What are Synthetic Gemstones, Imitation and Simulants?

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In the gemstone world, there are gems that have been created to either mimic nature or to try and look like nature. These gemstones are called synthetics, imitations, or simulants. We are going to explore what the difference is and what the common gemstones seen on the market are.

First, Some Definitions

Synthetic – Synthetic gemstones are gemstones that are made by man but have a natural counterpart. They possess the same physical, chemical, and optical properties as the natural stone.
Imitation or Simulant – These are gemstones that try to look like real, natural gemstones but are made of an entirely different material. They may be another (often cheaper) gemstone or a non-gemstone material like plastic or resin.

Natural Gemstones

Natural gemstones are any mineral that has been mined from the ground and cut into a gemstone. They can be treated with different techniques to improve the color and clarity, such as heating, but the main mineral must come from nature. Natural gemstones can take millions of years to create and people have been mesmerized by their beauty since the beginning of time.

Synthetic Gemstones

Synthetic gemstones are those which exactly mimic natural stones but are created by man in a laboratory. The most common synthetic gemstones are synthetic diamonds, synthetic sapphires, and synthetic quartz. Synthetic gemstones have the exact same chemical makeup, crystal structure, and properties as the natural gemstone. It is very difficult for an untrained expert to tell the difference between a synthetic and a natural gemstone.

Imitation or Simulant Gemstones

Imitation or simulants are gemstones that try to look like the real thing. The most common simulant or imitation gemstone found on the market are those that try to replicate a diamond. Simulants such as synthetic rutile or strontium titanate have been used for decades to try and replicate the sparkle of diamond.

Even though these gemstones are made by man, they do not have the same physical properties and chemical composition as the natural gem they imitate. This is why they are not classified as synthetics.

Glass and plastic are other common imitations that can be found. Blue glass is often offered as blue sapphire to unsuspecting buyers, while plastic beads can be sold as natural pearls. Goldstone is a man-made glass with golden-colored flecks throughout that's often sold as a natural sunstone (pictured below).

What Are the Common Synthetic Gemstones?

Synthetic gemstones have been in production since the early 1800’s so they are not a new thing. There is a misbelief that old vintage style Jewelry cannot be synthetic because people believe the technology used to create synthetic gemstones was not around back then. The truth is that vintage Jewelry is littered with synthetic gemstone because up until recently the technology did not exists to detect the synthetics.

Most synthetic materials were originally created for industrial purposes. Quartz specifically is used in many electronic components. To find large amounts of pure, inclusion-free quartz is expensive and time-consuming, so a process was developed to grow quartz in a lab. That way, the final product could be controlled. Synthetic sapphire for use in watch faces and smart phones is another way that synthetic minerals are created for everyday use.

With the introduction of this technology comes the ability to create gem-grade material that can be faceted. The most common synthetic gemstones are

Sapphire or Ruby (The mineral Corundum)
Diamond
Emerald
Spinel
Quartz, Amethyst, Citrine, and Ametrine
Opal
Chrysoberyl and Alexandrite

How Are Synthetic Gemstones Created?

There are a handful of ways that synthetic gemstones can be created. The earliest method known as the flame fusion method is the simplest and cheapest way to create a synthetic gemstone. Each method leaves behind a microscopic ‘fingerprint’ inside the gemstone which can be used for detection.

Flame Fusion or Verneuil Process

Powder containing the correct elements to make a mineral is passed through a hot flame where it melts onto a spinning platform. When the liquid cools it crystalizes into a synthetic gemstone. An example would be Aluminum Oxide which when heated and cooled will turn into corundum (sapphire or ruby). Spinel, sapphire, and ruby are commonly created using this method.

Czochralski Process or Pulling Method

This method involves melting a nutrient-rich solution in a crucible. A seed is used to begin the growing process. A seed is usually a small amount of the desired mineral, for example alexandrite. The seed is dipped into the solution where crystallization begins. The seed is slowly pulled out of the solution and as it cools, the crystallization continues. Common gemstones made using this method are chrysoberyl and alexandrite, corundum and garnet.

Flux Method

The Flux method is one of the most expensive methods for creating a synthetic gemstone. The process involves dissolving a solid Flux material with other nutrients. When this solution begins to cool, the crystals form within. This is commonly used for emeralds, but it can also be sued for spinel, sapphire, ruby and alexandrite.

Hydrothermal Method

This is the only known method that can create synthetic quartz. If you are familiar with how quartz forms in nature, you will notice that the same name ‘hydrothermal’ is used.

Hydrothermal means it is created in water. In nature, when there is a cavity in the earth that is filled with super hot, nutrient-rich water that begins to cool, quartz will grow. This is how amethyst geodes are created.

The hydrothermal process mimics this natural event by create an extremely hot environment where nutrient rich water is slowly cooled. The nutrients inside the water begin to crystalize and create synthetic quartz.

Skull Melt Process

This process is used for the creation of cubic zirconia. It is similar to the Flux Method however the liquid needs to be super hot. In order to contain the liquid, the outside of the vessel is cooled so that the liquid will cool and create a “Skull cap” that contains the super hot liquid. As the liquid cools it creates perfect crystals of cubic zirconia.

CVD (Chemical Vapor Deposition)

This is one of the two known ways to create synthetic Diamonds. CVD Diamonds are created in a vacuum where carbon atoms slowly precipitate onto a base.

HPHT (High Pressure High Temperature)

HPHT diamonds are created using massive steel vessels called ‘presses’ to simulate the extreme pressure and temperature deep beneath the earth. They are capable of producing over 60,000 atmospheres of pressure and temperature of up to 1500 degrees Celsius. The largest HPHT Diamond as of today is a 10.02ct square shape stone with color of ‘E’ and clarity VS1.

What Are the Common Imitation or Simulant Gemstones?

As we mentioned before, an imitation or simulant gemstone is something that tries to imitate a natural gemstone but is made up of something completely different. Below is a list of the common imitations.

Synthetic Spinel

Synthetic spinel is easily made using the Flame Fusion method and comes in a variety of different colors. You will find synthetic spinel being sold as sapphire, aquamarine, or peridot. It is a very hard material, so making imitations out of synthetic spinel makes sense.

Synthetic Rutile, Strontium Titanate, Synthetic Moissanite, YAG, and GGG

All five of these minerals are man-made, though rutile and moissanite each have a natural counterpart. They have all been grouped together because their primary use is in being a diamond simulant. Synthetic rutile and strontium titanate (not to be confused with titanite) both have incredible dispersion (the fire you see in diamonds) so they are commonly used to replace diamonds. YAG and GGG are both garnets (yttrium aluminum garnet and gadolinium gallium garnet) that resemble the look of Diamonds.

Synthetic moissanite is the newest diamond simulant and its appearance is the closest to a natural diamond. The beauty of this gemstone is that it can be made near colorless instead of having a brown or yellow tinge that other diamond simulants suffer from. These days, synthetic moissanite is sold as a gemstone in its own right without being sold as a simulant.

Cubic Zirconia

This is the most common and widely used imitation gemstone. It can be made in a variety of different colors and is a convincing replacement for some gemstones. Cubic zirconia is in no way related to zircon. While the name is similar, they are completely different minerals. A bit like apples and oranges.

Glass

Commonly used to imitate almost any gemstone it is the oldest known form of simulant. Creating glass of any color is easy so making a glass gemstone look like the real thing is easy with this simulant.

Plastic

Just like glass, plastic can be used to imitate many opaque gemstones. It can be made to look like malachite or turquoise and is sometimes used to imitate opal (often called opalite).

On Gem Rock Auctions, the sale of synthetic or imitation gemstones is prohibited. You can shop with confidence for all-natural gemstones.

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Aquamarine

Sapphire

Spinel

Tanzanite

In der Edelsteinwelt gibt es Edelsteine, die geschaffen wurden, um entweder die Natur nachzuahmen oder zu versuchen, wie die Natur auszusehen. Diese Edelsteine werden als Synthetik, Imitation oder Simulanzien bezeichnet. Wir werden untersuchen, was der Unterschied ist und was die üblichen Edelsteine auf dem Markt sind.

Zuerst einige Definitionen

Synthetisch - Synthetische Edelsteine sind Edelsteine, die vom Menschen hergestellt werden, aber ein natürliches Pendant haben. Sie besitzen dieselben physikalischen, chemischen und optischen Eigenschaften wie ein Naturstein.
Imitation oder Simulanz - Dies sind Edelsteine, die wie echte Natursteine aussehen und aussehen, jedoch aus einem völlig anderen Material bestehen.

Natürliche Edelsteine

Natürliche Edelsteine sind Mineralien, die aus dem Boden abgebaut und in Edelsteine geschnitten wurden. Sie können mit verschiedenen Techniken behandelt werden, um die Farbe und Klarheit zu verbessern, z. B. Erhitzen, aber das Hauptmineral muss aus der Natur stammen. Die Entwicklung von natürlichen Edelsteinen kann Millionen von Jahren in Anspruch nehmen, und die Menschen sind seit Anbeginn ihrer Zeit fasziniert von ihrer Schönheit.

Synthetische Edelsteine

Synthetische Edelsteine sind solche, die Natursteine exakt nachahmen, jedoch vom Menschen im Labor hergestellt werden. Die häufigsten synthetischen Edelsteine sind synthetische Diamanten, synthetische Saphire und synthetischer Quarz. Synthetische Edelsteine haben genau dieselbe chemische Zusammensetzung, Kristallstruktur und Eigenschaften wie der natürliche Edelstein. Es ist sehr schwierig für einen ungeübten Experten, den Unterschied zwischen einem synthetischen und einem natürlichen Edelstein zu erkennen.

Nachahmung oder Simulanz Edelsteine

Nachahmung oder Simulanzien sind Edelsteine, die versuchen, wie eine echte Sache auszusehen. Die am häufigsten auf dem Markt gefundenen Simulanten oder Imitationen von Edelsteinen sind solche, die versuchen, einen Diamanten zu replizieren. Simulanzien wie synthetisches Rutil oder Strontiumtitanat werden seit Jahrzehnten verwendet, um das Funkeln des Diamanten zu replizieren. Obwohl diese Edelsteine vom Menschen hergestellt werden, haben sie kein natürliches Gegenstück, weshalb sie nicht klassifiziert und synthetisch sind. Glas und Kunststoff sind andere häufige Nachahmungen. Blauem Glas wird oft ahnungslosen Käufern als blauer Saphir angeboten, während Kunststoffperlen als Naturperlen verkauft werden können. Goldstone ist ein künstlich hergestelltes Glas, dessen Flecken oft als natürlicher Sonnenstein verkauft werden (Abbildung unten).

Was sind die häufigsten synthetischen Edelsteine?

Synthetische Edelsteine werden seit Anfang des 19. Jahrhunderts hergestellt und sind daher keine Neuheit. Es ist ein Irrglaube, dass Schmuck im alten Vintage-Stil nicht synthetisch sein kann, weil die Leute der Meinung sind, dass die Technologie zur Herstellung von synthetischen Edelsteinen damals nicht in der Nähe war. Die Wahrheit ist, dass Vintage-Schmuck mit synthetischem Edelstein übersät ist, weil bis vor kurzem die Technologie nicht vorhanden war, um die Kunststoffe zu erkennen.

Die meisten synthetischen Materialien wurden ursprünglich für industrielle Zwecke geschaffen. Quarz wird speziell in vielen elektronischen Bauteilen verwendet. Um große Mengen an reinem, inklusionsfreiem Quarz zu finden, ist dies teuer und zeitaufwändig. Daher wurde ein Verfahren entwickelt, um Quarz in einem Labor zu züchten. Auf diese Weise konnte das Endprodukt kontrolliert werden. Synthetischer Saphir für Zifferblätter und Smartphones ist eine weitere Möglichkeit, synthetische Mineralien für den täglichen Gebrauch herzustellen.

Mit der Einführung dieser Technologie ist es möglich, Edelsteinmaterial zu schaffen, das facettiert werden kann. Die häufigsten synthetischen Edelsteine sind

Saphir oder Rubin (Der Mineral Korund)
Diamant
Smaragd
Spinell
Quarz, Amethyst, Citrin und Ametrin
Opal
Chrysoberyll und Alexandrit

Wie entstehen synthetische Edelsteine?

Es gibt einige Möglichkeiten, wie synthetische Edelsteine erzeugt werden können. Die früheste Methode, die als Flammenschmelzmethode bekannt ist, ist die einfachste und billigste Methode, einen synthetischen Edelstein herzustellen. Jede Methode hinterlässt einen mikroskopischen "Fingerabdruck" im Edelstein, der zur Erkennung verwendet werden kann.

Flammenfusion oder Verneuil-Prozess

Pulver, das die richtigen Elemente enthält, um ein Mineral herzustellen, wird durch eine heiße Flamme geleitet, wo die Schmelze auf eine Spinnplattform gelangt. Wenn die Flüssigkeit abkühlt, kristallisiert sie zu einem synthetischen Edelstein. Ein Beispiel wäre Aluminiumoxid, das sich beim Erwärmen und Abkühlen in Korund (Saphir oder Rubin) verwandelt. Spinell, Saphir und Rubin werden üblicherweise mit dieser Methode hergestellt.

Czochralski-Prozess oder Ziehmethode

Dieses Verfahren beinhaltet das Schmelzen einer nährstoffreichen Lösung in einem Tiegel. Ein Samen wird verwendet, um den Wachstumsprozess zu beginnen. Ein Samen ist normalerweise eine kleine Menge des gewünschten Minerals, beispielsweise Alexandrit. Rhea-Saatgut wird in die Lösung eingetaucht, wo die Kristallisation beginnt. Das Saatgut wird langsam aus der Lösung gezogen und beim Abkühlen wächst die Kristallisation weiter an. Übliche Edelsteine, die mit dieser Methode hergestellt werden, sind Chrysoberyll und Alexandrit, Korund und Granat.

Flussmethode

Die Flux-Methode ist eine der teuersten Methoden zur Erzeugung eines synthetischen Edelsteins. Das Verfahren beinhaltet das Auflösen eines festen Flussmittels mit anderen Nährstoffen. Wenn diese Lösung zu kühlen beginnt, bilden sich die Kristalle im Inneren. Dies wird häufig für Smaragde verwendet, kann aber auch für Spinell, Saphir, Rubin und Alexandrit verwendet werden.

Hydrothermale Methode

Dies ist die einzige bekannte Methode, mit der synthetischer Quarz erzeugt werden kann. Wenn Sie wissen, wie sich Quarz in der Natur bildet, werden Sie feststellen, dass derselbe Name "hydrothermal" verwendet wird. Hydrothermal bedeutet, dass es im Wasser entsteht. Wenn sich in der Natur eine Höhle in der Erde befindet, die mit super heißem nährstoffreichem Wasser gefüllt ist, das abkühlt, wächst Quarz. So entstehen Amethyst Geodes. Der hydrothermale Prozess ahmt dieses natürliche Ereignis nach, indem er eine extrem heiße Umgebung schafft, in der nährstoffreiches Wasser langsam abgekühlt wird. Die Nährstoffe im Wasser beginnen zu kristallisieren und bilden synthetischen Quarz.

Schädelschmelzprozess

Dieses Verfahren wird zur Herstellung von Zirkonia verwendet. Sie ähnelt der Flussmethode, die Flüssigkeit muss jedoch extrem heiß sein. Um die Flüssigkeit aufzunehmen, wird die Außenseite des Gefäßes gekühlt, so dass sich die Flüssigkeit abkühlt und eine "Schädelkappe" bildet, die die superheiße Flüssigkeit enthält. Wenn die Flüssigkeit abkühlt, entstehen perfekte Kristalle aus Zirkonia.

CVD (Chemical Vapour Deposition)

Dies ist eine der beiden bekannten Möglichkeiten, synthetische Diamanten zu erzeugen. CVD Diamanten entstehen in einem Vakuum, in dem Kohlenstoffatome langsam auf einer Base ausfallen.

HPHT (Hochdruck, Hochtemperatur)

HPHT Diamonds kreieren massive Stahlbehälter, sogenannte Pressen, um extremen Druck und extreme Temperaturen unter der Erde zu simulieren. Sie sind in der Lage, über 60.000 Atmosphären Druck und Temperaturen von bis zu 1500 Grad Celsius zu erzeugen. Der größte HPHT-Diamant von heute ist ein quadratischer Stein von 10,02 ct mit der Farbe 'E' und der Klarheit VS1.

Was sind die gängigen Nachahmungen oder Simulanz-Edelsteine?

Wie bereits erwähnt, ist ein Imitations- oder Simulant-Edelstein etwas, das einen natürlichen Edelstein zu imitieren versucht, jedoch aus etwas völlig anderem besteht. Nachfolgend finden Sie eine Liste der gebräuchlichen Imitationen

Synthetischer Spinell

Synthetischer Spinell lässt sich leicht mit der Flame Fusion-Methode herstellen und ist in verschiedenen Farben erhältlich. Sie finden synthetischen Spinell als Saphir, Aquamarin oder Peridot. Es ist ein sehr hartes Material, daher macht es Sinn, Imitationen aus synthetischem Spinell herzustellen.

Synthetisches Rutil, synthetisches Titanat, synthetisches Moisannit, YAG und GGG

Alle fünf dieser Mineralien sind künstlich und haben kein natürliches Gegenstück. Sie wurden alle in Gruppen zusammengefasst, da sie hauptsächlich als Simulanz für Diamanten eingesetzt werden. Sowohl das synthetische Rutil als auch das Titanat haben eine unglaubliche Streuung (das Feuer, das Sie in Diamanten sehen), so dass sie üblicherweise verwendet werden, um Diamanten zu ersetzen. YAG und GGG und beide Granate (Yttrium-Aluminium-Granat und Gadolinium-Gallium-Granat), die dem Aussehen von Diamanten ähneln.

Synthetisches Moissanit ist das neueste Diamantsimulanz und sein Aussehen kommt einem natürlichen Diamanten am nächsten. Das Schöne an diesem Edelstein ist, dass er fast farblos gemacht werden kann, anstatt einen braunen oder gelben Farbton zu haben, unter dem die anderen Diamantsimulanzien leiden. Heutzutage wird synthetischer Moissanit als Edelstein verkauft, ohne als Simulanz verkauft zu werden.

Zirkonia

Dies ist der häufigste und am häufigsten verwendete Edelsteinimitat. Es kann in verschiedenen Farben hergestellt werden und ist ein überzeugender Ersatz für einige Edelsteine. Zirkonia ist in keiner Weise mit Zirkon verwandt. Obwohl der Name ähnlich ist, handelt es sich dabei um völlig verschiedene Mineralien. Ein bisschen wie Äpfel und Orangen.

Glas

Häufig verwendet, um fast jeden Edelstein zu imitieren, ist es die älteste bekannte Simulanzform. Das Erstellen von Glas in jeder Farbe ist einfach. Daher ist es mit diesem Simulanz leicht, einen Glasedelstein wie ein echter Gegenstand aussehen zu lassen.

Kunststoff

Genau wie Glas kann Kunststoff für viele undurchsichtige Edelsteine verwendet werden. Es kann gemacht werden, um wie Malachit oder Türkis auszusehen und wird manchmal verwendet, um Opal nachzuahmen

Bei Gem Rock Auctions ist der Verkauf von synthetischen oder imitierten Edelsteinen verboten. Sie können für das Vertrauen auf alle natürlichen Edelsteine einkaufen.