Каталог
  

Шкала мооса это


10 ступеней шкалы Мооса

Эту шкалу используют для измерения твердости минералов. Каков он ― рейтинг минералов по твердости?

Кто на свете всех… тверже? Это вовсе не праздный вопрос. У технических специалистов практическая цель: какой материал каким можно обрабатывать, а какой отложить в сторонку? Шкалу относительной твердости минералов, то есть рейтинг минералов по твердости, придумал немецкий минералог и геолог Карл Фридрих Христиан Моос. В 1811 году он предложил выбрать 10 эталонных минералов, расположив их по мере возрастания твердости. А твердость остальных сравнивать с эталонными. Например, если один минерал оставляет царапины на эталоне уровня 2, а на нем самом остаются отметки от эталона уровня 3, то значит твердость нашего минерала где-то 2-3. Как вы догадываетесь, точность характеристик у Мооса была весьма приблизительной, но его шкала твердости прижилась и используется по сей день, несмотря на то, что появились новые методы измерений, специальные инструменты и более точные параметры измерения твердости. Вероятно, дело в удачно выбранных эталонных минералах. Так что же это за ступеньки в лестнице твердости по Моосу? 

1. Тальк 

Пожалуй, что не найдется человека,  который никогда в жизни не сталкивался с тальком. Но в определенном возрасте: тальк используют в качестве детской присыпки. Тальк обрел популярность с развитием резиновой промышленности: пересыпанные тальком резиновые поверхности не слипаются между собой и не так изнашиваются при трении друг о друга. Поэтому тальк можно встретить внутри резиновых перчаток, велосипедных шин. Жирный на ощупь тальк уменьшает трение, поэтому  ошибается тот, кто считает, что именно тальком натирают руки тяжелоатлеты и гимнасты. Все не так: спортсменам нужно улучшить сцепление рук со снарядами, их белый порошок – это магнезия.

Пищевая добавка Е553b – это тоже тальк. Как и составная часть некоторых таблеток и косметических средств. Так что тальк употребляют не только наружно, но и внутрь. Первое место на шкале Мооса тальку обеспечил тот факт, что на нем может оставить черту даже ноготь, а им самим не поцарапать никакой минерал.

Одну ступеньку с тальком делит минерал графит. Запомним это, а удивляться будем после. 

2. Гипс 

Второй эталон твердости тоже знаком всем, хотя бы по названию. Все знают, что если порошок гипса развести в воде, то полученной кашицей можно загипсовать, то есть зафиксировать в неподвижности ногу-руку. Эту  кашицу можно залить в форму и получить розетку или карниз, или скульптуру, можно сделать из нее массу других несиловых строительных конструкций. Не все знают, что порошок для этих операций – это не просто измельченный минерал, а предварительно обожженный, нагретый. Тогда он и приобретает нужные свойства – размягчаться, а потом застывать. Свойства эти замечены и используются издревле: в Сирии обнаружены гипсовые статуэтки конца четвертого тысячелетия до нашей эры. Точнее сказать, статуэтки не гипсовые, а алебастровые: алебастр – это тоже гипс, только его зернистая разновидность. Мы привыкли к белым гипсу и алебастру, но встречается минерал других цветов: розовый, желтый. В США, Италии и Китае отыскали даже черный алебастр.  

Гипс тоже  можно поцарапать ногтем, а сам он оставляет следы на тальке. Вот вам и вторая ступень.

3. Кальцит 

Кальцит – это, выражаясь языком химиков, карбонат кальция, то есть кальциевая соль угольной кислоты. На геологическом языке это породообразующий минерал. Кальцит входит в известняки, мергели, мел. Мрамор целиком состоит из кальцита. А биологи называют кальцит самым распространенным биоминералом: из него состоят раковины и скелеты беспозвоночных.

Кристалл кальцита –  то, например, кристалл исландского шпата, чудесного минерала, в котором впервые обнаружили двойное лучепреломление, то есть разделение падающего на кристалл луча света на два. Так вот этим кристаллом вполне можно провести заметную черту на гипсе. Сам кальцит царапается медной монетой. И не только кальцит. Такая же твердость по Моосу, например, у золота и серебра. А вот эталон все же кальцит. Наверное, потому, что чаще встречается.

 

4. Флюорит 

Эталон 4-й ступени шкалы Мооса часто называют плавиковым шпатом. Название флюорит, то есть «текучий» на латыни, минерал получил по основному применению: в металлургии его добавляют в расплав, чтобы получились легкоплавкие шлаки. А вот от названия плавиковый шпат пошло название фтористоводородной кислоты – плавиковая кислота. Производство плавиковой кислоты, которая растворяет стекло,  –  это еще одно современное применение флюорита.

Минерал известен издавна: в древности из него делали всякие красивые мелочи – вазочки, шкатулки, посуду, украшения. Флюорит бывает разных цветов: желтый, зеленый, синий, красный, даже фиолетово-черный. Безделушки из него получались красивые и ценились выше золота. При нагревании минерал светится, что придает изделиям из него особый шарм.

Флюорит используют в ювелирной промышленности до сих пор. Из редких бесцветных кристаллов делают линзы. Обрабатывать такие линзы легко, ведь флюорит легко царапается ножом или стеклом. 

5. Апатит 

Странное название – от греческого слова со значением «обманываю»  – этот минерал из класса фосфатов получил за то, что его многообразные виды часто вводили в заблуждение горе-специалистов, и они путали апатит то с бериллом, то с турмалином, то еще с чем-нибудь. Моос рассчитывал, что апатит обманывать впредь не будет, и назначил его эталоном для пятой ступени твердости минералов. Апатит, в отличие от флюорита, уже с трудом царапается ножом и стеклом. Вот эта небольшая разница и переводит апатит на другую ступень шкалы Мооса.

Апатит – сырье для производства фосфорных удобрений, фосфора и фосфорной кислоты. Для ювелирной промышленности кристаллы апатита подходят мало. Самый крупный кристалл, пригодный для ювелирного использования, нашли в Кении, весил он 147 карат, то есть меньше 30 граммов.

Промышленные месторождения апатитов не очень многочисленны. И самое большое в мире – Хибинское на Кольском полуострове в России. Там даже город Апатиты есть. 

6. Ортоклаз 

Ортоклаз, как и кальцит, очень распространенный породообразующий минерал из класса силикатов. Он относится к полевым шпатам. Ортоклаз – это, иначе говоря, калиевый полевой шпат.

Как ювелирный или поделочный камень значения практически не имеет. Прозрачные или слегка желтые кристаллы родом с Мадагаскара иногда гранят в угоду коллекционерам. Используют ортоклаз как сырье для производства фарфора и электрокерамики.

Ортоклаз можно царапать напильником, и Моос назначил его эталоном в своей шкале под номером шесть.

Примерно такую же твердость – от 5,5 до 6,5 имеет куда более привлекательный опал. Но эталоном его не назначить: разновидностей много, а твердость у них колеблется. Зато многообразие видов и расцветок опала делают его замечательным поделочным камнем. Он известен с древности, и это подтверждает, в частности, его название: ведь на санскрите «упалах» это просто «камень».

7. Кварц 

Химическая формула кварца проста: SiO2, то есть диоксид кремния. Кварц – самый распространенный минерал в земной коре: по массе он составляет более 60%. Кварц видели все – это обыкновенный песок. А еще авантюрин, агат, горный хрусталь, аметист, цитрин, кошачий глаз, соколиный глаз, тигровый глаз и прочая и прочая.

В массе своей обыкновенный кварц идет на изготовление стекла, в том числе особого кварцевого, и керамики. Кристаллы кварца обладают свойством вырабатывать электрический заряд на поверхности при деформации, такие материалы называют пьезоэлектрики. И применяют их в разнообразной современной аппаратуре.

Многочисленные разноцветные виды кварцев – ювелирные камни. Известны в этом качестве с древности и едва не на всех континентах. Интересное применение аметисту нашли древние греки: они опускали кристалл в сосуд с вином и разводили вино водой до цвета аметиста. И только тогда пили.

Мооса ни история, ни красота кварца не волновали. Достаточно было свойств: кварцем можно слегка поцарапать стекло, а сам он обрабатывается алмазом. Этого достаточно, чтобы угодить в эталоны седьмого уровня. 

 

8. Топаз 

Эталон восьмой ступени шкалы твердости, камень, которым можно поцарапать стекло и даже кварц, выбран достойный. Полудрагоценный камень топаз получил свое название по месту первых находок на острове Топазиос в Красном море. А на Урале его звали «тяжеловесом»: удельный вес у него большой. Русские топазы, по мнению знаменитого минералога академика Ферсмана, «занимают исключительное место среди топазов всего света». В уральской Мурзинке топазы нежно-голубые, в Санарке и Каменке – красновато-фиолетовые, на украинской Волыни голубые и винно-желтые. В 1965 году там нашли винно-желтый топаз весом 117 килограммов. Рекорд же массы у бразильского топаза из провинции Минас-Жерайс, он весил 5 тонн 8 центнеров.

Кстати, именно пятью топазами украшен знаменитый орден «Золотого руна», который хранится в Алмазном фонде России. А вот на королевскую корону Португалии топаз попал по ошибке: камень бразильского происхождения был прозрачным. И его спутали с алмазом. 

 

9. Корунд 

Почти вершина твердости, эталон девятой ступени шкалы. Обработать корундом можно практически всё, его же – только алмазом.

Драгоценные камни рубин и сапфир – это тоже корунды. На Руси их называли яхонтами, соответственно, алым и лазоревым. Так что будете к кому эпитет яхонтовый прилагать, так не забывайте, что это  свидетельство не только красоты  и высокой цены, но еще и твердости.

Кроме красного и синего встречаются еще корунды зеленые и фиолетовые. Эти называют восточными изумрудом и аметистом. Желтые и оранжево-желтые корунды называют красивым словом падпараджа. Лейкосапфир или восточный алмаз – прозрачный корунд. Все эти камни имеют ту или иную ювелирную ценность. Рубин – высокую, сапфир – чуть ниже, и так далее.

Но есть еще и корунд обыкновенный – непрозрачный, сероватого цвета. У него ценность техническая. Твердость отправляет корунд в абразивные материалы, а высокая температура плавления – в огнеупоры. И всюду он хорош.

  

10. Алмаз 

Вот и вершина шкалы твердости. В 1600 раз тверже эталона №1 – талька. На нем нельзя оставить отметину никаким другим минералом. Стекло алмаз режет как...  Как алмаз и режет. И вот ведь удивительные шутки природы: графит с первой ступени твердости и алмаз – один и тот же химический элемент, углерод. Только, говоря мудреными химическими словами,  аллотропные формы разные.

Еще древние греки называли этот камень несокрушимый – адамас. В алмаз это слово переделали арабы. Но не думайте, что кристалл алмаза такой уж несокрушимый, он твердый, но хрупкий: ударить покрепче, и он рассыплется.

Алмаз не только самый твердый, но и драгоценнейший. Как бы высоко не ценились рубины-сапфиры-изумруды, бриллианты, то есть ограненные алмазы, ценятся выше. И остаются самыми лучшими друзьями девушек.

Помимо прозрачных и бесцветных встречаются еще желтые, розовые, голубые, зеленые и даже красные камни. Алмазы находят в Африке, Азии, Австралии, Америке. По добыче алмазов Россия занимает второе место в мире. А недавно обнародована информация о мощнейшем месторождении – в триллионы карат – на границе Якутии и Красноярского края. 

scientificrussia.ru

Шкала Мооса - суть метода, твердость минералов, классификация

Шкала Мооса – это таблица относительной твёрдости минералов. Разработанная и предложенная ещё в 1811 году, она, как и сам метод выявления твёрдости, быстро получили признание у геммологов и используются до сих пор. Главной причиной такой популярности является лёгкость способа определения твёрдости, при котором отсутствует необходимость использовать специализированные средства.

Суть метода Шкала Мооса 

Предложенный Фридрихом Моосом способ выявления прочности весьма оригинален – процарапывание исследуемого минерала материалом с известной твёрдостью. По реакции материала можно определить, является ли исследуемое вещество твёрже или мягче своего определителя. Способ оценки весьма груб, но в достаточной мере эффективен и прост, когда необходимо проверить качество камня.

Важно иметь в виду, что шкала твёрдости Мооса является лишь сравнительной таблицей, линейной шкалой твёрдости она не является, и какого-либо количественного значения не имеет.

Также следует помнить, что, благодаря кристаллической структуре, твёрдость минералов, в различных направлениях спайности, может сильно отличаться. Кроме того, один и тот же кристалл может иметь разную твёрдость из-за различий в составе, и некоторых иных факторов. Несмотря на то, что многие камни имеют твердость довольно широкого диапазона, шкала Мооса с успехом применяется до сих пор.

Главной причиной популярности этого способа является то, что он является удобным прикладным способом определения твёрдости, его можно с успехом применять, используя подручные средства, такие как простое стекло, нож или ноготь человека.

Эталоны шкалы твердости по шкале Мооса

Шкала Мооса включает в себя 10 пунктов, каждый из которых соответствует определённому минералу. От самого мягкого до самого твёрдого минерала эта шкала выглядит следующим образом:

  1. Тальк — (абсолютная твёрдость 1). Обладает наименьшей прочностью из всех представленных в таблице веществ, его можно поцарапать ногтём. По твёрдости он сравним с графитом, поэтому заменой тальку при практической проверке может являться обычный мягкий карандаш.  
  2. Гипс — (абсолютная твёрдость 3). Тоже может царапаться ногтем, но оставляет на тальке царапины.
  3. Кальцит — (абсолютная твёрдость 9). Способен оставить на гипсе царапину, но сам царапается медной монетой.
  4. Флюорит — (абсолютная твёрдость 21). Оставляет царапины на кальците, но сам царапается стеклом или ножом.
  5. Апатит (абсолютная твёрдость 48). Прочность стекла составляет 5,5 по этой шкале, поэтому оно и на апатите оставляет следы, но для этого нужно применить больше усилий.
  6. Ортоклаз — (абсолютная твёрдость 72). При достаточном давлении оставляет царапины на стекле, обрабатывается напильником.
  7. Кварц — (абсолютная твёрдость 100). Легко царапается алмазом и оставляет на стекле царапины.
  8. Топаз (абсолютная твёрдость 200). Этим минералом можно поцарапать и стекло, и даже кварц, обрабатывается алмазом.
  9. Корунд — (абсолютная твёрдость 400). Минерал, твёрдость которого уступает только алмазу, поэтому часто используется как абразивный материал, в том числе для шлифовки драгоценных камней. Сам он может быть обработан только алмазом.
  10. Алмаз — (абсолютная твёрдость 1500). Самый прочный минерал из природных соединений. Ни одно вышеописанное вещество не способно оставить на нём след, сам же алмаз разрезает стекло.

Поскольку большинство материалов, твёрдость которых можно определить по этой шкале, обычно колеблется от двух до шести, их удобно определять подручными средствами, хотя они не всегда бывают достаточно точными.

Начинать проверку стоит со стекла, ведь оно стоит в центре данной шкалы.

drago-kamni.ru

Шкала Мооса - способ определения относительной твердости минералов

Шкала Мооса (минералогическая шкала твёрдости) — набор эталонных минералов для определения относительной твёрдости камней методом царапания. В качестве эталонов приняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твёрдости.

Таблица твердости материалов состоит из 10 эталонов твёрдости: тальк — 1; гипс — 2; кальцит — 3; флюорит — 4; апатит — 5; ортоклаз — 6; кварц — 7; топаз — 8; корунд — 9; алмаз — 10.

Минералы с индексом ниже 7 считаются мягкими, выше 7 — твердыми.В целом главная масса природных соединений обладает твердостью от 2 до 6.Шкала твёрдости предложена в 1811 году немецким минералогом Фридрихом Моосом.

Твёрдость камня — это сопротивление, которое оказывает его поверхность при попытке поцарапать ее другим камнем или иным предметом; твердость представляет собой меру связности атомной структуры вещества. Твёрдость одного и того же камня может быть различной в разных направлениях.

Большим различием твердости в разных направлениях среди других минералов выделяется кианит: твердость изменяется у него от 5 до 7, и в одних направлениях образец царапается ножом, а в других нет.

Значения шкалы от 1 до 10 соответствуют 10 распространённым минералам — от талька до алмаза.

Твёрдость минерала измеряется путём поиска самоготвёрдого эталонного минерала, который он может поцарапать; и/или самого мягкого эталонного минерала, который царапает данный минерал. Всё очень просто.

Например, если минерал царапается апатитом, но не флюоритом, то его твёрдость находится в диапазоне от 4 до 5.

Промежуточные степени твёрдости камня выражаются в виде дробей. Так, число 8 1/2, относящееся к хризобериллу, означает, что он царапает топаз примерно так же, как сам царапается корундом. Гранат пироп несколько тверже кварца (7) и несколько мягче берилла (7 1/2), поэтому его твердость обозначается как 7 1/4.

Важно помнить, что скрытокристаллические, тонкопористые и порошковатые разности минералов обладают ложными малыми твёрдостями. Например, гематит в кристаллах имеет твердость 6, а в виде красной охры меньше 4.

Каждый обладатель алмазного перстня знает, что алмаз легко царапает оконное стекло. Алмазом стекло и режут.

Если мы станем пробовать другие драгоценные камни, то обнаружится, что и они царапают стекло, но с трудом, а дальше — топаз царапает оконное стекло, но на самом топазе оставляет царапины корунд, который в свою очередь поддаётся всесильному и самому твёрдому алмазу.

Кольца и серьги из твердых самоцветов очень ценятся на ювелирном рынке.

Образцы одних и тех же минералов, полученные из разных мест, отличаются друг от друга по сложности процесса огранки и полировки. Об алмазах с Калимантана и из Нового Южного Уэльса говорят, что они существенно тверже алмазов из Южной Африки и из других мест и что при их огранке возникают трудности.

Цейлонские сапфиры тверже, чем рубины, а кашмирские сапфиры — мягче.

Шкала Мооса предназначена для грубой сравнительной оценки твёрдости материалов по системе мягче-твёрже. Испытываемый материал либо царапает эталон и его твёрдость по шкале Мооса выше, либо царапается эталоном и его твёрдость ниже эталона.

Таким образом, шкала Мооса информирует только об относительной твёрдости минералов.

Помимо шкалы Мооса, конечно же есть и другие методы определения твёрдости минералов, но различные шкалы твёрдости нельзя однозначно соотнести друг с другом. Практикой приняты несколько более точных систем измерения твёрдости материалов, ни одна из которых не покрывает весь спектр шкалы Мооса.

Бытовые средства измерения твёрдости

Иногда для определения твёрдости приходится пользоваться средствами, которые есть под рукой, хотя в некоторых случаях они бывают недостаточно точны (карандаш -1, соль поваренная — 2, ноготь — 2.

5, медная монета — 3, железный гвоздь — 4, стекло — 5, стальной нож — 6, напильник — 7). При определении твердости всегда следует испытывать свежую поверхность минерала.

Для практических целей хорошо запомнить:

ноготь оставляет царапину на гипсе и более мягких веществахобычное оконное стекло немного мягче полевого шпата

стальное лезвие ножа немного твёрже полевого шпата, приближаясь по твердости к кварцу, и легко царапает стекло.

Классификация природных каменных материалов по твёрдости

Твердые     Средней твердости     МягкиеГранит, гнейс, диорит, сиенит, габбро, лабрадорит, тешенит, диабаз, кварцевый порфир, базальт     Мрамор (ахроматический и хроматический), конгломерат, брекчия, известняк, песчаник, вулканический туф, известковый туф, сланцы     Гипсовый, тальковый

Линейная твёрдость

Линейная твёрдость определяется абсолютной шкалой твердости, а не шкалой Мооса. Вот абсолютная шкала твердости:

Тальк — 1 — Скоблится ногтем

Гипс — 3 — Царапается ногтем Кальцит — 9 — Царапается медной монетой Флюорит — 21 — Легко царапается ножом Апатит — 48 — С трудом царапается ножом Ортоклаз — 72 — Царапается напильником Кварц — 100 — Царапает оконное стекло Топаз — 200 — Легко царапает кварц Корунд — 400 — Легко царапает топаз Алмаз — 1600 — Не царапается ничем (а сам при этом легко царапает корунд)Твёрдость    Минерал         Абсолютная твёрдость

1    Тальк (Mg3Si4O10(OH)2)               1

2    Гипс (CaSO4·2h3O)                        3 3    Кальцит (CaCO3)                          9 4    Флюорит (CaF2)                          21 5    Апатит (Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-))     48 6    Полевые шпаты (KAlSi3O8)         72 7    Кварц (SiO2)                              100 8    Топаз (Al2SiO4(OH-,F-)2)             200 9    Корунд (Al2O3)                          400 10   Алмаз (C)                                1500

Имитации камней и проверка на твёрдость

Так как различные виды драгоценных камней имеют по меньшей мере такую же твёрдость, как и кварц (7), их легко можно отличить от внешне похожих на них «мягких» стеклянных изделий, имитирующих драгоценный камень, с помощью напильника (надфиля).

Особенно полезно такое испытание в случае алмаза, потому что он, будучи гораздо тверже любого другого драгоценного камня, оставляет на стекле царапину значительно более глубокую, чем это можно сделать рубином или сапфиром.

До того, как ввели в употребление рефрактометр, твёрдость по Моосу была практически единственным методом проверки ограненных камней.

Если камень заключен в металл оправы (кольцо, кулон), лучше всего его вынуть оттуда и провести испытание па ободке камня, поскольку поцарапанное место можно в этом случае полностью закрыть, снова вставив камень в оправу.

Для удобства испытания минералов на твердость применяют так называемые эталонные острия, в которых кусочки материала с известной твердостью вставлены в небольшие держатели.

Источник:

Шкала Мооса и линейная твёрдость. Твёрдость минералов

Шкала Мооса (минералогическая шкала твёрдости) — набор эталонных минералов для определения относительной твёрдости методом царапания. В качестве эталонов приняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твёрдости.

Состоит из 10 эталонов твёрдости: тальк — 1; гипс — 2; кальцит — 3; флюорит — 4; апатит — 5; ортоклаз — 6; кварц — 7; топаз — 8; корунд — 9; алмаз — 10.

Минералы с индексом ниже 7 считаются мягкими, выше 7 — твердыми.

В целом главная масса природных соединений обладает твердостью от 2 до 6.

Шкала твёрдости предложена в 1811 году немецким минералогом Фридрихом Моосом.

Кианит

Твёрдость камня — это сопротивление, которое оказывает его поверхность при попытке поцарапать ее другим камнем или иным предметом; твердость представляет собой меру связности атомной структуры вещества.

Твёрдость одного и того же камня может быть различной в разных направлениях.

Большим различием твердости в разных направлениях среди других минералов выделяется кианит: твердость изменяется у него от 5 до 7, и в одних направлениях образец царапается ножом, а в других нет.

Значения шкалы от 1 до 10 соответствуют 10 распространённым минералам — от талька до алмаза.

Твёрдость минерала измеряется путём поиска самого твёрдого эталонного минерала, который он может поцарапать; и/или самого мягкого эталонного минерала, который царапает данный минерал. Всё очень просто.

Например, если минерал царапается апатитом, но не флюоритом, то его твёрдость находится в диапазоне от 4 до 5.

Промежуточные степени твёрдости камня выражаются в виде дробей. Так, число 8 1/2, относящееся к хризобериллу, означает, что он царапает топаз примерно так же, как сам царапается корундом. Гранат пироп несколько тверже кварца (7) и несколько мягче берилла (7 1/2), поэтому его твердость обозначается как 7 1/4.

Важно помнить, что скрытокристаллические, тонкопористые и порошковатые разности минералов обладают ложными малыми твёрдостями. Например, гематит в кристаллах имеет твердость 6, а в виде красной охры меньше 4.

Каждый обладатель алмазного перстня знает, что алмаз легко царапает оконное стекло. Алмазом стекло и режут. Если мы станем пробовать другие драгоценные камни, то обнаружится, что и они царапают стекло, но не так легко, а дальше — топаз царапает оконное стекло, но на самом топазе оставляет царапины корунд, который в свою очередь поддаётся всесильному и самому твёрдому алмазу.

Образцы одних и тех же минералов, полученные из разных мест, отличаются друг от друга по сложности процесса огранки и полировки. Об алмазах с Калимантана и из Нового Южного Уэльса говорят, что они существенно тверже алмазов из Южной Африки и из других мест и что при их огранке возникают трудности.

Цейлонские сапфиры тверже, чем рубины, а кашмирские сапфиры — мягче.

Шкала Мооса предназначена для грубой сравнительной оценки твёрдости материалов по системе мягче-твёрже. Испытываемый материал либо царапает эталон и его твёрдость по шкале Мооса выше, либо царапается эталоном и его твёрдость ниже эталона. Таким образом, шкала Мооса информирует только об относительной твёрдости минералов.

Помимо шкалы Мооса, конечно же есть и другие методы определения твёрдости минералов, но различные шкалы твёрдости нельзя однозначно соотнести друг с другом. Практикой приняты несколько более точных систем измерения твёрдости материалов, ни одна из которых не покрывает весь спектр шкалы Мооса.

Бытовые средства измерения твёрдости

Топаз

Иногда для определения твёрдости приходится пользоваться средствами, которые есть под рукой, хотя в некоторых случаях они бывают недостаточно точны (карандаш -1, соль поваренная — 2, ноготь — 2.5, медная монета — 3, железный гвоздь — 4, стекло — 5, стальной нож — 6, напильник — 7). При определении твердости всегда следует испытывать свежую поверхность минерала.

Для практических целей хорошо запомнить:

  • ноготь оставляет царапину на гипсе и более мягких веществах
  • обычное оконное стекло немного мягче полевого шпата
  • стальное лезвие ножа немного твёрже полевого шпата, приближаясь по твердости к кварцу, и легко царапает стекло.

Классификация природных каменных материалов по твёрдости

Твердые Средней твердости Мягкие
Гранит, гнейс, диорит, сиенит, габбро, лабрадорит, тешенит, диабаз, кварцевый порфир, базальт Мрамор (ахроматический и хроматический), конгломерат, брекчия, известняк, песчаник, вулканический туф, известковый туф, сланцы Гипсовый, тальковый

Линейная твёрдость

Флюорит

Линейная твёрдость определяется абсолютной шкалой твердости, а не шкалой Мооса. Вот абсолютная шкала твердости:

Тальк — 1 — Скоблится ногтем Гипс — 3 — Царапается ногтем Кальцит — 9 — Царапается медной монетой Флюорит — 21 — Легко царапается ножом Апатит — 48 — С трудом царапается ножом Ортоклаз — 72 — Царапается напильником Кварц — 100 — Царапает оконное стекло Топаз — 200 — Легко царапает кварц Корунд — 400 — Легко царапает топаз

Алмаз — 1600 — Не царапается ничем (а сам при этом легко царапает корунд)

ТвёрдостьМинералАбсолютная твёрдость

1 Тальк (Mg3Si4O10(OH)2) 1
2 Гипс (CaSO4·2h3O) 3
3 Кальцит (CaCO3) 9
4 Флюорит (CaF2) 21
5 Апатит (Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)) 48
6 Полевые шпаты (KAlSi3O8) 72
7 Кварц (SiO2) 100
8 Топаз (Al2SiO4(OH-,F-)2) 200
9 Корунд (Al2O3) 400
10 Алмаз (C) 1500

Имитации камней и проверка на твёрдость

Кварц

Так как различные виды драгоценных камней имеют по меньшей мере такую же твёрдость, как и кварц (7), их легко можно отличить от внешне похожих на них «мягких» стеклянных изделий, имитирующих драгоценные камни, с помощью напильника (надфиля). Особенно полезно такое испытание в случае алмаза, потому что он, будучи гораздо тверже любого другого драгоценного камня, оставляет на стекле царапину значительно более глубокую, чем это можно сделать рубином или сапфиром.

До того, как ввели в употребление рефрактометр, это был практически единственный метод проверки ограненных камней.

Если камень заключен в оправу, лучше всего его вынуть оттуда и провести испытание па ободке камня, поскольку поцарапанное место можно в этом случае полностью закрыть, снова вставив камень в оправу.

Для удобства испытания минералов на твердость применяют так называемые эталонные острия, в которых кусочки материала с известной твердостью вставлены в небольшие держатели.

  • Шкала Мооса — хорошая штука, она как раз для практического оценочного определения предназначена. Недавно видели критику её такого типа: братцы, нас обманывают, шкала Мооса жутко нелинейная! :)))) и поэтому пользоваться ею нельзя :))) Что-то в этом духе.. На самом деле она очень удобна в полях и предназначена для быстрого определения самих МИНЕРАЛОВ, а не их абсолютной твёрдости 🙂 Надо это понимать, вот и всё 🙂 А такие критики просто не умеют работать с инструментом, поэтому и критикуют.Это замечание от геологов (кельты).

Источник:

Шкала Мооса и твёрдость минералов

Набор эталонных минералов, которые определяют относительную твёрдость с помощью царапания, называется шкалой Мооса (шкала твердости в минералогии).

Эталонами являются 10 минералов, которые располагаются по порядку возрастающей твёрдости.

В состав шкалы входят 10 эталонов твёрдости: 1 — тальк; 2 — гипс; 3 — кальцит; 4 — флюорит; 5 — апатит; 6 — ортоклаз; 7 — кварц; 8 — топаз; 9 — корунд; 10 — алмаз.

Минералы, имеющие твердость ниже 7 — мягкие, а те, у которых выше 7 — твердые. В целом твердость у главной массы природных соединений колеблется от 2 до 6. В 1811 году шкалу твердости предложил немецкий минеролог Фридрих Моос.

Твёрдостью камня является сопротивление, которое происходит на его поверхности, когда по нему царапают иным камнем или каким-то предметом; твердость заключается в мере связности структуры атомов вещества.

В зависимости от того, в каком направлении производится царапание, твёрдость камня изменяется. От остальных минералов кианит отличается большим диапазоном твердости. Изменение его твердости от 5 до 7.

В одних направлениях его можно поцарапать ножом, а в других нельзя.

Значению шкалы от 1 до 10 соответствуют десять известных минералов – начиная с талька и заканчивая алмазом. Чтобы определить твердость минерала, выбирают самый твёрдый эталон, который он поцарапает или самый мягкий, который сможет поцарапать определяемый материал. К примеру, если минерал царапает кварц, но не ортоклаз, то он имеет твёрдость в диапазоне от 6 до 7.

Промежуточную степень твёрдости у камня показывают в виде дробей. Так, число 8 1/2, которое относится к хризобериллу, означает, что топаз царапается им почти так же, как его царапает корунд. Гранат имеет твердость более высокую, чем у кварца (7) и немного ниже, чем у берилла (7 1/2), поэтому твердость его обозначают как 7 1/4.

Важно то, что минералы порошковатых, скрытокристаллических и тонкопористых разностей имеют ложную малую твёрдость. Например, у такого минерала как гематит, когда он находится в кристаллах, твердость равна 6, а когда в красной охре, меньше 4.

Люди, обладающие алмазным перстнем в курсе того, что алмаз может легко поцарапать стекло. С помощью алмаза стекло даже режут.

Если для царапания стекла использовать другие драгоценные камни, то можно обнаружить, что и они могут царапать его, но не с такой легкостью.

Топаз может царапать стекло, но на нем остаются царапины от корунда, который подвергается царапанию самого твердого минерала, которым является алмаз. На ювелирном рынке очень ценят серьги и кольца, сделанные из твердых самоцветов.

Сложности процесса полировки и огранки образцов одного и того же минерала, найденного в разных местах, имеют отличия друг от друга.

Говорят, что алмазы из Нового Южного Уэльса и Калимантана имеют значительно большею твердость, чем алмазы с Южной Африки и с других мест, а также и то, что при их огранке бывают трудности.

У цейлонских сапфиров твердость больше, чем у рубинов, а у кашмирских сапфиров меньше.

Шкала Мооса предназначается, как грубая сравнительная оценка твёрдости материалов, согласно системе твёрже-мягче. Определяемый материал или царапается эталоном, что значит, что твердость его меньше по шкале Мооса, либо сам царапает эталон, а это значит, что твёрдость его выше. Таким образом, шкала Мооса определяет только относительную твердость.

Кроме шкалы Мооса, существуют так же и другие способы определения твёрдости минералов, но разновидности шкал твёрдости нельзя однозначно соотносить друг с другом. Путем практики принято несколько систем измерения твёрдости, имеющих более точную систему измерения, но ни одна из них не может покрыть весь спектр шкалы Мооса.

Источник:

Свойства минералов — относительная твердость

Шкала Мооса («Относительная шкала твердости») была разработана немецким ученым Фридрихом Моосом в 1811 году  для определения одного из важных свойств минералов — твердости. Эта шкала  до сих пор используется в минералогии и ювелирной промышленности. Шкала применяется для быстрой диагностики минералов методом сравнения.

Шкала  относительной твердости минералов состоит из  эталонных (стандартных) образцов и включает десять минералов. Их располагают в порядке возрастающей твердости:

Тальк: твердость 1 (царапается ногтем) — аналогичную твердость имеет графит, мягкий карандаш марки М, 2М. Тальк (Mg3Si4O10(OH)2 ) — очень мягкий минерал. Часто он выполняет жилы и заполняет полости между другими, более твердыми  минералами.

Это обычно плотный скрытокристаллический камень белого, светло-серого или розоватого цвета, из-за своей мягкости при механическом воздействии превращается в белый порошок. Интересное свойство талька — он жирный на ощупь, а открыл этот минерал известный английский физик Майкл Фарадей.

Гипс: твердость 2 (царапается ногтем) — аналогичную твердость имеют хлорит и галит.

Гипс (CaSO4•2h3O) — его волокнистая разновидность называется селенитом, а тонкозернистая разновидность называется алебастром.

Цвет гипса белый, серый, коричневатый, красноватый или светло-бурый. Волокнистый гипс (селенит) используют для изготовления фигурок животных, цветов, вазочек, шаров.

Кальцит: твердость 3 (царапается медной монетой) — аналоги по твердости биотит, золото, серебро. Кальцит (CaCO3) — очень распространенный минерал, им сложены известняки, мрамор, мергель, меловые породы.

Может быть белым или бесцветным, примеси железа, никеля, других элементов окрашивают его в коричневатый, розоватый, зеленоватый цвета. Разновидность прозрачного кальцита исландский шпат обладает редкой способностью к двупреломлению.

Если кристалл исландского шпата положить на картинку или текст, то в определенном положении мы увидим двойное изображение.

Флюорит: твердость 4 (царапается ножом, оконным стеклом) — аналоги по твердости сфалерит, доломит.

Флюорит (CaF2 ) хрупкий минерал, его окраска может быть фиолетовой, зеленоватой, бесцветной, красновато-розовой.

Флюорит может содержать редкоземельные элементы, уран и торий, в этом случае он является сырьём для добычи этих минералов. В ультрафиолетовом излучении флюорит светится ярким голубым светом.

Апатит: твердость 5 (царапается ножом, оконным стеклом) — аналоги по твердости лазурит, гематит. Апатит (Сa5 [РO4]3 (F, О, ОН))  — образует призматические удлиненные кристаллы, реже встречаются кристаллы таблитчатой формы.

Апатит является сырьем для получения фосфора, фосфорной кислоты и удобрений. Цвет кристаллов апатита зеленоватый, голубоватый, желто-зеленый или розовый. Этот минерал по форме кристаллов можно спутать с бериллом, турмалином или диопсидом.

Апатит образуется и внутри живых организмов, он является неорганической составляющей костей и зубов человека и животных.

Ортоклаз (полевой шпат): твердость 6 (царапается напильником) —аналоги по твердости рутил, опал.

Ортоклаз (К[АlSi3O8] или K2O·Al2O3·6SiO2) —  один из полевых шпатов, это широко распространенный породообразующий минерал.

Граниты, сиениты, пегматиты, гнейсы в разных пропорциях содержит этот минерал совместно с кварцем, слюдами и другими минералами. Как поделочный камень обычно не применяется, но является сырьем для производства керамики и фарфора.

Кварц: твердость 7 (царапает стекло, не царапается ножом)- аналоги по твердости турмалин и гранат.

Кварц (SiO2) — это самый распространенный минерал земной коры, он является одним из породообразующих минералов гранита, пегматитов, его можно встретить в осадочных, метаморфических горных породах. Массовая доля кварца в земной коре составляет более 60%.

Часто в жилах и пустотах образует  удлиненные кристаллы, кварц и его разновидности являются любимыми поделочными камнями  многих ювелиров.

Топаз: твердость 8 (царапает стеклоне, не царапается ножом) — аналоги по твердости берилл и шпинель. Топаз (Al2[SiO4](F, OH)2) — красивый полудрагоценный камень, очень популярный у любителей камня и ювелирных украшений.

Разнообразие цветов топаза обеспечивают примеси двухвалентного и трехвалентного железа, хрома, ванадия, титана и других элементов (берилл прозрачен и может иметь винно-желтую, коричневатую, голубую, золотистую, оранжевую, розовую окраску).

Встречаются топазы полихромные, то есть в одном кристалле могут наблюдаться разные цвета (чаще всего голубой — темно-желтый). Известны находки кристаллов берилла весом до восьмидесяти килограммов.

Корунд: твердость 9 (царапает стекло, не царапается ножом) — аналог наждак (одна из разновидностей корунда). Корунд (Al2O3) — твердый минерал, из него изготавливают диски для шлифовальных и режущих машин,  он — сырье для изготовления огнеупорных материалов.

Обычный корунд не прозрачный, имеет зернистость от мелкой до крупной, цвет его серый или коричневатый.  Всем хорошо известны прозрачные разновидности драгоценного корунда —  синий сапфир и красный рубин.

Сапфир может также быть зеленым или фиолетовым, но это большая редкость, как и оранжево- желтый и желтый разности (они называются «падпараджа»).

Алмаз: твердость 10 (царапаети режет всё) — самый твердый из всех известных минералов. Алмаз (С) — самый твердый минерал на Земле, его твердость в сотни раз превышает твердость корунда.

Природный алмаз — редкий, и в то же время распространенный минерал. Месторождения алмазов есть на всех континентах Земли, исключая Антарктиду. Природные алмазы могут быть бесцветными, розоватыми, реже голубоватыми.

Очень большую редкость представляют ярко окрашенные алмазы (известны находки зеленого и красного алмазов).

тальк

гипс

кальцит (исландский шпат)

флюорит

апатит

ортоклаз

кварц

топаз

корунд

алмаз

Источник:

Что такое шкала твердости по Моосу для металлов и минералов

Люди часто слышат о Шкале твердости по Моосу, когда речь идет о драгоценных камнях. Однако эта система также используется для ранжирования металлов. Давайте посмотрим, чем шкала может быть полезна потенциальному покупателю драгоценностей, и как она применяется для сравнения твердости металлов.

Что такое шкала твердости по Моосу

Шкала Мооса — система, используемая для ранжирования материалов по их твердости, которая позволяет вести классификацию с помощью чисел от 1 до 10. Ее применяют, чтобы сравнивать прочность драгоценных камней, металлов и некоторых других материалов и оценивать их относительную долгосрочность.

Оценка металла по шкале Мооса берет за основу то, насколько легко образец может быть поцарапан другими металлами. Например, коэффициент твердости золота — 2,5-3, что значительно ниже коэффициента твердости большинства других материалов.

В то время как графит и некоторые виды пластика стоят на одном конце шкалы, имея значение 1, то на другой ее конец ставится алмаз, одно из самых твердых веществ на Земле. Он оценивается в 10 баллов.

Шкала твердости по Моосу для оценки твердости металлов

Вот список коэффициентов твердости для некоторых металлов, с которыми каждый человек, скорее всего, сталкивается в своей повседневной жизни, особенно при контакте с драгоценностями:

  • Олово: 1.5
  • Цинк: 2.5
  • Золото: 2.5-3
  • Серебро: 2.5-3
  • Алюминий: 2.5-3
  • Медь: 3
  • Медь: 3
  • Бронза: 3
  • Никель: 4
  • Платина: 4-4.5
  • Сталь: 4-4.5
  • Железо: 4.5
  • Палладий: 4.75
  • Родий: 6
  • Титан: 6
  • Укрепленная сталь: 7-8
  • Вольфрам: 7.5
  • Карбид вольфрама: 8.5-9

Почему важно знать твердость металлов

Когда немецкий геолог Фридрих Моос создал шкалу, которую мы используем сегодня, он применил простой принцип для определения твердости любого материала: какие материалы могут поцарапать его, и какие материалы он сам может поцарапать.

Например, платина, у которой твердость 4-4.5, может быть поцарапана всеми материалами, у которых более высокий коэффициент по шкале Мооса. Например, топаз, коэффициент которого 8, может поочередно поцарапать любой материал, который имеет более низкий коэффициент (например, золото, твердость которого оценена в 2.5-3 балла).

Из представленной выше таблицы видно, какие металлы могут поцарапать другие, а какие могут поцарапать их. Это ценная информация, так как может подсказать, изделия из каких драгоценных металлов можно хранить вместе, а из каких — нельзя.

Также, данная информация о твердости металлов поможет определить, изделия из каких драгоценых сплавов более надежны в носке.

Когда Вы решились на покупку изделия из драгоценного металла, но колеблетесь, украшение из какого материала предпочесть, то поможет именно шкала твердости по Моосу.

Сравнив коэффициенты, Вы определитесь с предварительным выбором и сможете решить, подходит ли Вам это изделие еще и по цене.

Например, платина гораздо более надежна, чем серебро, и в целом, более твердые служат дольше при постоянной носке. Однако платина, также, намного дороже серебра, таким образом, необходимо подумать, готовы ли Вы заплатить дополнительную цену за прочность.

Твердость металлических сплавов

Шкала Мооса для каждого металла означает твердость в его чистом состоянии, т.е. без любых других материалов, смешанных с ним.

Однако в действительности почти все металлы, используемые в драгоценностях, объединяют с другими для создания более прочного или более дешевого материала.

Например, золото часто смешивается с никелем, цинком, медью и другими металлами для придания ему дополнительной твердости.

Точно так же, когда к вольфраму, имеющему коэффициент твердости 7,5 в чистом виде, добавляют углерод, получившийся карбид вольфрама будет иметь коэффициент уже 8.5-9 по Шкале твердости Мооса.

Комплект для определения твердости минералов

Источник:

Твёрдость минералов

Твердость минерала – это способность его противостоять механическому воздействию – царапанию острым инструментом или другим минералом. Твердость определяется различными способами: царапанием, вдавливанием, шлифованием и др. Существуют две шкалы твердости – относительная (по Моосу) и абсолютная.

Для практических целей пользуются эмпирической шкалой твердости, предложенной в начале XIX в. австрийским минералогом Моосом. В 1811 году немецкий минералог Фридрих Моос (1773-1839) выбрал 10 минералов, приняв их за эталонные, и устроил им «экзамен», царапая друг о друга. Более твердые минералы, рассуждал Моос, должны царапать своих противников, а более мягкие царапаться ими.

Определение твердости по шкале Мооса заключается в том, что минерал с неизвестной твердостью сравнивается с минералами-эталонами.Это свойство определяется следующим образом.

На поверхности исследуемого минерала выбирают гладкую площадку и, взяв минерал из шкалы Мооса, проводят им по ней под острым углом с нажимом. Если на поверхности исследуемого образца остается царапина, то его твердость меньше, чем у эталонного минерала.

Необходимо убедиться в том, что на исследуемом образце остается именно царапина (углубление), а не порошок эталонного образца.

Используя последовательно эталонные минералы от самого мягкого до наиболее твердого, добиваются такого положения, когда испытуемый образец располагается по своей твердости между двумя эталонными или испытуемый образец царапается эталонным и сам царапает его. В первом случае твердость испытуемого образца оценивается средней величиной, во втором – равна твердости эталонного.

В природе нередки минералы с твердостью, промежуточной между эталонными данными. В связи с этим возникла необходимость как-то обозначать подобные промежуточные значения твердости и их стали называть половинами.

Например, твердость циркона называется семь с половиной и означает лишь то, что твердость промежуточная между семью и восемью.

Цифровая форма записи в виде простых дробей (7½, 6½) или десятичных (7,5, 6,5) может ввести в заблуждение несведущего человека и позволит ему предполагать, что возможна твердость, например, 7⅓ или 7,75, чего на деле зафиксировать не удается.

Таблица. Список камней в порядке возрастания их твердости.

Твердость Минерал Твердость Минерал
1 Тальк 5 Апатит, бейльдонит, бериллонит, диоптаз, сингалит, смитсонит, тектиты
1 – 1,5 Пирофиллит 5 – 5,5 Гердерит, гётит, датолит, эвдиалит
1 – 2 Агальматолит 5,5 Анатаз, волластонит, гиперстен, лазурит
1,5 – 2 Вивианит 5 – 6 Авгит, гаюнин, нефелин, обсидиан
2 Гипс 5,5 – 6 Актинолит (нефрит), аугелит, бразилианит, гематит, дерево окаменелое, диопсид, родусит,тефроит, энстатит
2 – 3 Агальматолит, брусит 5,5 – 6,5 Бирюза, виллемит, лазулит, опал, родонит, скаполит
2 – 2,5 Янтарь 6 – 6,5 Амблигонит, бустамит, лабрадор (и лабрадорит), микроклин (амазонит), рибекит (крокодолит), рутил
2,5 – 3 Серпентинит 6 – 7 Авантюрин, бенитоит, кремень, чароит
2,5 – 3,5 Гагат, серпентин 6,5 – 7 Агат, аксинит, андрадит, бадделеит, везувиан, жадеит, клиногумит,корнерупин, пренит,сподумен (кунцит, гидденит), халцедон, яшмы
2 – 4 Хризоколла 6,5 – 7,5 Оливин (хризолит)
3 Вульфенит, кальцит, сепиолит 7 Дюмортьерит, кварц (аметист, морион, цитрин и др.), кианит (вдоль удлинения кристаллов), согдианит
3 – 3,5 Андрадит, оникс мраморный 7 – 7,5 Альмандин,андалузит, гроссуляр, данбурит, кордиерит, пироп, спессартин, турмалин
3,5 Аллофан 7 – 8 Берилл, еремеевит
3 – 4 Лиственит, мрамор 7,5 Гамбергит, гроссулярит, силлиманит (фибролит), ставролит, фенактит, циркон, эвклаз
3,5 – 4 Азурит,арагонит, малахит, скородит 7,5 – 8 Уваровит
4 Флюорит 8 Топаз, таафеит
4 – 5 Родохрозит 8 – 8,5 Гранатит, фианиты
4,5 Кианит (поперек удлинения кристаллов) 8,5 Хризоберилл, шпинель
4,5 – 5 Апофиллит 9 Корунд (рубин, сапфир)
4,5 – 5,5 Варисцит, псевдомалахит 10 Алмаз

Твердость минералов зависит от характера сил сцепления между частицами вещества, что определяется формой кристаллической решетки, т.е. взаимным расположением частиц. Когда энергетическая связь между частицами сильнее, тогда и твердость выше. Кристаллические вещества, у которых строение отличается в различных направлениях, имеют и разную твердость в этих направлениях.

Очень большая разница наблюдается у минерала дистена (кианита) – вдоль призмы — 4,5, а поперек — 6. это свойство называют анизотропией твердости.

При отсутствии шкалы Мооса твердость минералов можно определить и другими способами. Так, у графита мягкого карандаша твердость около 1. минералы с такой твердостью пишут на бумаге, не оставляя на ней царапины. Минералы с твердостью до 2 царапаются ногтем.

Железный гвоздь, проволока имеют твердость 4, медная монета 3-4, стекло 5, стальной нож, игла – 6. кварц, имеющий твердость 7, широко встречается в природе. Минералы с твердостью 3, 4, 5 могут различаться и с использованием только ножа.

В первом случае они легко чертятся острым кончиком ножа, во втором – для этого необходимо приложить определенное усилие, а в третьем – значительное. Минералы с твердостью большей, чем у кварца (выше 7), встречаются относительно редко.

Это группа гранатов, топаз, берилл, турмалин, корунд, алмаз. Последние два минерала – единственные с твердостью соответственно 9 и 10.

Чтобы определить твердость минерала, представляющего собой порошкообразный или землистый агрегат, необходимо потереть этим порошком эталонный образец, если последний покроется царапинами, то твердость эталона меньше, чем исследуемого образца.

Важно подчеркнуть, что единицы твердости по шкале Мооса относительны.

Абсолютная твердость определяется при помощи твердометров (склерометров) путем вдавливания под нагрузкой Р (в кг) алмазной пирамидки квадратного сечения на ровную горизонтальную поверхность испытуемого минерала. С помощью вмонтированного в твердометр микроскопа определяют площадь d (в мм2) отпечатка от вдавливания пирамидки. Расчет твердости производится по формуле:

H=2∙sin α/2∙ρ/d2 кг/мм2

Здесь α=1360 соответствует углу между гранями пирамиды.

Таблица. Эталонные шкалы твердости минералов

Относительная твердость (по шкале Мооса) Минералы- эталоны твердости Абсолютная твердость в кг/мм2 (по М.М.Хрущеву)
1 Тальк Mg3 [Si4O10] (OH) 2.4
2 Гипс Ca [SO4] ∙2h3O 36
3 Кальцит Ca [СO3] 109
4 Флюорит CaF2 189
5 Апатит Ca5 [PO4]3∙(F,Cl) 536
6 Ортоклаз K [AlSi3O8] 795
7 Кварц SiO2 1120
8 Топаз Al2 [SiO4]∙(F,OH)2 1427
9 Корунд Al2O3 2060
10 Алмаз С 10060

Сравнивая величины относительной твердости, например алмаза и гипса, можно сделать вывод, что алмаз всего в 5 раз тверже гипса, но это не так. Из шкалы абсолютной твердости тех же минералов следует, что алмаз тверже гипса в 280 раз.

Источник:

Ювелирная школа | Россия

Шкала́ Мо́оса (минералогическая шкала твёрдости) —

набор эталонных минералов для определения относительной твёрдости методом царапания. В качестве эталонов приняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твёрдости.

Предложена в 1811 году немецким минералогом Фридрихом Моосом.

Значения шкалы от 1 до 10 соответствуют десяти достаточно распространённым минералам от талька до алмаза.

Твёрдость минерала измеряется путём поиска самого твёрдого эталонного минерала, который он может поцарапать; и/или самого мягкого эталонного минерала, который царапает данный минерал.

Например, если минерал царапается апатитом, но не флюоритом, то его твёрдость находится в диапазоне от 4 до 5.

Предназначена для грубой сравнительной оценки твёрдости материалов по системе мягче-твёрже. Испытываемый материал либо царапает эталон и его твёрдость по шкале Мооса выше, либо царапается эталоном и его твёрдость ниже эталона. Таким образом, шкала Мооса информирует только об относительной твёрдости минералов.

Например, корунд (9) в 2 раза твёрже топаза (8). Трудно измерить абсолютную твердость алмаза, но различные методы определения относительной твердости дали цифры, указывающие, что алмаз в 90-180 раз тверже корунда.

Гранильщики опытным путем нашли, что твердость алмаза меняется в зависимости от направления в кристалле, причем направление, соответствующее грани октаэдра, характеризуется наибольшей твердостью, а направление, отвечающее грани куба,- наименьшей.

Эти наблюдения подтверждаются многочисленными детальными исследованиями твердости алмаза при шлифовке в различных направлениях.

В приведённой ниже таблице приведено соответствие твёрдости по шкале Мооса с абсолютной твёрдостью, измеренной склерометром.

Для практических целей полезно запомнить, что ноготь оставляет царапину на гипсе и более мягких веществах и что обычное оконное стекло немного мягче полевого шпата, тогда как стальное лезвие ножа немного тверже полевого шпата, приближаясь по твердости к кварцу, и легко царапает стекло.

Поскольку различные виды драгоценных камней имеют по меньшей мере такую же твердость, как и кварц, их легко отличить от внешне на них похожих мягких стеклянных изделий с помощью напильника; до того как ввели в употребление рефрактометр, это был практически единственный в ювелирном деле способ проверки граненых камней.

Говоря, что камень имеет твердость 7, мы подразумеваем, что он не царапает кварц, а кварц не царапает его. Номер по шкале твердости указывает только на порядок в распределении по твердости, но не имеет какого-либо количественного значения.

Это важно учитывать, так как здесь часто допускают ошибку. Нельзя, например, считать, что алмаз (10) вдвое тверже апатита (5) или что твердость топаза и шпинели (8) составляет 80% твердости алмаза.

В действительности интервал между алмазом и корундом гораздо больше, чем между корундом и тальком — самым мягким из минералов.

Промежуточные степени твердости выражаются в виде дробей. Так, число 8,5, относящееся к хризобериллу, означает, что он царапает топаз примерно так же, как сам царапается корундом. Гранат пироп несколько тверже кварца (7) и несколько мягче берилла (7,5), поэтому его твердость обозначается как 7,5.

Подборка полезных, интересных статьей и обзоров из мира ювелирного искусства

Ювелирные камни:

МЕНЮ:

Источник:

Шкала твёрдости минералов Мооса

Минералогической шкалой твёрдости, шкалой твёрдости Мооса называют как набор стандартных минералов для определения относительной твёрдости методом царапания эталоном испытываемого объекта, так и собственно десятибалльную шкалу относительной твёрдости минералов. За эталоны минералогической шкалы твёрдости Мооса приняты следующие 10 минералов, которые располагаются в шкале в порядке возрастающей твёрдости: тальк, гипс, кальцит, флюорит, апатит, ортоклаз (полевой шпат), кварц, топаз, корунд, алмаз.

Шкала твёрдости Мооса предложена в качестве относительной шкалы твёрдости в 1811 года немецким учёным Фридрихом Моосом (Ф. Моос, F. Mohs).

Несмотря на то, что разработка принадлежит началу XIX века, эта условная шкала твёрдости широко применяется и по сей день.

Сегодня имеется возможность приобрести набор стандартных минералов как для учебного процесса, так и для ювелирной промышленности.

Шкала твёрдости Мооса используется для быстрой сравнительной диагностики минералов. При этом, если эталон шкалы твёрдости, имеющий твёрдость 5, царапает исследуемый образец, а последний оставляет след на поверхности эталона с твёрдостью 4, то промежуточная твёрдость минерала равна 4,5 (4½) шкалы Мооса.

В то же время надо иметь в виду, что шкала твёрдости Мооса не является линейной шкалой. Номер по шкале твердости указывает только на порядок в распределении по твердости, но не имеет какого-либо количественного значения. Из шкалы твёрдости ни в коем случае не следует вывод, что, к примеру, алмаз (10) вдвое тверже апатита (5).

Абсолютные значения твёрдости (называемые иногда истинно относительными) представляют собой совершенно другую картину. Помимо этого, необходимо учитывать, что твёрдость некоторых минералов в различных направлениях может очень сильно отличаться благодаря кристаллической структуре.

Твёрдость металла имеет более устойчивые абсолютные значения, но на практике мы редко имеет дело с чистым металлом, а твёрдость сплава вообще зависит от всех его составляющих.

Шкалу твёрдости Мооса в технической литературе изображают, как правило, в виде сравнительной таблицы. Для наглядности иногда её сопровождают фотографиями минералов — эталонов шкалы твёрдости.

Шкала твёрдости Мооса удобна ещё и тем [3], что практически можно примененять такие «подручные средства», как ноготь (твёрдость по Моосу 2½), цент или любая другая монета США (твёрдость чуть меньше 3), нож (твёрдость по Моосу 5½), стекло (5½), высококачественный стальной напильник (твёрдость 6½), наждачная бумага, в которой применяется синтетический корунд (имеет твёрдость по Моосу 9), тонкая наждачная бумага для дерева «garnet paper» (твёрдость 7½).

1 — Тальк 2 — Гипс 3 — Кальцит 4 — Флюорит 5 — Апатит
6 — Ортоклаз 7 — Кварц 8 — Топаз 9 — Корунд 10 — Алмаз

Список источников:

  1. Иванов В.Н. Словарь-справочник по литейному производству. – М.: Машиностроение, 1990. – 384 с.: ил. ISBN 5-217-00241-1
  2. Большая Советская Энциклопедия — М., 1969-1978.
  3. The Mohs Mineral Hardness Scale. By Andrew Alden // About.com: Geology. [Электронный ресурс], 2010 — Режим доступа: http://geology.about.com/od/scales/a/mohsscale.htm , свободный. — Загл. с экрана.
  4. Mohs Hardness Scale // ScienceViews.com — an image filled educational website featuring animals, herbs, petroglyphs, pictographs, rock art, reptiles, bugs, birds, mammals, nature, parks, and outdoor online science for your enjoyment, research and learning. [Электронный ресурс], 2003-2008 — Режим доступа: http://scienceviews.com/ , свободный. — Загл. с экрана.
  5. modificator.ru

Источник:

Шкала Мооса — комплект эталонных минералов

Шкала Мооса — это набор эталонных минералов (10 шт.) для определения относительной твёрдости минералогических материалов.

Шкала Мооса и её назначение

  • Набор из 10 эталонных минералов предназначен для определения относительной твёрдости минералогических материалов методом царапания.
  • Эталоны расположены в порядке возрастающей твёрдости:
1. Тальк 2.

Гипс

3. Кальцит 4. Флюорит 5. Апатит
6. Ортоглаз 7. Кварц 8. Топаз 9. Корунд 10. Алмаз
  • В шкале Мооса каждый последующий минерал своим острым концом царапает предыдущий.
  • Необходимо учитывать, что шкала Мооса даёт грубую сравнительную оценку твёрдости материалов по системе мягче-твёрже.
  • Набор эталонных минералов имеет гарантию — 1 год, находится в прочном пластиковом контейнере (24х130х70 мм) массой 100 гр.

Принип работы со шкалой Мооса

Перед началом работы нужно выбрать чистую ровную поверхность на испытуемом объекте. Царапину следует проводить короткими осторожными движениями.

Оценка результата:

— если под воздействием острого края эталонного минерала на контролируемой поверхности остаются царапина или углубление — значит образец поддается пластической деформации под воздействием эталонного минерала и его твёрдость ниже твёрдости эталона-

— если контролируемый материал не царапается эталонным минералом — его твёрдость по шкале Мооса выше твёрдости эталона-

— если твёрдость испытуемого образца близка к эталонному минералу, то оставленный след необходимо тщательно рассмотреть (под лупой), чтобы удостовериться, что на образце остаётся именно царапина (углубление), а не пыль, образовавшаяся в результате процарапывания минерала.

Твёрдость минерала не всегда постоянна для каждой из его сторон, что является производным от кристаллической структуры минерала.

Чтобы определить твёрдость минерала, представляющего собой порошкообразный или землистый агрегат, необходимо потереть этим порошком эталонный минерал. Если последний покроется царапинами, то твёрдость эталона меньше, чем исследуемого образца.

По шкале Мооса можно предположить к какому классу относится минерал:

—  Самородные элементы не считая алмаза, обычно мягкие. Вместе с тем платина (4 – 4,5 по шкале Мооса) и железо (4,5  по шкале Мооса) достаточно твёрдые- еще большей твёрдостью (6 – 7   по шкале Мооса) обладает иридосмин. Соединения тяжелых металлов (серебра, меди, свинца, висмута и ртути) являются мягкими (твердость меньше 4).

—  Сульфиды, сульфосоли и им подобные соединения: большинство сульфидов исульфосолей мягкие, хотя допустим у пирита твердость 6 – 6.5  по шкале Мооса.

—  Галоидные соединения (галогениды) мягкие — менее 4  по шкале Мооса.

—  Кислородные соли (оксисоли): карбонаты и сульфаты обычно мягкие  — менее 4  по шкале Мооса. Фосфаты обладают средним (5  по шкале Мооса) значением твёрдости. Безводные силикаты чаще всего твёрдые, а водные силикаты (слюды, цеолиты) — мягкие.

—  Оксиды и гидроксиды: оксиды, как правило, твёрдые (более 5 по шкале Мооса), а гидроксиды относительно мягкие.

Понятие — твёрдость минерала

Твёрдость минерала — это сопротивление, оказываемое кристаллом царапающему, сверлящему, шлифующему или давящему предмету. На преодоление этого сопротивления должна быть затрачена определенная работа, которая может быть принята за меру твёрдости.

Твёрдость изменяется обратно пропорцонально межатомным расстояниям, а именно расстоянием между катионом и анионом- изменяется прямо пропорционально плотности химических связей.

В минералогии твёрдость минерала определяется по 10-бальной шкале, предложенной австрийским химиком и минералогом Фридихом Моосом в 1811 г.

Шкала Мооса — комплект поставки

  1. Пластиковый футляр — 1 шт.
  2. Минералы — 10 шт.: тальк, гипс, кальцит, флюорит, апатит, ортоклаз, кварц, топаз, корунд, алмаз.

Источник:

makdrag.ru

Шкала Мооса - это... Что такое Шкала Мооса?

Шкала́ Мо́оса (минералогическая шкала твёрдости) — набор эталонных минералов для определения относительной твёрдости методом царапания. В качестве эталонов приняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твёрдости.

Предложена в 1811 году немецким минералогом Фридрихом Моосом.

Значения шкалы от 1 до 10 соответствуют 10 достаточно распространённым минералам от талька до алмаза. Твёрдость минерала измеряется путём поиска самого твёрдого эталонного минерала, который он может поцарапать; и/или самого мягкого эталонного минерала, который царапает данный минерал. Например, если минерал царапается апатитом, но не флюоритом, то его твёрдость находится в диапазоне от 4 до 5.

Предназначена для грубой сравнительной оценки твёрдости материалов по системе мягче-твёрже. Испытываемый материал либо царапает эталон и его твёрдость по шкале Мооса выше, либо царапается эталоном и его твёрдость ниже эталона. Таким образом, шкала Мооса информирует только об относительной твёрдости минералов. Например, корунд (9) в 2 раза твёрже топаза (8), но при этом почти в 4 раза менее твёрдый, чем алмаз (10).

В приведённой ниже таблице приведено соответствие твёрдости по шкале Мооса с абсолютной твёрдостью, измеренной склерометром.

Твёрдость по Моосу Эталонный минерал Абсолютная твёрдость Изображение Обрабатываемость Другие минералы с аналогичной твердостью
1 Тальк (Mg3Si4O10(OH)2) 1 Царапается ногтем Графит
2 Гипс (CaSO4·2h3O) 3 Царапается ногтем Галит, хлорит, слюда
3 Кальцит (CaCO3) 9 Царапается медной монетой Биотит, золото, серебро
4 Флюорит (CaF2) 21 Легко царапается ножом, оконным стеклом Доломит, сфалерит
5 Апатит (Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)) 48 С усилием царапается ножом, оконным стеклом Гематит, лазурит
6 Ортоклаз (KAlSi3O8) 72 Царапается напильником Опал, рутил
7 Кварц (SiO2) 100 Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло Гранат, турмалин
8 Топаз (Al2SiO4(OH-,F-)2) 200 Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло Берилл, шпинель, аквамарин
9 Корунд (Al2O3) 400 Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло Сапфир, рубин, карбид вольфрама
10 Алмаз (C) 1600 Режет стекло Эльбор

Помимо шкалы Мооса есть и другие методы определения твёрдости, но различные шкалы твёрдости нельзя однозначно соотнести друг с другом. Практикой приняты несколько более точных систем измерения твёрдости материалов, ни одна из которых не покрывает весь спектр шкалы Мооса.

См. также

dic.academic.ru


Смотрите также