روش ورنویل
فرایند

کی از مهمترین عوامل در موفقیت متبلور کردن یک سنگ قیمتی مصنوعی، بدست آوردن ماده اولیه بسیار خالص، با خلوص حداقل ۹۹٫۹۹۹۵٪ است. در مورد ساخت یاقوت، یاقوت کبود یا پادپارادچا (پادپارادشا)، این ماده آلومینا است. به خصوص وجود ناخالصی‌های سدیم نامطلوب است، زیرا کریستال را مات(کدری) می‌کند. بعد از تهیه آلومینا خالص بسته به رنگ دلخواه کریستال، مقدار کمی اکسید مختلف به آن اضافه می‌شود، مانند اکسید کروم برای یاقوت سرخ، یا اکسید فریک و تیتانیا برای یاقوت کبود آبی. سایر مواد اولیه شامل تیتانیا برای تولید روتیل، یا تیتانیل اگزالات مضاعف برای تولید تیتانات استرانسیم است. همچنین، می‌توان از کریستال‌های کوچک و بی‌ارزش محصول مورد نظر استفاده کرد و به آلومینا اضافه کرد.
این ماده اولیه کاملاً پودر شده و در ظرفی درون کوره ورنویل قرار می‌گیرد، در قسمت زیرین دهانه ای دارد که هنگام لرزش ظرف، پودر می‌تواند از آن خارج شود. هنگامی که پودر آزاد می‌شود که وارد کوره شود، اکسیژن به کوره وارد می‌شود و با پودر در یک لوله باریک حرکت می‌کند. این لوله درون یک لوله بزرگتر قرار دارد که به آن هیدروژن وارد می‌شود. در نقطه ای که محتویات لوله باریک به لوله بزرگتر وارد می‌شوند، احتراق رخ می‌دهد که دما شعله آن حداقل ۲۰۰۰ درجه سلسیوس (۳۶۳۰ درجه فارنهایت) در هسته آن است. وقتی پودر از شعله عبور می‌کند، به صورت قطرات کوچکی در می‌آید و روی میله ساپورت خاکی که در زیر لوله است قرار می‌گیرد. قطرات به تدریج مخروطی را بر روی میله خاکی تشکیل می‌دهند که قسمت بالایی آن به اندازه کافی به هسته نزدیک است تا در حالت مایع باقی بماند. در همان قسمت بالایی است که در نهایت بلور دانه تشکیل می‌شود. وقتی قطرات بیشتری روی قسمت بالایی آن می‌ریزند، یک کریستال(تک بلور) منفرد به نام بول شروع به تشکیل می‌کند و تکیه گاه به آرامی به سمت پایین حرکت می‌کند و اجازه می‌دهد تا پایه بول متبلور شود، در حالی که کلاهک آن همیشه مایع است. بول به شکل یک استوانه مخروطی درمی آید، قطر آن از پایه باز شده و در نهایت کم و بیش ثابت می‌ماند. با تأمین مداوم پودر و برداشتن تکیه گاه، بول‌های استوانه ای بسیار طولانی ای می‌توان بدست آورد. بول پس از خارج شدن از کوره و خنک شدن، در امتداد محور عمودی خود تقسیم می‌شود تا فشار داخلی را از بین ببرد، در غیر این صورت هنگام شکستن پایه توسط صفحه متقاطع عمودی (جدا شدن از پایه)، کریستال (بلور) متمایل به شکستگی خواهد شد.
هنگام تشریح مراحل اولیه، ورنویل تعدادی از شرایط لازم برای نتایج خوب را تعیین کرد. اینها عبارتند از: دمای شعله بالاتر از حد لازم برای هم جوشی نباشد، همیشه محصول ذوب شده را در همان قسمت شعله اکسی هیدروژن نگه دارید و نقطه تماس بین محصول ذوب شده و پایه تا آنجا که ممکن است سطح کوچکی داشته باشد. متوسط ابعاد بول تولیدی تجاری با استفاده از این فرایند ۱۳ میلی‌متر (۰٫۵۱ اینچ) قطر و ۲۵ تا ۵۰ میلی‌متر (۰٫۹۸ تا ۱٫۹۷ اینچ) طول است و وزن آن حدود ۱۲۵ قیراط (۲۵٫۰ گرم) است. این فرایند را می‌توان با بذر بلور سفارشی گرا نیز انجام داد تا جهت‌گیری کریستالی خاصی که مورد نظر است حاصل شود.
بلورهای تولید شده توسط فرایند ورنویل از نظر شیمیایی و فیزیکی معادل نمونه‌های طبیعی آن هستند و برای تمایز بین این دو معمولاً به بزرگنمایی قوی نیاز است. یکی از خصوصیات گویای کریستال ورنویل، خطوط رشد منحنی (نوار باریک خمیده) است که با رشد بول استوانه ای به سمت بالا در محیطی با شیب حرارتی بالا تشکیل می‌شود. خطوط معادل آن در بلورهای طبیعی مستقیم هستند. یکی دیگر از وجه‌های تمایز وجود حباب‌های میکروسکوپی گاز است که به دلیل وجود بیش از حد اکسیژن در کوره تشکیل شده‌است. اما نقص در بلورهای طبیعی معمولاً ناخالصی‌های جامد است.
A sketch of an early furnace used by Verneuil to synthesise rubies using the Verneuil process.
A simplified diagram of the Verneuil process
A small ruby boule, still attached to the rod, produced by the Verneuil process
Synthetic Corundum