What are Synthetic Gemstones, Imitation and Simulants?

Verwerken...

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.

SHOP FOR NATURAL GEMSTONES

Aquamarine

Sapphire

Spinel

Tanzanite

In de edelsteenwereld zijn er edelstenen die zijn gemaakt om de natuur na te bootsen of om op de natuur te lijken. Deze edelstenen worden Synthetisch, imitatie of simulanten genoemd. We gaan onderzoeken wat het verschil is en wat de meest voorkomende edelstenen op de markt zijn.

Eerst enkele definities

Synthetisch - Synthetische edelstenen zijn edelstenen die door de mens zijn gemaakt, maar een natuurlijke tegenhanger hebben. Ze hebben dezelfde fysische, chemische en optische eigenschappen als natuursteen.
Imitatie of simulant - Dit zijn edelstenen die proberen te lijken op echte natuurlijke edelstenen, maar zijn gemaakt van een heel ander materiaal.

Natuurlijke edelstenen

Natuurlijke edelstenen zijn elk mineraal dat uit de grond is gewonnen en in een edelsteen is gesneden. Ze kunnen worden behandeld met verschillende technieken om de kleur en helderheid te verbeteren, zoals verwarming, maar het belangrijkste mineraal moet uit de natuur komen. Natuurlijke edelstenen kunnen miljoenen jaren in beslag nemen om te creëren en mensen zijn al sinds het begin betoverd door hun schoonheid.

Synthetische edelstenen

Synthetische edelstenen zijn die welke natuurstenen exact nabootsen maar door de mens in een laboratorium zijn gemaakt. De meest voorkomende synthetische edelstenen zijn synthetische diamanten, synthetische saffieren en synthetische kwarts. Synthetische edelstenen hebben exact dezelfde chemische samenstelling, kristalstructuur en eigenschappen als de natuurlijke edelsteen. Het is voor een ongetrainde expert erg moeilijk om het verschil te zien tussen een synthetische en natuurlijke edelsteen.

Imitatie of simulante edelstenen

Imitatie of simulanten zijn edelstenen die proberen er echt uit te zien. De meest voorkomende simulant of imitatie-edelsteen die op de markt te vinden is, zijn die die een diamant proberen te repliceren. Simulanten zoals synthetisch rutiel of strontiumtitanaat worden al decennia lang gebruikt om te proberen de schittering van diamant na te bootsen. Hoewel deze edelstenen door de mens zijn gemaakt, hebben ze geen natuurlijke tegenhanger en daarom zijn ze niet geclassificeerd en synthetisch. Glas en plastic zijn andere veel voorkomende imitaties die te vinden zijn. Blauw glas wordt vaak aangeboden als blauwe saffier aan nietsvermoedende kopers, terwijl plastic kralen als natuurlijke parels kunnen worden verkocht. Goldstone is een door de mens gemaakt glas met vlekjes er doorheen, vaak verkocht als een natuurlijke zonnesteen (hieronder afgebeeld).

Wat zijn de meest voorkomende synthetische edelstenen?

Synthetische edelstenen worden sinds het begin van de 19e eeuw geproduceerd, dus ze zijn niet nieuw. Er is een misverstand dat sieraden in oude vintage stijl niet synthetisch kunnen zijn omdat mensen geloven dat de technologie die werd gebruikt om synthetische edelstenen te maken, toen nog niet bestond. De waarheid is dat vintage sieraden bezaaid zijn met synthetische edelsteen omdat tot voor kort de technologie niet bestond om de kunststoffen te detecteren.

De meeste synthetische materialen zijn oorspronkelijk gemaakt voor industriële doeleinden. Kwarts wordt specifiek gebruikt in veel elektronische componenten. Om grote hoeveelheden pure, inclusievrije kwarts te vinden, is duur en tijdrovend, dus werd er een proces ontwikkeld om kwarts in een laboratorium te kweken. Op die manier kon het eindproduct worden gecontroleerd. Synthetische saffier voor gebruik in wijzerplaten en op smartphones is een andere manier waarop synthetische mineralen worden gemaakt voor dagelijks gebruik.

Met de introductie van deze technologie komt de mogelijkheid om materiaal van edelsteenkwaliteit te creëren dat kan worden gefacetteerd. De meest voorkomende synthetische edelstenen zijn

Saffier of Robijn (het mineraal korund)
Diamant
Smaragd
Spinel
Kwarts, amethist, citrien en ametrine
Opaal
Chrysoberyl en Alexandrite

Hoe worden synthetische edelstenen gemaakt?

Er zijn een handvol manieren waarop synthetische edelstenen kunnen worden gemaakt. De vroegste methode die bekend staat als de vlamversmeltingsmethode is de eenvoudigste en goedkoopste manier om een synthetische edelsteen te maken. Elke methode laat een microscopische 'vingerafdruk' achter in de edelsteen die kan worden gebruikt voor detectie.

Flame Fusion of Verneuil Process

Poeder dat de juiste elementen bevat om een mineraal te maken, wordt door een hete vlam geleid waar het smelt op een draaiend platform. Wanneer de vloeistof afkoelt, kristalliseert het uit tot een synthetische edelsteen. Een voorbeeld is aluminiumoxide, dat bij verhitting en afkoeling in korund (saffier of robijn) zal veranderen. Spinel, Sapphire en Ruby worden gewoonlijk met deze methode gemaakt.

Czochralski-proces of trekmethode

Bij deze methode wordt een voedingsrijke oplossing in een smeltkroes gesmolten. Een zaadje wordt gebruikt om het groeiproces te starten. Een zaadje is meestal een kleine hoeveelheid van het gewenste mineraal, bijvoorbeeld Alexandrite. Nandoeszaad wordt in de oplossing gedompeld waar de kristallisatie begint. Het zaad wordt langzaam uit de oplossing getrokken en terwijl het afkoelt, blijft de kristallisatie groeien. Veel voorkomende edelstenen die met deze methode zijn gemaakt, zijn Chrysoberyl en Alexandrite, Corundum en Garnet.

Flux-methode

De Flux-methode is een van de duurste methoden om een synthetische edelsteen te maken. Het proces omvat het oplossen van een vast Flux-materiaal met andere voedingsstoffen. Wanneer deze oplossing begint af te koelen, vormen de kristallen zich binnenin. Dit wordt vaak gebruikt voor smaragden, maar kan ook worden aangeklaagd voor Spinel, Sapphire, Ruby en Alexandrite.

Hydrothermale methode

Dit is de enige bekende methode die synthetische kwarts kan maken. Als u bekend bent met hoe kwarts zich in de natuur vormt, zult u merken dat dezelfde naam 'hydrothermaal' wordt gebruikt. Hydrothermisch betekent dat het in water wordt aangemaakt. Als er in de natuur een holte in de aarde is die is gevuld met superheet, voedingsrijk water dat begint af te koelen, zal kwarts groeien. Dit is hoe Amethyst Geode's worden gemaakt. Het hydrothermale proces bootst deze natuurlijke gebeurtenis na door een extreem warme omgeving te creëren waar voedingsrijk water langzaam wordt afgekoeld. De voedingsstoffen in het water beginnen te kristalliseren en creëren synthetische kwarts.

Skull Melt Process

Dit proces wordt gebruikt voor het maken van Cubic Zirconia. Het is vergelijkbaar met de Flux-methode, maar de vloeistof moet superheet zijn. Om de vloeistof op te vangen, wordt de buitenkant van het vat gekoeld, zodat de vloeistof zal afkoelen en een "Skull Cap" ontstaat die de super hete vloeistof bevat. Terwijl de vloeistof afkoelt, ontstaan er perfecte kristallen van Cubic Zirconia.

CVD (chemische dampafzetting)

Dit is een van de twee bekende manieren om synthetische diamanten te maken. CVD-diamanten worden gemaakt in een vacuüm waarbij koolstofatomen langzaam neerslaan op een basis.

HPHT (hogedruk hoge temperatuur)

HPHT Diamonds creëren met behulp van massieve stalen vaten genaamd 'persen' om de extreme druk en temperatuur diep onder de aarde te simuleren. Ze zijn in staat om meer dan 60.000 atmosfeer druk en temperatuur tot 1500 graden Celsius te produceren. De grootste HPHT Diamond van vandaag is een 10.02ct vierkante steen met kleur 'E' en duidelijkheid VS1.

Wat zijn de gebruikelijke imitatie- of simulant-edelstenen?

Zoals we eerder vermeldden, is een imitatie- of simulant-edelsteen iets dat een natuurlijke edelsteen probeert te imiteren, maar bestaat uit iets heel anders. Hieronder vindt u een lijst met de meest voorkomende imitaties

Synthetische spinel

Synthetische Spinel is gemakkelijk te maken met de Flame Fusion-methode en is verkrijgbaar in verschillende kleuren. Je zult zien dat synthetische Spinel wordt verkocht als Sapphire, Aquamarine of Peridot. Het is een zeer hard materiaal, dus het is logisch om imitaties uit synthetische Spinel te maken.

Synthetisch rutiel, synthetisch titaan, synthetisch moisanniet, YAG en GGG

Alle vijf deze mineralen zijn door de mens gemaakt en hebben geen natuurlijke tegenhanger. Ze zijn allemaal gegroepeerd omdat ze voornamelijk als diamantsimulant worden gebruikt. Synthetisch rutiel en Titanaat hebben beide een ongelooflijke spreiding (het vuur dat je ziet in diamanten), dus ze worden vaak gebruikt om diamanten te vervangen. YAG en GGG en beide granaten (yttrium aluminium granaat en gadolinium gallium granaat) die lijken op het uiterlijk van diamanten.

Synthetische Moissanite is de nieuwste diamantsimulant en lijkt qua uiterlijk het dichtst bij een natuurlijke diamant. Het mooie van deze edelsteen is dat het bijna kleurloos kan worden gemaakt in plaats van een bruine of gele tint te hebben waar de andere diamantsimulanten last van hebben. Tegenwoordig wordt synthetische Moissanite verkocht als een edelsteen op zichzelf zonder verkocht te worden als simulant.

Cubic Zirconia

Dit is de meest voorkomende en meest gebruikte imitatie-edelsteen. Het kan in verschillende kleuren worden gemaakt en is een overtuigende vervanging voor sommige edelstenen. Cubic Zirconia is op geen enkele manier gerelateerd aan Zircon. Hoewel de naam vergelijkbaar is, zijn het totaal verschillende mineralen. Een beetje zoals appels en sinaasappels.

Glas

Vaak gebruikt om bijna elke edelsteen te imiteren, het is de oudst bekende vorm van simulant. Glas maken van elke kleur is eenvoudig, dus het is gemakkelijk om een glazen edelsteen eruit te laten zien als het echte werk met deze simulant.

Plastic

Net als glas kan plastic worden gebruikt voor veel ondoorzichtige edelstenen. Het kan worden gemaakt om eruit te zien als malachiet of turkoois en wordt soms gebruikt om Opal te imiteren

Op Gem Rock Auctions is de verkoop van synthetische of imitatie edelstenen verboden. U kunt vertrouwen op alle natuurlijke edelstenen kopen.