Шкала твердості мінералів Мооса

Шкала твердості мінералів Мооса – це шкала, яка характеризує стійкість до подряпин різних мінералів, завдяки здатності більш твердого матеріалу дряпати більш м’який матеріал.

Шкалу Мооса створив німецький геолог і мінералог Карл Фрідріх Крістіан Моос в 1812 році. Шкала твердості Мооса є одним із кількох матеріалознавчих визначень твердості.

Випробування речовин на твердість

Тест на твердість, розроблений Фрідріхом Моосом, був першим відомим тестом для оцінки стійкості матеріалу до подряпин. Це дуже простий і неточний порівняльний тест. Але простота і доступність тесту Мооса на твердість дозволила йому стати найбільш широко використовуваним способом дізнатися твердість речовини.

Оскільки шкала Мооса була розроблена ще у 1812 році, за довгий час було винайдено багато інших, кількісних тестів на твердість. Наприклад, тест Брінелла, Кнупа, Роквелла, Шора та Вікерса. Кожен з цих тестів на твердість потребує використання невеликого індентору, який застосовується до випробовуваного матеріалу з ретельно виміряною силою. В якості індентору використовують алмаз, корунд, сталеву кульку та інші тверді матеріали. Для обчислення значення твердості використовують розмір або глибину відтиску який залишив індентор на випробуваному матеріалі та величину застосованої сили.

Чому існує стільки різних тестів на твердість? Тип використовуваного випробування твердості визначається розміром, формою та іншими характеристиками досліджуваних зразків. Наприклад твердість сталі визначають алмазним індентором, а для визначення твердості більш м’якого алюмінію використовують індентор у вигляді сталевої кульки. Ці тести для визначення твердості мають набагато більшу точність за тест Мооса, та використовуються в різних сферах промисловості, машинобудуванні, літакобудуванні та інш.

Використання визначення твердості за Моосом

Незважаючи на свою простоту та недостатню точність, шкала Мооса є дуже актуальною для польових геологів, які використовують шкалу для грубої ідентифікації твердості корисних копалин за допомогою подряпин матеріалами з відомою твердістю за шкалою Мооса. Твердість різних речовин за шкалою Мооса дізнаються з довідників.

Як вимірюється твердість за шкалою Мооса?

Шкала твердості мінералів Мооса заснована на здатності одного природного зразка мінералу помітно подряпати інший мінерал. Природні мінерали часто є чистими речовинами. Скелі складаються з одного або декількох чистих мінералів з конкретною хімічною формулою. Тому знайти мінерал з відомим значенням твердості за Моосом не складно. Створюючи свою шкалу, Фрідріх Моос розмістив алмаз у верхній частині шкали як найтвердішу відому речовину, яка зустрічається в природі. Твердість матеріалу визначається за шкалою, яка створюється шляхом пошуку більш твердого матеріалу, який може подряпати даний матеріал та/або більш м’якого матеріалу, який може подряпати даний матеріал.

“Дряпання” матеріалу для шкали Мооса означає створення видимих неозброєним оком подряпин на поверхні речовини. Буває, що матеріали, менш тверді за шкалою Мооса, часто можуть створювати мікроскопічні, подряпини на матеріалах з більшою твердістю. Ці мікроскопічні подряпини іноді можуть бути згубними для структурної цілісності твердішого матеріалу. Для визначення твердості за шкалою Мооса вони не вважаються подряпинами.