روش ورنویل
تاریخچه

از زمان آغاز مطالعه کیمیاگری، تلاش‌هایی برای تولید سنگهای قیمتی مصنوعی انجام شده‌است و یاقوت، که یکی از گوهرهای مهم کاردینال (اشرافی) است، مدتهاست که یک گزینه اصلی برای انتخاب بین گوهرها است. در قرن نوزدهم، پیشرفت‌های چشمگیری حاصل شد، با ایجاد اولین یاقوت مصنوعی در اثر ذوب شدن دو یاقوت کوچکتر در سال ۱۸۱۷ و اولین بلورهای میکروسکوپی ایجاد شده از آلومینا (اکسید آلومینیوم) در آزمایشگاه در سال ۱۸۳۷. تا سال ۱۸۷۷، شیمیدان ادموند فرمی با استفاده از حمامهای مذاب آلومینا، روشی مؤثر برای تولید یاقوت تجاری ابداع کرد و اولین سنگهای مصنوعی با کیفیت سنگهای قیمتی را بدست آورد. آگوست ورنویل، شیمیدان پاریسی، در توسعه این روش با فریمی همکاری کرد، اما خیلی زود به‌طور مستقل فرایند همجوشی شعله را توسعه داد که در نهایت منجر شد به این که نام او بر روی این روش قرار گیرد.
یکی از منابع الهام ورنویل برای توسعه روش خود، ظهور یاقوتهای مصنوعی فروخته شده توسط یک تاجر ناشناخته اهل ژنو در سال ۱۸۸۰ بود. این «یاقوتهای ژنو» در آن زمان به عنوان مصنوعی (غیر اصل) کنار گذاشته شدند، اما اکنون اعتقاد بر این است که اولین یاقوتهای تولید شده توسط همجوشی شعله هستند و قبل از ۲۰ سال کار ورنویل در این زمینه این فرایند را پیش‌بینی کردند. ورنویل پس از بررسی «یاقوت ژنو» به این نتیجه رسید که می‌توان اکسید آلومینیوم ریز خرد شده را دوباره به یک سنگ قیمتی بزرگ تبلور داد. این مهم، همراه با در دسترس بودن مشعل اکسی هیدروژن که تازه توسعه یافته و ایجاد شده بود اما تقاضای روزافزون برای یاقوت مصنوعی، وی را به سمت طراحی کوره ورنویل سوق داد، جایی که آلومینای خالص و اکسید کروم که به خوبی ریز خرد شده‌اند توسط شعله ای با دمای حداقل ۲۰۰۰ درجه سلسیوس (۳۶۳۰ درجه فارنهایت) ذوب می‌شوند، و دوباره بر روی تکیه گاه زیر شعله متبلور شده و یک کریستال بزرگ ایجاد می‌کند. وی کار خود را در سال ۱۹۰۲ به‌طور عمومی اعلام کرد و جزئیاتی را در مورد روند کار در سال ۱۹۰۴ منتشر کرد.
تا سال ۱۹۱۰، آزمایشگاه ورنویل به یک مرکز تولید ۳۰ کوره گسترش یافته بود سنگهای قیمتی تولید شده توسط فرایند ورنویل در سال ۱۹۰۷ سالانه به ۱۰۰۰ کیلوگرم (۲۲۰۰ پوند) می‌رسید. در سال ۱۹۱۲، تولید به ۳۲۰۰ کیلوگرم (۷۱۰۰ پوند) رسید و در سال ۱۹۸۰ به ۲۰۰۰۰۰ کیلوگرم(۴۴۰۰۰۰ پوند) و در سال ۲۰۰۰ به ۲۵۰۰۰۰ کیلوگرم (۵۵۰۰۰۰ پوند) رسید البته به رهبری کارخانه هراند جواهردجیان(Hrand Djevahirdjian)در مونته، سوئیس که در سال ۱۹۱۴ تأسیس شده بود. چشمگیرترین پیشرفت انجام شده بر روی فرایند در سال ۱۹۳۲ توسط اس.کی. پوپوف(S. K. Popov) انجام شد، که به ایجاد توانایی تولید یاقوت کبود با کیفیت بالا در اتحاد جماهیر شوروی تا ۲۰ سال آینده کمک کرد. در زمان جنگ جهانی دوم، زمانی که منابع اروپایی در دسترس نبودند، و جواهرات به دلیل کاربردهای نظامی خود، تقاضای زیادی داشتند، در ایالات متحده آمریکا نیز توانایی تولید انبوه ایجاد شد.
این فرایند در درجه اول برای سنتز یاقوت که به اولین سنگ قیمتی که در مقیاس صنعتی تولید می‌شود تبدیل شد، طراحی شده‌است. با این حال، فرایند ورنویل همچنین می‌تواند برای تولید سنگهای دیگر، از جمله یاقوت کبود آبی مورد استفاده قرار گیرد، که به اکسیدهای آهن و تیتانیوم نیاز دارد تا به جای اکسید کروم استفاده شود، و همچنین اکسیدهای دقیق تر مانند یاقوت کبود ستاره، که در آن تیتانیا (دی‌اکسید تیتانیوم) اضافه می‌شود و بول مدت بیشتری در گرما نگه داشته می‌شود که اجازه می‌دهد روتیل‌های سوزنی درون آن متبلور شوند. در سال ۱۹۴۷، بخش تجهیزات هوایی لیند(Linde Air Products) از اتحادیه کاربید (Union Carbide) پیشگام استفاده از فرایند ورنویل برای ایجاد چنین یاقوت‌های کبود ستاره ای شد، تا اینکه این تولیدات در سال ۱۹۷۴ به دلیل رقابت در خارج از کشور متوقف شد.
علیرغم برخی پیشرفتها در این روش، فرایند ورنویل تا به امروز تقریباً بدون تغییر باقی مانده‌است، در حالیکه در تولید سنگ‌های کرندوم و سنگ‌های قیمتی(گوهر) از موقعیت برجسته ای برخوردار است و پرچمدار محسوب می‌شود. مهمترین شکست آن در سال ۱۹۱۷ اتفاق افتاد، زمانی که ژان چکرالسکی (Jan Czochralski)فرایند چکرالسکی (Czochralski process) را معرفی کرد، که در صنعت نیمه هادی کاربردهای بی شماری را پیدا کرده‌است، جایی که کریستال‌های با کیفیت بسیار بالاتر از تولید ورنویل مورد نیاز است. گزینه‌های دیگر این فرایند در سال ۱۹۵۷، زمانی که آزمایشگاه‌های بل فرایند هیدروترمال را ارائه داد و در سال ۱۹۵۸، هنگامی که کارول چاتام روش شار را ارائه داد، ظهور کرد. همچنین در سال ۱۹۸۹ لری پی کلی از کمپانی آی سی تی (اسم انگلیسی) گونه ای متفاوت از فرایند چکرالسکی را ایجاد کرد که در آن از یاقوت طبیعی به عنوان ماده «خوراکی» استفاده می‌شود.