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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En el mundo de las piedras preciosas hay piedras preciosas que han sido creadas para imitar a la naturaleza o para tratar de parecerse a la naturaleza. Estas piedras preciosas se llaman sintéticas, imitación o simulantes. Vamos a explorar cuál es la diferencia y cuáles son las gemas comunes que se ven en el mercado.

Primero algunas definiciones

Sintético: las piedras preciosas sintéticas son piedras preciosas hechas por el hombre pero que tienen una contraparte natural. Poseen las mismas propiedades físicas, químicas y ópticas que una piedra natural.
Imitación o simulante: estas son gemas que tratan de parecerse a gemas naturales reales, pero están hechas de un material completamente diferente.

Piedras preciosas naturales

Las piedras preciosas naturales son cualquier mineral que se haya extraído del suelo y se haya cortado en una piedra preciosa. Se pueden tratar con diferentes técnicas para mejorar el color y la claridad, como el calentamiento, pero el mineral principal debe provenir de la naturaleza. Las piedras preciosas naturales pueden tardar millones de años en crearse y las personas han estado fascinadas por su belleza desde el principio de los tiempos.

Piedras preciosas sintéticas

Las gemas sintéticas son aquellas que imitan exactamente las piedras naturales pero que son creadas por el hombre en un laboratorio. Las gemas sintéticas más comunes son los diamantes sintéticos, los zafiros sintéticos y el cuarzo sintético. Las gemas sintéticas tienen exactamente la misma composición química, estructura de cristal y propiedades de la gema natural. Es muy difícil para un experto sin entrenamiento decir la diferencia entre una piedra preciosa sintética y una natural.

Piedras preciosas de imitación o simulantes

La imitación o los simulantes son piedras preciosas que tratan de parecer reales. Las gemas simulantes o de imitación más comunes que se encuentran en el mercado son aquellas que intentan replicar un diamante. Los simulantes, como el rutilo sintético o el titanato de estroncio, se han utilizado durante décadas para tratar de replicar el brillo del diamante. A pesar de que estas piedras preciosas están hechas por el hombre, no tienen una contraparte natural y es por eso que no están clasificadas y son sintéticas. El vidrio y el plástico son otras imitaciones comunes que se pueden encontrar. El vidrio azul se ofrece a menudo como zafiro azul a los compradores confiados, mientras que las cuentas de plástico se pueden vender como perlas naturales. La piedra dorada es un vidrio hecho por el hombre con motas que a menudo se vende como una piedra solar natural (que se muestra a continuación).

¿Cuáles son las piedras preciosas sintéticas comunes?

Las gemas sintéticas han estado en producción desde principios de 1800, por lo que no son algo nuevo. Hay una creencia errónea de que las antiguas joyas de estilo vintage no pueden ser sintéticas porque la gente cree que la tecnología utilizada para crear gemas sintéticas no existía en ese entonces. La verdad es que la joyería vintage está llena de piedras preciosas sintéticas porque hasta hace poco no existía la tecnología para detectar los sintéticos.

La mayoría de los materiales sintéticos fueron creados originalmente para fines industriales. El cuarzo se utiliza específicamente en muchos componentes electrónicos. Encontrar grandes cantidades de cuarzo puro, sin inclusión, es costoso y requiere mucho tiempo, por lo que se desarrolló un proceso para cultivar cuarzo en un laboratorio. De esa forma se podría controlar el producto final. El zafiro sintético para usar en las caras de los relojes y en los teléfonos inteligentes es otra forma en que los minerales sintéticos se crean para el uso diario.

Con la introducción de esta tecnología, viene la capacidad de crear material de calidad gema que puede ser facetado. Las gemas sintéticas más comunes son

Zafiro o rubí (El corindón mineral)
Diamante
Esmeralda
Espinela
Cuarzo, amatista, citrino y ametrina.
Ópalo
Crisoberilo y Alejandrita

¿Cómo se crean las piedras preciosas sintéticas?

Hay un puñado de formas en que se pueden crear gemas sintéticas. El método más antiguo conocido como método de fusión por llama es la forma más sencilla y económica de crear una piedra preciosa sintética. Cada método deja una "huella digital" microscópica dentro de la piedra preciosa que puede usarse para la detección.

Flame Fusion o Verneuil Process.

El polvo que contiene los elementos correctos para hacer un mineral se pasa a través de una llama caliente donde se funden en una plataforma giratoria. Cuando el líquido se enfría, se cristaliza en una piedra preciosa sintética. Un ejemplo sería el óxido de aluminio que cuando se calienta y se enfría se convertirá en corindón (zafiro o rubí). Spinel, Sapphire y Ruby se crean comúnmente utilizando este método.

Proceso Czochralski o método de extracción

Este método consiste en fundir una solución rica en nutrientes en un crisol. Se utiliza una semilla para comenzar el proceso de crecimiento. Una semilla suele ser una pequeña cantidad del mineral deseado, por ejemplo, Alejandrita. La semilla de Rhea se sumerge en la solución donde comienza la cristalización. La semilla se extrae lentamente de la solución y, a medida que se enfría, la cristalización continúa creciendo. Las piedras preciosas comunes hechas con este método son Crisoberilo y Alejandrita, Corindón y Granate.

Método de flujo

El método Flux es uno de los métodos más caros para crear una gema sintética. El proceso consiste en disolver un material sólido de Flux con otros nutrientes. Cuando esta solución comienza a enfriarse, los cristales se forman en su interior. Esto se usa comúnmente para las esmeraldas, pero también puede ser demandado para espinela, zafiro, rubí y alejandrita.

Método hidrotermal

Este es el único método conocido que puede crear cuarzo sintético. Si está familiarizado con cómo se forma el cuarzo en la naturaleza, notará que se usa el mismo nombre 'hidrotérmico'. Hidrotermia significa que se crea en el agua. En la naturaleza, cuando hay una cavidad en la tierra que está llena de agua rica en nutrientes súper calientes que comienza a enfriarse, el Cuarzo crecerá. Así es como se crean las Geode de amatista. El proceso hidrotérmico imita este evento natural creando un ambiente extremadamente caliente donde el agua rica en nutrientes se enfría lentamente. Los nutrientes dentro del agua comienzan a cristalizar y crear cuarzo sintético.

Proceso de derretimiento del cráneo

Este proceso se utiliza para la creación de zirconia cúbica. Es similar al método de flujo, sin embargo, el líquido debe estar muy caliente. Para contener el líquido, el exterior del recipiente se enfría para que el líquido se enfríe y cree una "tapa de calavera" que contiene el líquido súper caliente. A medida que el líquido se enfría, crea cristales perfectos de circonia cúbica.

CVD (deposición química de vapor)

Esta es una de las dos formas conocidas de crear diamantes sintéticos. Los diamantes CVD se crean en un vacío donde los átomos de carbono se precipitan lentamente sobre una base.

HPHT (Alta Temperatura Alta Presión)

Los HPHT Diamonds están creando utilizando enormes recipientes de acero llamados 'prensas' para simular la presión y temperatura extremas que se encuentran debajo de la tierra. Son capaces de producir más de 60,000 atmósferas de presión y temperatura de hasta 1500 grados centígrados. El diamante HPHT más grande a partir de hoy es una piedra de forma cuadrada de 10.02ct con color de 'E' y claridad VS1.

¿Cuáles son las piedras preciosas de imitación o simulantes comunes?

Como mencionamos antes, una gema simulada o simulante es algo que intenta imitar una gema natural pero está hecha de algo completamente diferente. A continuación se muestra una lista de las imitaciones comunes

Espinela sintética

La espinela sintética se fabrica fácilmente con el método Flame Fusion y viene en una variedad de colores diferentes. Encontrará espinela sintética que se vende como zafiro, aguamarina o peridoto. Es un material muy duro, por lo que hacer imitaciones de espinela sintética tiene sentido.

Rutilo sintético, titanato sintético, moisannita sintética, YAG y GGG

Los cinco de estos minerales son artificiales y no tienen una contraparte natural. Todos se han agrupado porque su uso principal es ser un simulante de Diamante. El rutilo sintético y el titanato tienen una dispersión increíble (el fuego que se ve en los diamantes), por lo que se usan comúnmente para reemplazar a los diamantes. YAG y GGG y ambos granates (granate de itrio aluminio y granate gadolinio galio) que se asemejan a la apariencia de los diamantes.

El Moissanite sintético es el simulador de diamante más nuevo y su apariencia es la más cercana a un diamante natural. La belleza de esta piedra preciosa es que se puede hacer casi sin color en lugar de tener un tinte marrón o amarillo que sufren los otros simulantes de diamante. En estos días, el Moissanite sintético se vende como una piedra preciosa por derecho propio sin ser vendido como un simulante.

Zirconia cúbica

Esta es la gema de imitación más común y ampliamente utilizada. Se puede hacer en una variedad de colores diferentes y es un reemplazo convincente para algunas gemas. La Zirconia cúbica no está relacionada de ninguna manera con Zircon. Si bien el nombre es similar, son minerales completamente diferentes. Un poco como las manzanas y las naranjas.

Vaso

Comúnmente utilizado para imitar casi cualquier piedra preciosa, es la forma más antigua conocida de simulante. La creación de vidrio de cualquier color es fácil, por lo que hacer que una gema de vidrio se vea como la cosa real es fácil con este simulante.

El plastico

Al igual que el vidrio, el plástico se puede usar para muchas gemas opacas. Se puede hacer que se vea como malaquita o turquesa y se usa a veces para imitar a Opal

En Gem Rock Auctions está prohibida la venta de gemas sintéticas o de imitación. Usted puede comprar confianza para todas las piedras preciosas naturales.