Synthetische smaragden: flux- en hydrothermaal procedé | NL

Flux smaragd. De kleur van smaragd intrigeert de mens al eeuwen. Het feit dat ze zo lang op geen enkele manier te reproduceren was, leek daarin een vooraanstaande rol te spelen. Dat is zo gebleven; tot in de negentiende eeuw, dankzij belangrijke ontdekkingen in de scheikunde. Pas toen werd het pad geëffend om de kleur te evenaren die wij vandaag nog kennen als “smaragdgroen”: door de synthese van smaragd zelf.

Met name de chromoforen of kleurende elementen, en chemische elementen die zuurtegraad, oplosbaarheid, en dergelijke beheersen – de zogenaamde “mineralizers” – spelen hier een hoofdrol. Commerciële aspecten liggen omwille van voor de hand liggende redenen aan de basis van die geheimhouding, maar soms ook de tijdsgeest.
 
Aan de vooravond van de Tweede Wereldoorlog waren de enige kwartsmijnen die voldoende zuiver materiaal leverden voor telecommunicatie-toepassingen zo goed als uitgeput. Dat maakte van de synthese van kwarts voor elke natie één van de hoogste prioriteiten. Veel van de, zo niet alle pioniers waren er overigens mee bezig.
 
In Duitsland leidde Richard Nacken (1884-1971) het onderzoek naar de synthese van kwarts. Hij baseerde zich op het onderzoek van de italiaan Spezia die er tussen 1898 en 1908 in geslaagd was beschadigde kwartskristallen met behulp van een erg robuuste hogedruk kookpan of autoclaaf te ‘herstellen’. Nacken was een specialist op het vlak van kristalsynthese en hij had al heel wat soorten op zijn palmares, waaronder ook smaragd.
 
Nacken’s smaragden vertonen nochtans duidelijke kenmerken van in flux gekristalliseerd materiaal. Het feit dat hij niets publiceerde en dat anderen het gissen hadden naar zijn procedés, behalve dan dat hij ook met kwarts bezig was, heeft er uiteindelijk toe geleid dat vroegere – overigens correcte – verslagen later verkeerd werden geïnterpreteerd. De smaragden van Nacken zouden nog voor decennia als hydrothermaal bestempeld worden. Het zou echter nog tot 1960 duren vooraleer er hoe dan ook sprake kón zijn van hydrothermaal smaragd.
 
Terwijl verder onderzoek naar flux-smaragden, ditmaal van H. Espig en M. Jaeger van het niet onbesproken IG Farben in Bitterfeld, Duitsland, in 1929 resulteerde in een bescheiden commerciële productie van “Igmerald”, slaagde Carroll F Chatham (1914-1983) er in 1935 in op 21-jarige leeftijd zijn eerste smaragdkristal met een gewicht van omstreeks 1 karaat te produceren.
 
Na de Tweede Wereldoorlog nam de onderneming van Chatham een erg hoge vlucht. Chatham’s stenen wekten aanvankelijk echter zo veel argwaan dat hij ze niet aan de man kon brengen. Hij noemde ze bovendien “cultered”, iets wat hem aanvankelijk duur te staan kwam: zijn totale gerechtskosten liepen op tot US$48.000.
 
Uiteindelijk kreeg hij in het prille begin van de jaren 1950 van de Federal Trade Commission de toestemming om de term “created” te gebruiken: een term die nog steeds ter discussie staat. De zaak leverde hem wel zoveel media-aandacht op dat het bedrijf dat tegenwoordig door zijn zoon Tom geleid wordt, definitief gelanceerd was.
 
In die periode bedroeg Chatham’s productie 50 tot 60.000 karaat per jaar. IG Farben zag dan ook definitief af van het plan om de productie van ‘Igmerald’ nieuw leven in te blazen. Als klap op de vuurpijl slaagde Chatham er in 1953 in om op vraag van het Smithsonian Institution in Washington één enkel kristal van 1.014 karaat te produceren. Normaliter wegen kristallen van Chatham voor commerciële doeleinden gemiddeld 40 ct.
 
Op het Europese vasteland ging rond die periode Pierre Gilson (1914-2002) van start met zijn onderzoek. Tegen 1963 was hij de tweede grootste producent ter wereld van synthetisch smaragd. Zoals blijkt uit onderzoek van deze stenen, baseerde Gilson zich net als Chatham op het onderzoek van Hautefeuille en Perrey.
 
Het typische insluitselbeeld van in dit reactie-flux procedé vervaardigde smaragden verschilt voor het geoefende oog aanzienlijk van de “jardin” van natuurlijke stenen. Typerend zijn sluierachtige patronen van fluxdeeltjes die best soms verwarrend kunnen zijn. In natuurlijke edelstenen bestaan sluiers overwegend uit in een dichtgegroeide barst ingesloten vloeistoffen. De sluiers in stenen die in een flux uitgekristalliseerd zijn, bestaan uit ingesloten zouten: zij zijn veel minder transparant. Soms zijn ze donker van kleur, soms goudgeel. Dat geldt overigens voor alle in flux geproduceerde stenen; transparantie en kleur zijn afhankelijk van de gebruikte flux.
 
In flux-smaragden worden de waarnemingen bovendien soms bemoeilijkt door de aanwezigheid van transparante tot witte hexagonale kristallen: fenakiet. Daar waar kristalinsluitsels normaal enkel in natuurlijke edelstenen te verwachten zijn, is flux-smaragd (en gedevitrificeerd glas overigens ook) echter de grote uitzondering op die regel. Soms komen ook zilverachtige, erg platte, ondoorzichtige (trigonale of hexagonale) platinakristallen voor. Ze zijn afkomstig van de platina smeltkroes en de platina draden die werden gebruikt om de kristallen op hun plaats te houden.

20240709_Rubies_940x400.jpg
09/07/24
Rubies and Sapphires: Origins and survey work | EN

Rubies and sapphires have captivated humans for centuries with their stunning colors and brilliance. These…

20240624_smaragd_940x400.jpg
22/06/24
Het Herkennen van Behandelde Edelstenen | NL

In de wereld van edelstenen en sieraden is het cruciaal voor vakmensen-juweliers om behandelde stenen…

20240611_940x400.jpg
11/06/24
SPECTROMÉTRIQUE à la portée de tous | FR

La spectroscopie est une technique permettant de mesurer la lumière transmise ou absorbée par une…

20240515_940x400.jpg
15/05/24
Détection des pierres précieuses synthétiques | FR

Les pierres précieuses synthétiques sont de plus en plus présentes sur le marché de la…

20240428_940x400_synthetisch.jpg
28/04/24
Onderzoek naar synthetische Diamant | NL

Foto: HPHT diamant – CVD diamant – Natuurlijke Diamant Synthetische diamant is een fascinerend onderwerp…

20240402_940x400.jpg
02/04/24
Het Gebruik van Fotoluminescentie in Diamant Onderzoek | NL

Fotoluminescentie (PL) spectroscopie, zoals toegepast in de edelsteenkunde, is een niet-destructieve analytische techniek waarbij een…

20240221_940x400.jpg
21/02/24
Petite histoire des pierres précieuses | FR

Les pierres précieuses ont attiré dès la plus haute antiquité l’attention de l’homme qui les…

20240207_940x400.jpg
07/02/24
QUO VADIS | NL

Diamanten en edelstenen hebben altijd dieven en oplichters aangetrokken. Edelstenen werden nagebootst door gekleurd glas.…

20240109_940x400.jpg
09/01/24
QUO VADIS ? | FR

Le diamant et les pierres précieuses ont toujours attirés les voleurs et les escrocs. Les…

20231110_940x400.jpg
10/11/23
Het gebruik van de polariscoop in edelsteenkunde | NL

Edelstenen zijn al eeuwenlang een fascinerend onderwerp voor mensen over de hele wereld. Ze worden…