.

Negli anni ‘90 si ha produzione di rubino e zaffiro sintetici idrotermali da parte della Thai-Russian di Novosibirsk (Russia).
In questo periodo è attiva anche la produzione di rubino sintetico russo, ottenuto per fusione con fondente (probabile tungstato di litio e molibdeno).

La Chatham Created Gems, sempre negli anni '90, con il metodo di fusione con fondente produce corindone rosa sintetico. Anche la Union Carbide Corporation (USA) produce lo stesso tipo di materiale, utilizzando però il metodo Czochralski. Una recente produzione di rubino sintetico, sempre ottenuto per fusione con fondente, si ha in Grecia, nella zona del Pireo, con una sintesi denominata Douros, molto simile al materiale già conosciuto come rubino Ramaura, prodotto dalla J.O. Crystal Co., in California.

Quarzo sintetico

La prima produzione di quarzo sintetico risale al 1905, realizzata con il metodo idrotermale da Giorgio Spezia.
Intorno agli anni ‘50 vengono commercializzate grosse quantità di quarzo sintetico incolore. Negli anni ‘80 si raggiunge una produzione mondiale di 1000 tonnellate annue, di cui 20 tonnellate uso gemma (prevalentemente ametista e citrino).

In Russia negli anni ’70, la produzione di quarzo uso gemma inizia, ma viene ampiamente sorpassata dal Giappone negli anni ‘80. Infine, negli anni ‘90 si ha una massiccia produzione di quarzo sintetico, varietà ametista e citrino, in Russia e in Cina.

Smeraldo e altri berilli sintetici

ll primo smeraldo sintetico commercializzato fu prodotto dalla C.C.Chatham di San Francisco (Stati Uniti) intorno al 1940.
20 anni dopo, Gilson (Francia) produce il suo smeraldo sintetico, utilizzando un procedimento di fusione con fondente basato su molibdato di litio (Li2Mo2O7).

Negli anni ‘60 Lechleitner (Austria) ha introdotto una tecnica idrotermale atta a far crescere una sottilissima pellicola di smeraldo sintetico sulla superficie di un berillo naturale, quasi incolore.
Net 1970 Linde Air Products (U.S.A.) crea uno smeraldo sintetico idrotermale prodotto, originalmente, con il nome di Quintessa e successivamente denominato, dalla Vacuum Ventures (U.S.A.), che aveva acquistato il brevetto, Regency.
Piu tardi la ditta Kyocera (Giappone) introduce uno smeraldo ottenuto per fusione con fondente diffuso con il nome di Crescent Vert.

Negli anni ‘80 si possono osservare una serie di nuovi prodotti sintetici che utilizzano sia il metodo con fondente sia quello idrotermale e fra tutti questi, probabilmente, il più importante é associato ai nomi di Biron e Pool.
Sempre negli anni ‘80 la Gilson fu acquistata dalla Nakazumi Earth Crystals Corporation (Giappone), e, in quel periodo, furono condotti parecchi studi sulla utilizzazione dello smeraldo sintetico nella industria del laser e dei maser. Nel 1988 la Emerald Pool Mining Company di Perth (Australia) crea uno smeraldo sintetico, definito dalla stessa ditta come "ricristallizzato" e denominato Biron.
Più tardi la Adachi Shin Anics produce un berillo sintetico denominato cocomero, composto da uno strato di smeraldo sintetico sovrapposto ad un nucleo di berillo sintetico colorato di rosa intenso utilizzando come elementi cromofori Cr e Mn.
Sempre in questi anni si ottengono, per fusione con fondente, altri smeraldi sintetici fra cui quello prodotto dalla Lens (Francia), denominato Lennix e quello prodotto dalla Seiko (Giappone), denominato Bijoreve.

Negli anni ‘90 buona parte degli smeraldi sintetici idrotermali viene prodotta, oltre che dalla Biron International Ltd., che si mette a produrre anche berilli rosa, dalla Tairus di Novosibirsk e da Guilin, in Cina.
In questi ultimi anni la produzione russa si é estesa anche agli altri berilli e specificatamente al berillo rosso, a berilli bicolore (policromi) e all’acquamarina.
In Francia si ottiene un prodotto sintetico, mediante il processo di fusione con fondente. denominato Emeraldolite, che consiste in berillo naturale, biancastro, opaco, rivestito da una sottile pellicola di smeraldo sintetico.

Diamante sintetico

La produzione di diamante sintetico inizia negli anni ‘70 con la General Electric (U.S.A.). Negli anni ‘80, la Sumitomo Electric Industries (Giappone) inizia la produzione di diamante sintetico uso gemma, con il metodo HP/HT (alta pressione / alta temperatura).

Negli anni ‘80 e ‘90 la De Beers (Gran Bretagna), nei suoi laboratori di Johannesburg (Sudafrica), sempre con ii metodo HP/HT ottiene risultati sempre migliori, sia come produzione di diamante industriale, sia come gemma. La Thai-Russian di Novosibirsk, produce notevoli quantità di diamante sintetico giallo fantasia.
Nello stesso periodo inizia una nuova tecnica di produzione del diamante sintetico, molto più economica della precedente: la CVD (chemical vapor depositino). I primi diamanti sintetici avevano colorazione gialla, ora, invece, man mano che si evolve il prodotto si é sempre più vicini ad un diamante sintetico incolore.

Cubic Zirconia e Moissanite sintetica

Negli anni ‘70 inizia la produzione di Cubic Zirconia (CZ) che, negli anni ‘80 aumenta di 20 volte rispetto al decennio precedente, fino alla produzione di 100 milioni di carati al mese, net 1989, da parte delta Ceres Corporation (U.S.A.).

Negli anni ‘90 viene prodotto it carburo di silicio sintetico, Moissanite, che prende il nome dal chimico Henri Moissan, che per primo studiò il carburo di silicio naturale, scoperto nelle meteoriti dell'Arizona.
La Cree Research Inc. di Durham, North Carolina (Stati Uniti) incominciò a produrre moissanite sintetica uso gemma, come imitazione del diamante.
Questo prodotto, però, rispetto alla CZ é birifrangente; mentre, dal punto di vista fisico, é una buona imitazione del diamante, in quanto ha durezza pari a 9 e 1/4 delta scala di Mohs e conducibilità termica simile a quella del diamante. .