Ist Zirkonia ein echter Edelstein?

Die abgebildeten Ohrringe sehen so aus und funkeln so, als ob sie aus Diamant angefertigt wären. Sind sie aber nicht. Sie sind aus Zirkonia, einem verbreiteten Diamantimitat für Schmuck.

                                                                                                                 Abb. 1 Ohrringe aus Zirkonia
Beim Zirkonia handelt es sich um synthetisch hergestellte Einkristalle aus Zirkoniumoxid, das dafür in seinem kubischen Kristallgitter stabilisiert wurde. Zirkoniumoxid gehört zu den heute wichtigsten keramischen Werkstoffen und findet vielseitige Verwendung. Mehr dazu können Sie unter unserem Link: Zirkoniumoxid lesen.                                                                                                                              In der Natur kommt Zirkoniumoxid als Mineral Baddeleyit vor. Leider bildet Baddeleyit keine schönen und schleifwürdigen Kristalle, die als Edelsteine genutzt werden können. Baddeleyit hat auch kein kubisches, wie Zirkonia, sondern ein monoklines Kristallgitter. Bei den Versuchen die kubische Modifikation herzustellen, hat man die vorher entwickelte Stabilisierung von Zirkoniumoxid in dieser Kristallstruktur angewendet. Normalerweise existiert die kubische Struktur nur bei hohen Temperaturen. Dafür werden bei der Herstellung von Zirkonia das Yttriumoxid (Y2O3) oder Kalziumoxid (CaO) zugesetzt.
In drei Ländern wurde mit Erfolg versucht, Zirkoniumoxid als ein kubisches Einkristall synthetisch herzustellen. Deswegen wurden dem Schmuckstein auch drei Namen gegeben. Erstmals hat man Zirkonia in Russland Anfang der 1970-er Jahre synthetisiert. Am physikalischen Institut der Akademie der Wissenschaften (auf Englisch abgekürzt: "FIAN") gelang es, Kristalle aus kubischen Zirkoniumoxid zu züchten, die man auch schleifen konnte. Dabei wurde es mit Yttriumoxid stabilisiert. Unter dem Namen „Fianit“ – abgeleitet vom Namen des Instituts – wurden diese Kristalle als Schmuckstein auf dem Markt eingeführt. Etwa zur gleichen Zeit wandten auch Amerikaner die Stabilisierungsmethode mit Yttriumoxid an. Die hergestellten Kristalle hat die Firma "Ceres Corporation" als „Zirkonia“ benannt. Im Jahre 1976 stabilisierte die Schweizer Firma Hrand Djevahirdji das Zirkoniumoxid mit Kalziumoxid und gab den Steinen den Namen „Djevalith“. Bekanntlich hat sich nur der Name „Zirkonia“ durchgesetzt und wird heute benutzt.
Die Herstellung von kubischen Kristallen aus Zirkoniumoxid bedarf spezieller Methoden. Bedingt durch seine sehr hohe Schmelztemperatur von ca. 2.700 °C, können es beispielsweise keine typischen Tiegel für die Züchtung aus der Schmelze eingesetzt werden. Kein bekannter Tiegelwerkstoff kann diese Temperatur überstehen. Deshalb wurde dafür ein spezielles Verfahren entwickelt, das als Kalttiegelverfahren (skull-melting method) bezeichnet und heute am häufigsten benutzt wird.
Kubisches Zirkoniumoxid kann mit vielen anderen Elementen Mischkristalle bilden und dadurch können verschiedenfarbige Zirkonia-Einkristalle entstehen. So ergibt die Zugabe von Cer eine orangefarbene bis rote Färbung. Mit Nickel werden braune, mit Chrom grüne und mit Kalzium blaue Farbtöne erzeugt. Für lavendelartige Färbungen wird Neodymoxid zugesetzt. Allerdings wird meist nur die farblose Variante von Zirkonia zum Schmuck verarbeitet. Zirkonia wird in allen Größen und Formen und sogar mit künstlichen Einschlüssen hergestellt. Wegen dieser Einschlüsse können auch Experten gute Zirkonia-Steine nicht schon nach einer Sichtprüfung, sondern erst nach geeigneten Messungen von Diamanten unterscheiden.
Zirkonia wurde bis 1990 als Kunststein in der Nomenklatur eingestuft. Seit 1990 wird er aber als synthetischer Stein deklariert, da er sich vom natürlichen Zirkoniumoxid, dem Mineral Baddeleyit, unterscheidet. Das Baddeleyit hat eine monokline Kristallstruktur, der Zirkonia dagegen eine kubische. Durch die Stabilisierung mit Yttrium- bzw. mit Kalziumoxid hat er auch eine andere Zusammensetzung. Damit ist Zirkonia eindeutig ein synthetischer und kein künstlicher Edelstein, ohne ein natürliches Vorbild. Die künstlichen Edelsteine haben gleiche Zusammensetzung, gleiche Eigenschaften und gleiche Kristallstruktur wie ihre natürlichen Vertreter. Als Beispiel nennen wir Rubin und Saphir, die Varietäten des natürlichen Aluminiumoxids (Korunds), die oft künstlich hergestellt werden.
Nun sollen wir endlich sagen, welche Anforderungen muss ein „Stein“ erfüllen, um ein Edelstein zu werden. Zwei Anforderungen sind hierbei die wichtigsten: hohe Härte und hohe Brillanz. Beide werden vom Zirkonia bestens erfüllt. Damit ist er ein Edelstein. Jedoch bei Edelsteinen erwarten wir auch, dass sie teuer sind. Das ist beim Schmuck aus Zirkonia absolut nicht der Fall. Die in der oberen Abbildung dargestellten Ohrringe kosten beim Endverkäufer nicht einmal 30 Euro, wobei der Preis eher durch die Fassung aus rhodiniertem Silber bestimmt wird. Stellen wir uns vor, wie viel Ohringe dieser Größe aus Diamant kosten würden? Allerdings durch die kubische Kristallstruktur und die hohe Härte ist Zirkonia dem Diamanten in vieler Hinsicht ähnlich. Im Brillantschliff kommt Zirkonia dem Diamanten auch an Strahlkraft ganz nahe.
Ob Zirkonia ein echter Edelstein ist? Bei echten Edelsteine denken wir eher an natürliche Steine bzw. an ihre künstlich hergestellten Nachbildungen. Zirkonia wird dagegen gezielt für kommerzielle Zwecke in einem Labor oder in einer Fabrik synthetisiert und produziert. Damit ist Zirkonia kein echter Edelstein, sondern ein günstiger und gefragter Schmuckstein.
Noch gilt Zirkonia als die beste Diamant-Imitation. Seitdem jedoch synthetischer Moissanit (Siliziumkarbid) hergestellt wird, hat er einen Konkurrenten.<<