What are Synthetic Gemstones, Imitation and Simulants?

In lavorazione...

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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Nel mondo delle pietre preziose ci sono pietre preziose che sono state create per imitare la natura o per cercare di assomigliare alla natura. Queste gemme sono chiamate sintetiche, imitazioni o simulanti. Andremo a scoprire qual è la differenza e quali sono le pietre preziose comuni sul mercato.

Prima alcune definizioni

Sintetico: le gemme sintetiche sono pietre preziose prodotte dall'uomo ma hanno una controparte naturale. Possiedono le stesse proprietà fisiche, chimiche e ottiche di una pietra naturale.
Imitazione o simulante: sono pietre preziose che sembrano autentiche gemme naturali ma sono realizzate con un materiale completamente diverso.

Pietre preziose naturali

Le pietre preziose naturali sono tutti i minerali che sono stati estratti da terra e tagliati in una pietra preziosa. Possono essere trattati con tecniche diverse per migliorare il colore e la chiarezza come il riscaldamento, ma il minerale principale deve provenire dalla natura. Le pietre preziose naturali possono richiedere milioni di anni per creare e le persone sono state ipnotizzate dalla loro bellezza dall'inizio del tempo.

Gemme sintetiche

Le gemme sintetiche sono quelle che imitano esattamente le pietre naturali ma sono create dall'uomo in un laboratorio. Le gemme sintetiche più comuni sono diamanti sintetici, zaffiri sintetici e quarzo sintetico. Le gemme sintetiche hanno lo stesso trucco chimico, la struttura cristallina e le proprietà della gemma naturale. Per un esperto non addestrato è molto difficile distinguere tra una gemma sintetica e una naturale.

Gemme d'imitazione o simulante

Imitazione o simulanti sono pietre preziose che cercano di sembrare la cosa reale. La gemma simulante o imitazione più comune trovata sul mercato è quella che tenta di replicare un diamante. Simulanti come il Rutile sintetico o il titanato di stronzio sono stati usati per decenni per provare a replicare lo scintillio del diamante. Anche se queste gemme sono fatte dall'uomo, non hanno una controparte naturale e questo è il motivo per cui non sono classificate e sintetiche. Vetro e plastica sono altre imitazioni comuni che possono essere trovate. Il vetro blu viene spesso offerto come zaffiro blu agli acquirenti ignari, mentre le perle di plastica possono essere vendute come perle naturali. Goldstone è un vetro fatto dall'uomo con le sue macchie che spesso vengono vendute come una pietra del sole naturale (nella foto sotto).

Quali sono le gemme sintetiche comuni?

Le gemme sintetiche sono state prodotte dall'inizio del 1800, quindi non sono una novità. Esiste l'incredulità che i vecchi gioielli in stile vintage non possono essere sintetici perché la gente crede che la tecnologia usata per creare pietre preziose sintetiche non fosse allora quella di allora. La verità è che i gioielli vintage sono disseminati di gemme sintetiche perché fino a poco tempo fa la tecnologia non esisteva per rilevare i sintetici.

La maggior parte dei materiali sintetici sono stati originariamente creati per scopi industriali. Il quarzo è specificamente utilizzato in molti componenti elettronici. Trovare grandi quantità di quarzo puro e privo di inclusione è costoso e richiede molto tempo, quindi è stato sviluppato un processo per il quarzo coltivato in laboratorio. In questo modo il prodotto finale potrebbe essere controllato. Lo zaffiro sintetico da utilizzare nei quadranti e sugli smart phone è un altro modo in cui i minerali sintetici vengono creati per l'uso quotidiano.

Con l'introduzione di questa tecnologia arriva la possibilità di creare materiale per pietre preziose che può essere sfaccettato. Le pietre preziose sintetiche più comuni sono

Zaffiro o rubino (il corindone minerale)
Diamante
Smeraldo
spinello
Quarzo, Ametista, Citrino e Ametrino
Opale
Crisoberillo e Alessandrite

Come vengono create le gemme sintetiche?

Ci sono una manciata di modi in cui è possibile creare gemme sintetiche. Il primo metodo conosciuto come il metodo della fusione di fiamma è il modo più semplice ed economico per creare una gemma sintetica. Ogni metodo lascia dietro di sé una "impronta digitale" microscopica all'interno della gemma che può essere utilizzata per il rilevamento.

Flame Fusion o processo di Verneuil

Polvere contenente gli elementi corretti per fare un minerale sono passati attraverso una fiamma calda dove il fuso su una piattaforma rotante. Quando il liquido si raffredda si cristallizza in una gemma sintetica. Un esempio potrebbe essere l'ossido di alluminio che, una volta riscaldato e raffreddato, si trasformerà in corindone (zaffiro o rubino). Spinello, zaffiro e rubino vengono comunemente creati con questo metodo.

Processo di Czochralski o metodo di trazione

Questo metodo comporta la fusione di una soluzione ricca di nutrienti in un crogiolo. Un seme viene utilizzato per iniziare il processo di crescita. Un seme è solitamente una piccola quantità del minerale desiderato, ad esempio Alessandrite. Il seme di Rhea viene immerso nella soluzione dove inizia la cristallizzazione. Il seme viene lentamente estratto dalla soluzione e mentre si raffredda, la cristallizzazione continua a crescere. Pietre preziose comuni realizzate con questo metodo sono crisoberillo e alessandrite, corindone e granato.

Metodo di flusso

Il metodo Flux è uno dei metodi più costosi per la creazione di una gemma sintetica. Il processo prevede la dissoluzione di un solido materiale di flusso con altri nutrienti. Quando questa soluzione inizia a raffreddarsi, i cristalli si formano all'interno. Questo è comunemente usato per gli smeraldi, ma può anche essere citato in giudizio per spinello, zaffiro, rubino e alessandrite.

Metodo idrotermale

Questo è l'unico metodo conosciuto che può creare quarzo sintetico. Se hai familiarità con il modo in cui Quartz si forma in natura, noterai che viene utilizzato lo stesso nome "idrotermale". Idrotermico significa che è creato in acqua. In natura quando c'è una cavità nella terra che è piena di acqua ricca di nutrienti e super calda che inizia a raffreddarsi, il quarzo crescerà. Ecco come vengono creati i Geode di Amethyst. Il processo idrotermico imita questo evento naturale creando un ambiente estremamente caldo in cui l'acqua ricca di nutrienti viene lentamente raffreddata. Le sostanze nutritive all'interno dell'acqua iniziano a cristallizzare e creano quarzo sintetico.

Processo di fusione del cranio

Questo processo è utilizzato per la creazione di Cubic Zirconia. È simile al metodo Flux, tuttavia il liquido deve essere super caldo. Al fine di contenere il liquido, l'esterno della nave viene raffreddato in modo che il liquido si raffreddi e crei un "cappuccio del cranio" che contiene il liquido super-caldo. Mentre il liquido si raffredda crea perfetti cristalli di zirconi cubici.

CVD (Chemical Vapour Deposition)

Questo è uno dei due modi conosciuti per creare diamanti sintetici. I diamanti CVD vengono creati nel vuoto dove gli atomi di carbonio precipitano lentamente su una base.

HPHT (alta temperatura ad alta pressione)

I diamanti HPHT stanno creando usando enormi vasi di acciaio chiamati "presse" per simulare l'estrema pressione e la temperatura profonda sotto terra. Sono in grado di produrre oltre 60.000 atmosfere di pressione e temperatura fino a 1500 gradi Celsius. Il più grande diamante HPHT di oggi è una pietra a forma quadrata di 10,02 ct con colore di "E" e chiarezza VS1.

Quali sono le comuni gemme d'imitazione o simulante?

Come abbiamo detto prima, una gemma imitazione o simulante è qualcosa che cerca di imitare una gemma naturale ma è composta da qualcosa di completamente diverso. Di seguito è riportato un elenco delle imitazioni comuni

Spinello sintetico

Lo spinello sintetico è facilmente realizzato con il metodo Flame Fusion ed è disponibile in una varietà di colori diversi. Troverete Spinello sintetico venduto come zaffiro, acquamarina o peridoto. È un materiale molto duro, quindi è sensato fare le imitazioni con lo spinello sintetico.

Rutilo sintetico, Titanato sintetico, Moisannite sintetica, YAG e GGG

Tutti e cinque questi minerali sono prodotti dall'uomo e non hanno una controparte naturale. Sono stati tutti raggruppati perché il loro uso principale è essere un simulante Diamond. Sia il rutilo sintetico che il titanato hanno un'incredibile dispersione (il fuoco che si vede in Diamanti), quindi sono comunemente usati per sostituire i diamanti. YAG e GGG e entrambi i granati (granato di alluminio yttrium e granato gallio gadolinio) che ricordano l'aspetto dei diamanti.

La Moissanite sintetica è la più recente simulante Diamond e il suo aspetto è il più vicino a un diamante naturale. La bellezza di questa pietra preziosa è che può essere fatta quasi senza colore invece di avere una sfumatura marrone o gialla di cui soffrono gli altri simulanti Diamond. Oggigiorno la Moissanite sintetica viene venduta come gemma a se stante senza essere venduta come simulante.

Cubic Zirconia

Questa è la gemma imitazione più comune e ampiamente utilizzata. Può essere fatto in una varietà di colori diversi ed è un sostituto convincente per alcune pietre preziose. La zirconia cubica non è in alcun modo correlata allo zircone. Mentre il nome è simile sono minerali completamente diversi. Un po 'come mele e arance.

Bicchiere

Comunemente usato per imitare quasi tutte le pietre preziose, è la più antica forma di simulante conosciuta. Creare un vetro di qualsiasi colore è facile, quindi creare una pietra preziosa di vetro è come se la cosa reale fosse facile con questo simulante.

Plastica

Proprio come il vetro, la plastica può essere utilizzata per molte pietre preziose opache. Può essere fatto per sembrare malachite o turchese e talvolta viene usato per imitare l'opale

Su Gem Rock Auctions è vietata la vendita di gemme sintetiche o imitazione. Puoi acquistare fiducia in tutte le gemme naturali.