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Granatoid, YAG und Granat, der keiner ist



Nicht alles, was glänzt, ist Gold. Eine Weisheit, die sich auch auf einige Mineralien übertragen lässt; seien es Synthesen, Imitationen oder andere Mineralien, mit denen ein bestimmtes Mineral verwechselt werden kann. Ein „Mineral“ nicht natürlichen Ursprungs ist Granatoid und YAG.

Granatoid

Der Name Granatoid stammt aus dem Lateinischen. Granatus wird mit körnig oder kernig übersetzt – angelehnt an das Aussehen der Kristalle.

Der Wortstamm granum findet sich beispielsweise im Namen des Gesteins Granit und des Minerals Granat wieder. Während beim Mineral Granat die körnige Form der Kristalle namensgebend ist, ist es beim Granat der körnig aussehende Charakter des Gesteins. Granit besteht zur Hauptsache aus Feldspat, Quarz und Glimmer; hinzu kommen weitere Mineralien in geringeren Anteilen. Das Konglomerat der sogenannten Gemengteile, d.h. die Mineralien, über welche Zusammensetzung des Gesteins definiert wird, erinnert an viele kleine Körner, die miteinander verbunden sind. Granatoide hingegen sind Kristalle künstlichen Ursprungs, deren Kristallform und Struktur der von Granaten gleicht.

Ursprünglich dienten Granatoide (z.B. YAG) als Ersatz für Diamanten. Mit Hilfe von farbgebenden Metallen kann jede beliebige Farbe erzeugt werden, sodass fernab von künstlichen, weißen Diamanten nahezu jedes andere Mineral imitiert werden kann, darunter zum Beispiel blauer Saphir oder Tansanit, gelber Citrin oder Topas, grüner Peridot oder Smaragd, violetter Diamant oder Amethyst.


YAG, YIG, YGG und GGG

Yttrium-Aluminium-Granat – YAG

YAG ist der Begriff für synthetische Kristalle aus Yttrium-Aluminium-Oxid (Y3Al5O12).
Die Kunstkristalle kristallisieren dem kubischen Kristallsystem folgend und zeichnen sich mit einer Mohshärte von 8 bis 8,5 durch eine sehr hohe Härte aus, die mit der Härte von Beryll (Vertreter Aquamarin, Heliodor/Goldberyll, Bixbit/Roter Beryll, Morganit, Goshenit, Smaragd), Topas, Pyknit, Die Dichte von YAG beträgt 4,55 bis 4,65 g/cm³, Die Transparenz der Kristalle ist durchsichtig bei glasartigem Glanz. Einschlüsse von Gasen, Flüssigkeiten oder anderen Mineralien sind nicht vorhanden, sodass YAG-Kristalle als lupenrein gelten. Die Kristalle weisen zudem keine Spaltbarkeit auf und sind von muscheligem Bruch.
Die Farbe von YAG ist variabel. Wurden anfangs im Rahmen der Diamant-Imitation vorrangig klare, weiße Kristalle gezüchtet, kamen schon bald farbige Kristalle auf, die das Resultat von Metallen sind, die der Basiskristallmischung hinzugefügt wurden; namentlich:

  • Chrom ⇒ grün
  • Kobalt ⇒ blau
  • Mangan ⇒ rot
  • Neodym ⇒ violett
  • Titan ⇒ gelb

Ebenso vielfältig wie die Farben von YAG sind die Namen, unter denen die Kunstkristalle im Handel geführt werden. Während sich der Name YAG auf die Zusammensetzung (Yttrium-Aluminium-Granat) bezieht, orientieren sich die meisten Handelsnamen an der Ähnlichkeit mit Diamanten: Diamonär, Diamit, Diamonique oder Diamonair, aber auch Alexit, Circolit und Amamit sind Synonyme für YAG.
Abgesehen von der Verwendung als günstiger Schmuckstein, ist YAG vor allem in der Lasertechnologie von großer Bedeutung.


Yttrium-Eisen-Granat - YIG

YIG ist der Name für Yttrium-Eisen-Granat (englisch: Yttrium-Iron-Garnet, Y3Fe2(FeO4)3).
Im Gegensatz zu farbigem YAG ist die Farbe von YIG rotschwarz bis schwarz, bedingt durch das farbgebende Eisen. Optisch ähnelt YIG schwarzrotem Almandin oder Magnetit. Die Mohshärte von YIG ist mit 6,5 bis 7 geringer als die von YAG. Die Dichte ist wegen der Eisengehalte mit 5,17 g/cm³ höher als die Dichte von YAG.


Yttrium-Gallium-Granat - YGG

YGG ist die Abkürzung für Yttrium-Gallium-Granat (Y3Fe2(FeO4)3).
Die Eigenschaften der YGG-Kristalle decken sich mit denen von YAG, abgesehen von der Farbauswahl, die bei YGG auf rosa und grün beschränkt ist.


Gadolinium-Gallium-Granat – GGG

GGG steht für Gadolinium-Gallium-Granat (Gd3Ga5O12).
Die Kristalle sind farblos und weisen die gleichen Eigenschaften auf wie YAG.


Trotz des Namenszusatzes „Granat“ sind YAG, YIG, YGG und GGG offiziell keine Mineralien entsprechend den Vorgaben der International Mineralogical Association (IMA). Die Ergänzung „Granat“ im Namen der Kristalle aus dem Labor bezieht sich auf die Granatstruktur der genannten Kristalle.


Herstellung von YAG

Um YAG zu züchten, findet nach wie vor das im Jahr 1916 entwickelte Czochralski-Verfahren Anwendung. Namenspate und Erfinder der Methode ist der polnische Chemiker Jan Czochralski (1885 bis 1953).

Mit der Czochralski-Methode können Riesenkristalle mit einer Länge von bis zu drei Metern und einen Meter Durchmesser hergestellt werden. Kristalle mit diesen Maßen würden unter natürlichen Bedingungen Jahrtausende brauchen, um zu wachsen. Unter Laborbedingungen ist die Kristallzucht eine Angelegenheit von einigen, wenigen Tagen.
Im ersten Schritt der YAG-Entstehung werden zunächst alle „Zutaten“ pulverisiert und in einen Schmelztiegel gegeben. Die Temperatur im Schmelztiegel liegt nahe dem Schmelzpunkt der zu kristallisierenden Substanz.
Danach wird ein Kristallisationskeim, um den der Kristall wachsen soll, in die Schmelze getunkt und durch ständiges Drehen immer und wiederholtes Eintauchen in die Schmelze sowie Herausziehen in dauerhafter Bewegung gehalten. Ein Vorgang, der essentiell für die Herstellung der Kunstkristalle ist. Ohne die permanente Bewegung während der Kristallisation würde ein flacher, tafelartiger Kristall entstehen.
Die gezüchteten Kristalle dienen jedoch nicht nur zur Verarbeitung zu Schmuck, weit bedeutender ist der Gebrauch von YAG, YIG, YGG und GGG im technischen Bereich.


YAG und Zirkonia

YAG und Zirkonia sind zwei Begriffe, die vor allem aus dem Schmuckbereich bekannt sind. Beide Materialien sind eine beliebte und preiswerte Alternative zu echten Edelsteinen.
War zunächst YAG der „Marktführer“ unter den künstlichen Edelsteinen, setzte in den 1970er Jahren die Ablösung durch Zirkonias ein.
Genau wie bei YAG handelt es sich bei Zirkonia um ein Kunstprodukt. Den Status eines Minerals hat Zirkonia genauso wenig wie YAG, da laut International Mineralogical Association das Kriterium „natürlicher Ursprung/natürlich entstanden“ fehlt.
Hinter der Idee, Zirkonias zu züchten, standen einst Vorstellung, Steine zu produzieren, die in der Lasertechnologie eingesetzt werden können. Doch schon bald etablierte sich Zirkonia als Ersatz für Diamanten und Farbedelsteine.
Zirkonia besteht neben dem namensgebenden Zirkoniumoxid auch aus Calcium- und Yttriumoxid, die zwecks Unterstützung der Stabilität der Kristallstruktur hinzugefügt werden, genau wie Metalloxide verwendet werden, um Steine in verschiedenen Farben zu erzeugen. Die Mischung wird anders als bei YAG bei einer Temperatur von 2.700 °C zusammengeschmolzen und abgekühlt. Die Kristalle wachsen ohne weiteres Hinzutun.


Der echte Granat

Unter dem Begriff Granat wird in der Mineralogie eine Gruppe von Mineralien verstanden, die sich optisch, physikalische und chemisch ähnlich sind.
Zu den bekanntesten Vertretern der Granatgruppe zählen neben Pyrop und Almandin auch Spessartin, Grossular, Andradit und Uwarowit sowie Goldmanit, Hydrogrossular, Calderit, Knorringit und Skiagit.
Granate sind überwiegend von roter Farbe. Abhängig von der jeweiligen Varietät können die Mineralien der Granatgruppe aber auch rosa, rotviolett, braun, dunkelgrau, farblos oder wie bei der Rarität Blauer Granat auch blau sein. Die Strichfarbe ist trotz der Farbvielfalt von Granat immer weiß.
Ein weiteres Merkmal von Granat ist die Mohshärte, die zwischen 6,5 und 7,5 schwankt; genau wie die Dichte des Minerals variiert: 3,4 bis 4,5 g/cm3. Die Transparenz von Granat ist durchsichtig, durchscheinend oder undurchsichtig bei glasartigem bis fettigem Glanz.


Granat und ähnlich aussehende Mineralien

Abgesehen von Imitation aus Strass, Zirkonia oder eingefärbtem Glas gibt es eine Reihe von Mineralien, deren Farbe der Farbe von Granat nahekommt und zu Verwechslungen führen kann. Allen voran Rubin, roter Spinell, roter Topas, Turmalin, Hessonit und Andalusit sind vom gleichem bzw. ähnlichen Granatrot. Die grünen Granat-Vertreter sehen hingegen den Mineralien Dioptas, Chromdiopsid, Vesuvian, Smaragd, Titanit, Smaragd, Demantoid und Chrysoberyll ähnlich.
Ob es sich bei einem Mineral um einen Granat handelt oder eine Verwechslung vorliegt, lässt sich mittels der mineraleigenen Eigenschaften bzw. Bestimmung der Zusammensetzung, bspw. Via Atomabsorptionsspektometrie (AAS; d.h. Analyse der Elemente) klären.



Siehe auch:
Gefälschte Edelsteine und Mineralien
Die teuersten Mineralien der Welt
Farbedelsteine und die Bewertung der Qualität von farbigen Edelsteinen


Quellen:
Pellant, C. (1994): Steine und Minerale. Ravensburger Naturführer. Ravensburger Buchverlag Otto Maier GmbH*
Bauer, J.; Tvrz, F. (1993): Der Kosmos-Mineralienführer. Mineralien Gesteine Edelsteine. Ein Bestimmungsbuch mit 576 Farbfotos. Gondrom Verlag GmbH Bindlach*
Korbel, P.; Novak, M. und W. Horwath (2002): Mineralien Enzyklopädie, Dörfler Verlag*
Medenbach, O.; Sussieck-Fornefeld, C.; Steinbach, G. (1996): Steinbachs Naturführer Mineralien. 223 Artbeschreibungen, 362 Farbfotos, 250 Zeichnungen und 30 Seiten Bestimmungstabellen. Mosaik Verlag München*
Schumann, W. (1991): Mineralien Gesteine – Merkmale, Vorkommen und Verwendung. BLV Naturführer. BLV Verlagsgesellschaft mbH München*
- Synthetische Verbindungen mit Granatstruktur

* = Affiliate Link

Letzte Aktualisierung:10. Dezember 2017

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