шкала Мооса
Шкала Мооса ( / m oʊ z / MOHZ ) твердости минералов представляет собой качественную порядковую шкалу от 1 до 10, характеризующую стойкость минералов к царапанию посредством способности более твердого материала царапать более мягкий материал.
Шкала была введена в 1812 немецким геологом и минералогом Фридрихом Моосом в книге « Попытка элементарного метода естественно-исторического определения и распознавания окаменелостей »; [ 1 ] [ 2 ] [ а ] это одно из нескольких определений твердости в материаловедении , некоторые из которых носят более количественный характер. [ 3 ]
Метод сравнения твердости путем наблюдения за тем, какие минералы могут царапать другие, имеет глубокую древность и упоминается Теофрастом в его трактате «О камнях» , ок. 300 г. до н.э. , за ним последовал Плиний Старший в своей Naturalis Historia , ок. 77 год нашей эры . [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] Шкала Мооса полезна для идентификации минералов в полевых условиях , но не является точным показателем того, насколько устойчивы материалы в промышленных условиях. [ 7 ]
Эталонные минералы
[ редактировать ]Шкала твердости минералов Мооса основана на способности одного природного образца минерала заметно царапать другой минерал. Минералы – это химически чистые твердые вещества, встречающиеся в природе. Горные породы представляют собой смеси одного или нескольких минералов.
Шкала Мооса по горизонтальной оси соответствует
одна из шкал абсолютной твердости по
вертикальный. Бриллиант (10 по шкале Мооса) равен 1500 (зашкаливает).
Алмаз был самым твердым из известных минералов природного происхождения, когда была разработана шкала, и он определяет верхнюю часть шкалы, произвольно установленную на уровне 10. Твердость материала измеряется по шкале путем определения самого твердого материала, который данный материал может поцарапать, или самый мягкий материал, который может поцарапать данный материал. Например, если какой-либо материал поцарапан апатитом , а не флюоритом , его твердость по шкале Мооса будет между 4 и 5. [ 8 ]
Технически «царапание» материала по шкале Мооса означает создание неупругих дислокаций , видимых невооруженным глазом. Часто материалы с более низким числом Мооса могут создавать микроскопические неупругие дислокации на материалах с более высоким числом Мооса. Хотя эти микроскопические дислокации являются постоянными и иногда вредными для структурной целостности более твердого материала, они не считаются «царапинами» для определения числа по шкале Мооса. [ 9 ]
Каждое из десяти значений твердости по шкале Мооса представлено эталонным минералом , большая часть которого широко распространена в горных породах.
Шкала Мооса является порядковой шкалой . Например, корунд (9) в два раза тверже топаза (8), а алмаз (10) в четыре раза тверже корунда. В таблице ниже показано сравнение с абсолютной твердостью , измеренной склерометром , с изображениями эталонных минералов в крайнем правом столбце. [ 10 ] [ 11 ]
Моос
твердостьСсылка
минералХимическая формула Абсолютный
твердость [ 12 ]Пример изображения 1 Тальк Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 1 
2 Гипс Са SO 4 · 2H 2 O 2 
3 Кальцит Как CO 3 14 
4 Флюорит Ca FCaF2 21 
5 Апатит Са 5 (PO 4 ) 3 (ОН − ,Кл − ,Ф − ) 48 
6 Ортоклаз
полевой шпатK Al Si3OКАлСи3О8 72 
7 Кварц SiO 2 100 
8 Топаз Al 2 SiO 4 (OH − ,Ф − ) 2 200 
9 Корунд Al2OAl2O3 400 
10 Алмаз С 1500 
Примеры
[ редактировать ]Ниже представлена таблица дополнительных материалов по шкале Мооса. Некоторые из них имеют твердость между двумя эталонными минералами по шкале Мооса. Некоторым твердым веществам, не являющимся минералами, присвоена твердость по шкале Мооса. Однако если вещество на самом деле представляет собой смесь других веществ, определение твердости может оказаться затруднительным или может ввести в заблуждение или оказаться бессмысленным. Например, в некоторых источниках граниту присвоена твердость 6 или 7 по шкале Мооса, но это горная порода, состоящая из нескольких минералов, каждый из которых имеет свою твердость по шкале Мооса (например, гранит, богатый топазом, содержит: топаз — 8 по шкале Мооса, кварц — 7 по шкале Мооса, ортоклаз — Мооса 6, плагиоклаз — Мооса 6–6,5, слюда — Мооса 2–4).
 | Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( ноябрь 2022 г. ) |
Твердость Вещество [ 13 ] 0.2–0.4 Калий 0.5–0.6 Литий 1 Тальк 1.5 Вести 2 твердая древесина [ 14 ] 2–2.5 Пластик 2.5 Цинк 2.5–3 Медь 3 Латунь 3.5 Адамит 3.5-4 Сфалерит 4 Железо 4–4.5 Обычная сталь 4.5 Колеманит 5 Апатит 5-5.5 гетит 5.5 Стекло 5.5–6 Опал 6 Родий 6-6.5 Рутил 6.5 Кремний 6.5–7 Жадеит 7 Фарфор 7-7.5 Гранат 7.5 вольфрам 7.5–8 Изумруд 8 Топаз 8.5 Хром 9 Сапфир 9–9.5 Муассанит 9,5–около 10 Бор 10 Алмаз
Использовать
[ редактировать ]Несмотря на недостаточную точность, шкала Мооса полезна для полевых геологов, которые используют ее для грубой идентификации минералов с помощью скретч-наборов. Твердость минералов по шкале Мооса обычно можно найти в справочных таблицах.
Твердость по Моосу полезна при фрезеровании . Это позволяет оценить, какой тип мельницы и мелющего средства лучше всего измельчит данный продукт, твердость которого известна. [ 15 ]
Шкала используется производителями электроники для проверки устойчивости компонентов плоских дисплеев (таких как защитное стекло для ЖК-дисплеев или герметизация для OLED ), а также для оценки твердости сенсорных экранов в бытовой электронике. [ 16 ]
Сравнение со шкалой Виккерса
[ редактировать ]Сравнение твердости по Моосу и твердости по Виккерсу : [ 17 ]
Минерал
имяТвердость (Моос) Твердость (по Виккерсу)
(кг/мм 2 )Полагать 1.5 ВХН 10 = 7–9 Висмут 2–2.5 ВХН 100 = 16–18 Золото 2.5 ВХН 10 = 30–34 Серебро 2.5 ВХН 100 = 61–65 Халькоцит 2.5–3 ВХН 100 = 84–87 Медь 2.5–3 ВХН 100 = 77–99 Галенит 2.5 ВХН 100 = 79–104 Сфалерит 3.5–4 ВХН 100 = 208–224 Хизлевудит 4 ВХН 100 = 230–254 гетит 5–5.5 ВХН 100 = 667 Хромит 5.5 ВХН 100 = 1278–1456 Анатас 5.5–6 ВХН 100 = 616–698 Рутил 6–6.5 ВХН 100 = 894–974 Пирит 6–6.5 ВХН 100 = 1505–1520 Боуит 7 ВХН 100 = 858–1288 Евклаз 7.5 вон 100 = 1310 Хром 8.5 вон 100 = 1875–2000
Сноски
[ редактировать ]- ^
- В том же 1812 году МОЗ был назначен профессором Иоаннеума и опубликовал первую часть своей работы. Попытка элементарного метода естественно-исторического определения и распознавания окаменелостей , в которой была установлена известная шкала твердости. - Грота (1926)
- В том же году (1812) МОС был принят на должность профессора в Джоаннеуме и опубликовал первую часть своей работы « Попытка элементарного метода естественно-исторического определения и распознавания окаменелостей» , в которой была установлена известная шкала твердости. вверх. [ 1 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б фон Грот, Пауль Генрих (1926). минералогических наук ( История развития на немецком языке). Берлин: Шпрингер. п. 250. ИСБН 9783662409107 .
- ^ «Твердость по Моосу» . Британская энциклопедия (онлайн-изд.).
- ^ «Шкала твердости Мооса» . Минералогическое общество Америки . Проверено 10 февраля 2021 г.
- ^ Теофраст . Теофраст о камнях . Проверено 10 декабря 2011 г. - через Farlang.com.
- ^ Плиний Старший . «Книга 37, гл. 15» . Натуральная история .
Адамас : Шесть его разновидностей. Два средства.
- ^ Плиний Старший . «Книга 37, гл. 76» . Натуральная история .
Методы проверки драгоценных камней.
- ^ «Твердость» . Механическая твердость материалов. Ресурсный центр неразрушающего контроля. Архивировано из оригинала 14 февраля 2014 года.
- ^ «Шкала твердости минералов Мооса» . Американская федерация минералогических обществ – через amfed.org.
- ^ Гилс, Кей (26 апреля 2000 г.). «Истинная микроструктура материалов». Материалографическая подготовка от Сорби до наших дней (PDF) . Замечания по применению и руководства (Отчет). Металлографическая библиотека Струерса. Копенгаген, Дания: Struers A/S. стр. 5–13. Архивировано из оригинала (PDF) 7 марта 2016 года.
- ^ «Что важно в твердости?» . Аметистовые галереи. Минеральная галерея. Архивировано из оригинала 30 декабря 2006 г. на сайте Galleries.com.
- ^ «Твердость минералов и шкалы твердости» . Внутренняя гранильная мастерская. Архивировано из оригинала 17 октября 2008 г. – на сайте inlandlapidary.com.
- ^ Мукерджи, Свапна (2012). Прикладная минералогия: Применение в промышленности и окружающей среде . Springer Science & Business Media. п. 373. ИСБН 978-94-007-1162-4 – через книги Google.
- ^ Самсонов Г.В., изд. (1968). «Механические свойства элементов». Справочник физико-химических свойств элементов . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Пленум МФИ. п. 432. дои : 10.1007/978-1-4684-6066-7 . ISBN 978-1-4684-6068-1 .
- ^ «Шкала твердости по Моосу: проверка устойчивости к царапинам» . geology.com . Проверено 9 августа 2021 г.
- ^ «Уменьшение размеров, измельчение» . Шлифование и фрезерование. Сайт PowderProcess.net . Проверено 27 октября 2017 г.
- ^ Парди, Кевин (16 мая 2014 г.). «Твердость — не прочность: почему экран вашего телефона может не поцарапаться, а разбиться» . Компьютерный мир . IDG Communications Inc. Проверено 16 апреля 2021 г.
- ^ Ральф, Джолион. «Добро пожаловать на сайт Mindat.org» . Mindat.org . Гудзоновский институт минералогии . Проверено 16 апреля 2017 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Кордуа, Уильям С. (около 1990 г.). «Твердость минералов и горных пород» . Лапидарный дайджест – через gemcutters.org.
- Раден, Ая (2016). Gem: Полное визуальное руководство . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Издательство DK . ISBN 9781465453563 .
