Шкала твердости Мооса

Шкала твердости минералов Мооса

Шкала твердости минералов Мооса — это шкала, характеризующая устойчивость к царапинам различных минералов основанная на способности более твердого материала царапать более мягкий материал.

Шкала Мооса была создана немецким геологом и минералогом Карл Фридрих Кристиан Моос в 1812 году и является одним из нескольких материаловедческих определений жесткости.

Испытания веществ на твердость

Тест на твердость, разработанный Фридрихом Моосом, был первым тестом для оценки устойчивости материала к царапинам. Это очень простой и неточный сравнительный тест. Но простота и доступность теста твердости Мооса позволила ему стать наиболее широко используемым тестом.

Поскольку шкала Мооса была разработана еще в 1812 году, было изобретено много других, количественных тестов на твердость. Например, тест Бринелля, Кнупа, Роквелла, Шора и Викерса. Каждый из этих тестов на твердость требует использования небольшого индентора, который применяется к испытуемому материалу с точно измеренной силой. В качестве индентора могут использовать алмаз, корунд, стальной шарик и другие твердые материалы. Для вычисления значения твердости используют размер или глубину оттиска который оставил индентор на испытуемом материале и величину примененной силы.

Почему существует столько различных тестов на твердость? Тип используемого испытания на твердость определяется размером, формой и другими характеристиками исследуемых образцов. Например твердость стали определяют алмазным индентором, а для определения твердости более мягкого алюминия используют индентор в виде стального шарика. Эти тесты для определения твердости имеют гораздо большую точность чем тест Мооса, и используются в различных сферах промышленности, машиностроении, самолетостроении и др.

Использование определения твердости по Моосу

Несмотря на свою простоту и недостаточную точность, шкала Мооса очень актуальна для полевых геологов, которые используют шкалу для грубой идентификации твердости полезных ископаемых с помощью царапин материалами с известной твердостью по шкале Мооса. Твердость различных веществ по шкале Мооса узнают в справочниках.

Как измеряют твердость по шкале Мооса?

Шкала твердости минералов Мооса основана на способности одного природного образца минерала заметно поцарапать другой минерал. Природные минералы часто являются чистыми веществами. Скалы состоят из одного или нескольких чистых минералов с конкретной химической формулой. Поэтому найти минерал с известным значением твердости по Моосу не сложно. Создавая свою шкалу, Фридрих Моос разместил алмаз в верхней части шкалы как самое твердое известное вещество, которое встречается в природе. Твердость материала определяется по шкале, которая создается путем поиска более твердого материала, который может поцарапать данный материал и/или более мягкого материала, который может поцарапать данный материал.

«Царапанье» материала для шкалы Мооса означает создание видимых невооруженным глазом царапин на поверхности вещества. Бывает, что материалы, менее жесткие по шкале Мооса, часто могут создавать микроскопические, царапины на материалах с большей твердостью. Эти микроскопические царапины иногда могут быть губительными для структурной целостности твердого материала. Для определения твердости по шкале Мооса они не считаются царапинами.

Таблица: Шкала эталонов твердости минералов по Моосу
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Минерал
Тальк
Гипс
Кальцит
Флуорит
Апатит
Ортоклаз
Кварц
Топаз
Корунд
Алмаз
Твердость
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Таблица: Твердость минералов по Моосу