Самый твердый драгоценный камень по шкале мооса

Какой минерал является самым мягким? – шкала твёрдости Мооса

Шкала Мооса — это минералогическая шкала твердости камней. Определение по этой шкале происходит с помощью царапанья. Большинство минералов получило свою оценку по этой классификации. Ученые отобрали десять представителей камней, по которым и идет сравнение твердости.

Такая шкала была изобретена в 1811 году, но, несмотря на возраст, ею пользуются и до сих пор. Названа она в честь ученого Фридриха Мооса, который и предложил такой метод классификации. Располагаются минералы в порядке возрастания показателя твердости в шкале.

Согласно шкале, камни располагаются так:

1. Тальк (графит).
2. Гипс (хлорид, галит).
3. Кальцит (золото, серебро).
4. Флюорит (доломит, сфалерит).
5. Апатит (гематит, лазурит).
6. Ортоклаз (опал).
7. Кварц (гранат, турмалин).
8. Топаз (берилл).
9. Корунд.
10. Алмаз.

При этом камни с индексом ниже 7 считаются мягкими, выше 7 — твердыми экземплярами. Интересно также то, что самый мягкий камень — графит, самый твердый — алмаз являются аллотропными модификациями карбона. Твердость по Моосу большинства минералов составляет от 2 до 6. Иногда показатель записывают так — 9h. «Н» означает твердость (hardness), а сама цифра указывает на принадлежность вещества к корундам. Кстати, такой показатель чаще всего встречается на защищенном стекле, которое не царапается ножом и используется для изготовления экранов.

Гемсловарик: шкала Мооса

Шкала Мооса

Шкала твёрдости минералов

Твёрдость минералов определяют по шкале Мооса(минералогическая шкала твёрдости) — десятибалльная шкала, созданная для ориентировочной оценки относительной твёрдости материалов методом царапания. Немецкий учёный минеролог Карл Фридрих Христиан Моос разработал и предложил её коллегам геологам в 1811 году.

Включает десять ступеней-коэффициентов с соответствующими минералами. Чем больше цифра, тем тверже камень:

Твёрдость по Моосу	Минерал(формула)	Обрабатываемость	Другие минералы с аналогичной твёрдостью
1	Тальк (Mg3Si4O10(OH)2)	Царапается ногтем	Графит
2	Гипс (CaSO4·2H2O)	Царапается ногтем	Галит, хлорит, слюда
3	Кальцит (CaCO3)	Царапается медью	Биотит, золото, серебро
4	Флюорит (CaF2)	Легко царапается ножом, оконным стеклом	Доломит, сфалерит
5	Апатит (Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-))	С усилием царапается ножом, оконным стеклом	Гематит, лазурит
6	Ортоклаз (KAlSi3O8)	Царапает стекло. Обрабатывается напильником	Опал, рутил
7	Кварц (SiO2)	Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло	Гранат, турмалин
8	Топаз (Al2SiO4(OH-,F-)2)	Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло	Берилл (гелиодор, аквамарин, изумруд), шпинель
9	Корунд (Al2O3)	Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло	Разновидности корунда – сапфир, рубин
10	Алмаз (C)	Режет стекло	близок Эльбор, но природного аналога не существует

Мягкими считаются камни с позициями 1–6. То есть, согласно шкале Мооса, список мягких минералов имеет следующий вид: тальк, гипс, кальцит, флюорит, апатит, ортоклаз.

Магические свойства топаза

Красивые талисманы, изготовленные из топаза, подходят для тех, кому сложно выражать эмоции и чувства, свободно общаться с людьми, то есть интровертам и замкнутым личностям. Камень обладает способностью повышать коммуникативные способности, а также обостряет интуицию, и помогает в решении проблемных вопросов.
Кроме того, голубому топазу приписывают свойства помощника в воплощении в жизнь самых нереальных фантазий и мечтаний. Возможно, все дело в том, что камень придает владельцу уверенность в себе и становится источником вдохновения и сил для новых свершений.

Мягкие минералы из шкалы Мооса: характеристики

Апатит, кальцит, тальк, флюорит, гипс, ортоклаз не классифицируются как редкие камни: их добыча налажена по всей планете.

Тальк

Самый мягкий по шкале Мооса камень: твёрдость талька – 1. Представляет собой плотный, слоистый, жирноватый на ощупь камень из класса силикатов. Цветовая гамма – белый, сероватый, розоватый оттенки. Даже незначительное механическое воздействие превращает самый мягкий минерал в порошок.

Тальк используется как присыпка: детская, спортивная, для технической резины (исключает взаимное прилипание деталей). Благородный прозрачный светлый мягкий тальк – компонент косметической пудры.

Наиболее известная из разновидностей талька – стеатит (он же – жировик, талькохлорит, восковой, ледяной или мыльный камень). Распространённые цвета – белый, серый, коричневый, зелёный, жёлтый. Редки экземпляры цвета спелой вишни и красные. Шелковистые, с матовым блеском агломераты нашли применение как декоративный материал.

Тальк – самый мягкий минерал

Такая же степень твёрдости у графита (это ближайший родственник алмаза), близкая – у молибденита.

Гипс

Второй по твёрдости в таблице. Классика – белый минерал. Другие цвета – сероватый, коричневатый, красноватый, светло-бурый. Красиво смотрится жёлтый натуральный гипс.

Гипс используется в зависимости от разновидности:

• обычная – в медицине при лечении переломов;
• волокнистая – называется селенитом; применяется как декоративно-поделочный материал;
• тонкозернистую разновидность гипса именуют алебастром; используется как декоративно-строительный материал.

Гипс
Аналогичная твёрдость у галита, слюды, хлорита, улексита, хризоколлы, мусковита.

Кальцит

Распространённый минерал, из которого состоят мергели, известняки, мрамор, меловые отложения. А также раковины моллюсков, благодаря чему он назван биоминералом.

Третий на шкале Мооса: поцарапать можно медной монеткой.

Белый кальцит

Бывает белым либо бесцветным. Коричневатость, розоватость, зелень создают включения железа, никеля, других примесей. Самая известная разновидность – исландский шпат.

Близкие показатели твёрдости у янтаря, серпентина, биотита, хризоколлы, гагата.

Флюорит

Название минерала переводится как «текучий»:

• Процарапать можно только стеклом либо ножом.
• Камень хрупкий, цветовая гамма – фиолет, зеленоватость, розоватость, красноватость. Или отсутствие цвета.
• Ценится сырьё с включением урана, тория, других редкоземельных элементов. Обычное сырьё используют металлурги для повышения плавкости шлака.
• Красивые экземпляры идут мастерам-камнерезам.
• Материал также известен как плавиковый шпат.

Флюорит
Другие подобные минералы – доломит (древнейший строительный материал), жемчуг, кораллы, малахит, сфалерит, азурит, арагонит, родохрозит.

Апатит

У апатита твёрдость по шкале Мооса 5:

1. Царапается стекляшкой или ножом.
2. Кристаллы – удлинённые призмы либо таблицы с зеленоватостью, голубоватостью, желтовато-зелёные, розоватые. Их конфигурация и цвет делают апатит похожим на турмалин или берилл.
3. Используется при производстве фосфора, его кислоты, удобрений.

Аналогичная характеристика у гематита, рутила, обсидиана, бирюзы, лазурита, родонита. Правда, у гематита 5 – это среднее значение: у кристаллов твёрдость 6, у охры 4.

Апатит

Минералы типа бирюзы, родонита, лазурита используются как ювелирные.

Ортоклаз

Твёрдость по шкале Мооса 6. Стеклом его не поцарапать, только крупным наждаком.

Ортоклаз

Распространённый минерал из класса полевых шпатов. Его содержат граниты, пегматиты, сиениты, гнейсы.

1. Непрозрачен, как поделочный задействуется редко, почти всегда это исходник для технической керамики.
2. Исключения – бесцветный адуляр или голубоватый лунный камень. Данные разновидности забирают ювелиры.
3. Качественные прозрачные, бесцветные, жёлтые экземпляры также пополняют минералогические коллекции.

Аналогичная крепость у рутила, пирита, молдавита, нефрита, лабрадора, ларимара, бенитоита, опала.

Цвета топаза

Для топазов характерно богатое разнообразие цветов. Они бывают бесцветными, коричневыми, винно-жёлтыми, голубыми, розовыми, золотистыми, оранжевыми и красновато-оранжевыми. Был также обнаружен так называемый «полихромный» топаз с различным окрашиванием на одном и том же камне, обычно встречается сочетание голубого и винно-желтого цвета.

Интересно, что окрас камня не зависит от наличия примесей, а объясняется дефектами структуры, а именно – отсутствием тех или иных атомов. Например, голубой цвет появляется при недостатке кислородных атомов, жёлтый при вакансии фтора. Если камень нагревать, то цвет исчезает, а в случае радиоактивного облучения, наоборот, усиливается.

Другие мягкие минералы

Минералы из шкалы Мооса считаются эталонными, поскольку сохраняют коэффициент твёрдости независимо от внешних факторов.

Позднее к ним добавили другие камни аналогичной твёрдости.

Но большинство из них образцами быть не могут, поскольку меняют твёрдость в разных агрегатных состояниях, соединениях или разновидностях. Как пример, янтарь с показателем 2–3, кораллы, жемчуг (3–4), ильменит, лазурит, бирюза (5–6), талькохлорит (1–5,5).

Дело усложнили так называемые «половинные» коэффициенты твёрдости:

• опал, гематит, родонит – 5,5–6,5;
• гагат – 2,5-4;
• алебастр – 2-2,5;
• молибденит – 1-1,5.

Минералы с подобными характеристиками иногда фигурируют на соседних ступенях шкалы. Например, показателем твёрдости гагата может считаться 2, 3 или 4.

Месторождения топаза

Ильменский минералогический заповедник, расположенный на Урале в России, содержит многочисленные залежи топазов в пегматитовых жилах. Здесь находят как бесцветные, так и цветные топазы, весом до 30 кг.
Окраска и форма кристаллов зависит от конкретных мест добычи. Так, прозрачные топазы расположены в друзовых полостях амазонитового гранитного пегматита. Топазы голубого и желтого оттенка встречаются в жильных гранитных пегматитах, яркие голубые – в сложных гранитно-пегматитовых слоях, розовые и вишневые располагаются в кварцевых жилах.

Богаты топазами также месторождения Бразилии, Украины, Шри-Ланки.

Месторождения в Украине

Житомирская область

Володарск-Волынское пегматитовое поле

• Пегматит № 206

• Пегматит № 429
• Пегматит № 468

Источник: color-diamonds-jewelry.ru

Шкала Мооса

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.

Источник: drago-kamni.ru

Гранит — свойства, характеристики, состав, добыча и применение

Что такое гранитный камень, знает, наверно, любой грамотный человек, также многие представляют, что делают из гранита. Этот материал, известный с незапамятных времен, в наше время используется повсеместно: для изготовления столешниц, отделки фасадов зданий, создания скульптур и прочее. Одна из самых древних пород, зарожденная в земной коре и образованная в виде скал, она уступает по твердости лишь алмазам, обладает многими другими замечательными качествами и свойствами.

Происхождение гранита

Данный натуральный камень считается одним из самых первых, появившихся на нашей планете, полагают, что он образовался еще 300 миллионов лет тому назад. Гранит является плутонической (или магматической) горной породой, а значит, формируется глубоко под землей, на глубине более двух километров ниже земной поверхности.

Тектонические напряжения, вызванные напряжениями в земной коре, способствуют восхождению магмы, при этом образуются крупные, зачастую просто огромные тела. Каменные подземные образования порой достигают нескольких сотен километров в длину и ширину, первоначальный слой глубинной породы зависит от места ее зарождения и физических условий, при которых происходит плавление.

Химический состав, физические свойства и применение минерала

Минералогический состав гранита включает в себя следующие микроэлементы:

Именно три этих компонента составляют до двух третей консистенции, образующей минеральный состав гранита. В остальную долю входят десятки менее важных микроэлементов. По своим основным свойствам гранит относится к кислым породам, так как в его составе находятся редкоземельные металлы.

Некоторые выступают против гранитных материалов, зная о содержании радиации в породе. Действительно, в небольшом количестве в составе находятся радиоактивные элементы, но доза облучения ничтожно мала и никак не влияет на человеческий организм.

Камень обладает различными цветовыми оттенками, которые зависят от того, какие минералы в составе гранита входят в него в большей степени.

1. Самые распространенные цвета – это черный и коричневато-красный.
2. За счет высокого процента содержания ортоклаза гранит приобретает сероватый или розоватый оттенок.
3. Белый и голубой тона придает биотит.
4. Кварцевые вкрапления и Полевой шпат добавляют пятнистый эффект.
5. Также минерал может иметь желтый и изумрудный оттенки.

Таким образом, гранитные породы обладают широкой цветовой гаммой, что еще больше добавляет популярность данному строительному материалу.

Набор качеств, присущих гранитным породам, делает его очень прочным и удобным материалом для использования в строительных работах.

1. Долговечность. Мелкозернистые сорта гранитного камня начинают деформироваться лишь спустя пол тысячелетия после добычи.
2. Устойчивость. Порода испытывает минимальное воздействие со стороны окружающей среды: дождей, кислотной среды, атмосферы и так далее.

Безопасность. Даже несмотря на наличие минимального радиоактивного фона, строительный материал считается одним из самых экологически чистых.

А его излучение никак не влияет на природу и человека.

• Водонепро- ницаемость. Гранит совершенно не пропускает влагу, поэтому им облицовывают набережные.
• Разнообразие форм и цветов, удобство обработки современным оборудованием. В наши дни его особая прочность ничуть не мешает точить и резать камень. Зато его можно отполировать до зеркального блеска, а вкрапления слюды придают минералу естественное сияние.
• Сочетаемость. Гранит хорошо сочетается с другими строительными и отделочными материалами как визуально, так и с точки зрения химической совместимости.

Магматическая порода обладает множеством преимуществ, однако главным из них является его удивительная плотность.

Минерал считается одним из наиболее прочных материалов, плотность гранита составляет 2600 кг/м, а плавится он при температурном режиме от 1215-1260°С. Именно поэтому гранитные сооружения столь долговечны. Удельный вес гранита – 2700-3000 кг/м 3 .

Хорошие технические характеристики гранита делают его универсальным строительным материалом. Также он активно применяется в скульптуре и среди дизайнеров. Вот краткий список того, что делают из гранита.

1. Камень практически не стирается, поэтому из него делают лестницы и полы. Кстати уход за гранитом практически не потребуется, ведь он сохраняет свои свойства веками.
2. Также из-за высокой прочности и плотности широко популярны гранитные подоконники, столешницы, плинтуса, карнизы, колонны и т. д.
3. Материал применяют при внешней отделке зданий.
4. До сих пор возводятся гранитные инженерные сооружения: мосты, фундаменты, сваи, мостовые, набережные и др. Долговечность конструкций обеспечивает твердость гранита.
5. Издревле материал применяют в сфере ритуальных услуг, в строительстве культовых и религиозных сооружений.
6. Красивые породы служат отделочным материалом, применяются для украшения интерьеров.

Гранит – это широко распространенный крайне плотный материал естественного происхождения.

Благодаря своим химическим и физическим свойствам, а также естественной красоте, он применяется во многих сферах, начиная от строительства и заканчивая скульптурой.

Так что существует много того, что можно сделать из гранита. Именно поэтому данный минерал является наиболее популярным в современном мире.

Если сравнивать с мрамором. то прочность гранита выше в 2 раза. Твердость обеспечена за счет присутствия кварца. Режут и шлифуют камень посредством алмаза. В отличие от того же мрамора, гранитные изделия не теряют свои эксплуатационные показатели и внешний вид при использовании в условиях температурного перепада, составляющего более 100 градусов.

Гранитному камню не страшны морозы -60°C и жара более +50 градусов, что является весьма важным в условиях непостоянного российского климата. Даже в самых экстремальных условиях изделия из камня выглядят безукоризненно и сохраняют свою прочность. Кроме того, гранит меньше чем мрамор, подвергается грибковым поражениям.

Еще одним достоинством камня является его пожаробезопасность. Температура плавления составляет +700 градусов.

Прочность всех материалов зависит от уровня влагопоглощения. По этому показателю гранит превосходит остальные материалы. Величина влагопоглощения зависит от места добычи камня. Более плотные слои месторождений обуславливают высокие характеристики добываемой породы, в частности по влагопоглощению. Глубина залегания, влияя на прочность и плотность породы, во многом определяет сферу ее использования.

Гранит, технические характеристики которого уже знакомы, обладает высокой устойчивостью к воздействию окружающей среды, в том числе атмосферных осадков и разных кислот. Не влияет на эксплуатационные характеристики и циклы замораживания и оттаивания, количество которых может достигать нескольких сотен раз.

Морозостойкость камня обеспечивается за счет того, что он практически не впитывает влагу. Такие свойства позволяют использовать породу для облицовки набережных. К сведению, большая часть гранитных набережных Санкт Петербурга заложена во времена Петра I, что говорит о прочности и долговечности материала.

В зависимости от размера зерна, граниты бывают:

Если брать мелкозернистый гранит, свойства камня будут намного выше. Мелкозернистая группа лучше противостоит механическим воздействиям. Более равномерно истирается при эксплуатации, устойчивее к выветриванию, меньше трескается при нагревании.

Эта группа считается самой качественной и дорогой. Отличается высокой прочностью, полной водонепроницаемостью и устойчивостью к разрушению. Недостаточной огнестойкостью характеризуются крупнозернистые образцы. При нагревании свыше 600 градусов они начинают увеличиваться в объеме и трескаться. Поэтому в жилых домах часто после пожаров можно наблюдать растрескавшиеся гранитные ступени и лестницы.

Не смотря на высокую прочность и плотность, камень хорошо обрабатывается: режется, шлифуются и полируется. Учитывая хорошую теплопроводность, гранитный камень часто используется для каменок.

Несомненно, вышеперечисленные характеристики являются достоинствами и преимуществами данного материала. Однако, как и любой другой строительный материал, гранитный камень имеет свои недостатки. Главным «минусом» является объемный вес гранита, за счет которого порода считается одним из самых тяжеловесных отделочных материалов. Данная характеристика должна обязательно учитываться в строительных проектах.

Состав гранита

Само слово «гранит» (по-английски granite) происходит от латинского granum, что в переводе означает «зерно», «зернистый». Из чего состоит гранит:

• полевой шпат (микроклин, ортоклаз и плагиоклаз);
• кварц;
• слюда (биотит, мусковит);
• амфиболы (в основном роговая обманка).

ПШ является основным веществом, влияющим на цветовую гамму природного камня, его содержится от общего состава не менее 35%. В полевых шпатах микроклин и ортоклаз преобладают над плагиоклазом, если первых обычно наблюдается от 40 до 60%, то последнего – от нуля до 30%.

Основные свойства гранита

Гранит встречается на разных материках нашей планеты, в основном обнаруживается в местах сильного разрушения земной коры. Образуясь, он очень медленно затвердевает, формируясь в плотное вещество с зернистой структурой. Гранит обладает многими замечательными свойствами, благодаря которым успешно используется как строительный материал. Его основные характеристики:

Крупнозернистые сорта имеют худшие сжимающие и изгибные свойства, чем мелкозернистые и среднезернистые составы. Плотность гранита со средним значением 2,65 — 2,75 г/см3 делает этот природный камень одним из самых стойких. Такой материал идеально подходит для производства изделий, подвергающихся большим механическим нагрузкам.

На поверхности любого гранита не остается царапин от острых предметов, по этому показателю данный материал практически не имеет себе равных. Еще он экологичен и нерадиоактивен, абсолютно безопасен для здоровья человека.

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 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.

5 июля 2011 5 августа 2014

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

Источник: tokyostreet.ru

Твёрдость минералов и таблица значений по шкале Мооса

Для различения твёрдости минералов обычно применяют экспресс-метод, позволяющий определить относительные значения показателя по шкале Мооса. Чтобы им воспользоваться, достаточно взять карандаш, гвоздь и стекло. Существуют также и точные способы измерения, но они требуют приборного обеспечения. Результаты в абсолютных величинах различаются, но есть таблицы, помогающие сопоставить прочность, определённую по разным методикам.

Способы измерения твёрдости

Степень крепости материала оценивают посредством вдавливания в него более прочного предмета, а также шлифования и царапания его поверхности. Выбор, по какой шкале измерять твёрдость минералов, большой. Кроме оставления борозды эталонными кристаллами Мооса существует 6 основных методов измерения:

1. Шкала Роквелла – фиксируется глубина проникновения идентора с алмазным наконечником в материал. Применяется в отношении металлов и сплавов.
2. Твёрдость по Шору определяют так же. Дополнительно метод позволяет исследовать крепкость пластмассы и эластичных предметов.
3. Шкала Кнупа работает по принципу вдавливания. Оценка результата производится в единицах Кнупа: алмаз – 8500, корунд – 2000.
4. Твёрдость горной породы по методу Шрейнера количественно определяется отношением нагрузки на пуансон к площади штампа. Сопровождается измерение вычерчиванием диаграммы деформации.
5. Шкала Розиваля построена по примеру таблицы Мооса: показатели для ряда минералов получены с помощью прибора твердомера по результатам шлифования образцов. Трудоёмкость метода не позволила ему вытеснить классику.
6. Пирамида Виккерса, армированная алмазами, статически вдавливается в предмет испытаний, а результат смотрят по площади отпечатка через микроскоп. Приборы называются твердомерами (например, ПМТ-3).

Все точные методы нахождения крепкости уступают быстрому табличному способу определения по сравниванию прочностных свойств минералов. Не всегда необходимо видеть разрушающую нагрузку, в большинстве случаев достаточно знать, какой камень является более твёрдым.

Принципы градации от Мооса

Систему сравнений твёрдости кристаллов изобрёл немецкий геолог Фридрих Моос (другой вариант звучания — Мосс). Она представляет собой десятибалльную шкалу из эталонных минералов, расположенных в порядке возрастания прочности.

При попытке поцарапать одним кристаллом другой выстраивается цепочка от самого мягкого камня (талька) до наикрепчайшего (алмаза). Информирует шкала твердости Мооса только о сравнительной прочности сопоставляемых минералов.

Если испытуемый камень не оставляет следа на кварцевой грани, а эталон не царапает образец, тогда можно утверждать, что крепкость проверяемого кристалла равна 7 по таблице шкалы Мооса.

Контрольный минерал	Номер по определителю	Другие камни той же прочности	Царапающий предмет	Значение твёрдости резца
Тальковый камень	1	Графит	Ноготь	2,5
Гипс (селенит)	2	Галит, слюда, хлорит	~	~
Кальцит (исландский шпат)	3	Биотит, серебро, золото	Медная монета	3,5
Флюорит (плавиковый шпат)	4	Сфалерит, доломит	Нож из железа, оконное стекло	5,5
Апатит	5	Лазурит, гематит	~	~
Ортоклаз (адуляр, полевой шпат)	6	Опал, рутил	Гвоздь из стали	6,5
Кварц (агат, яшма, аметист, горный хрусталь, авантюрин)	7	Турмалин, гранат	Победитовое сверло	8,5
Топаз	8	Аквамарин, изумруд, шпинель	~	~
Корунд (сапфир, рубин)	9	Карбид вольфрама	Алмаз	10
Алмаз	10	Эльбор	―	―

Для удобства использования эталонный минерал закрепляют на конце трубки эпоксидным клеем. Царапают осторожно, стараясь не повредить образец. Таким же образом работают и с подручными предметами. Поскольку твердость стекла по шкале Мооса занимает среднее положение (между значениями 5 и 6), то испытание начинают именно с царапания его поверхности.

Таблица со шкалой сравнения

Сопоставление прочностной характеристики, полученной по различным методикам, с таблицей Мооса полезно в практическом применении камней. Абсолютные значения твёрдости определяют по другим оценкам, сравнение критериев видно в таблице.

Минералы и горные породы	Градация по Моосу	По Шрейнеру, МПа	Крепкость по шкале Кнупа, единиц	Твёрдость шлифования в воде по Розивалю	Прочность по микротвердомеру ПМТ-2, ПМТ-3, кг/мм²
Тальк	1	250―400	12	0,03	2,4
Гипс	2	32	1,25	40
Кальцит, мрамор, ангидрит	3	950―1400	135	4,5	110
Флюорит, доломит	4	2500―3200	160	5	190
Апатит, гранит	5	3000―3700	400	6,5	530
Ортоклаз, базальт	6	3900	500	37	790
Кварц, диабаз	7	6300	1250	120	1120
Топаз	8	1550	175	1430
Корунд	9	1900	1000	2060
Алмаз	10	8300	140000	10060

Причина твёрдости гранита заключается в сложном минеральном составе, где основные компоненты, кварц и слюда, отнесены к разным категориям — 7 и 2. Их количественное соотношение и определяет свойства горной породы.

С помощью шкалы Мооса сравнивают также твёрдость металлов — это удобно, когда подбирается оправа для драгоценного камня.

Наименование	Олово	Золото, серебро	Медь, бронза	Никель	Платина	Палладий	Титан	Вольфрам
Значение по градации	1,5	2,5―3	3	4	4,5	4,7	6	7,5

Из таблицы видно, какие металлы могут поцарапать другие. Это обстоятельство важно учитывать при совместном хранении украшений.

Значения прочности драгоценных минералов

Испытание на твёрдость хорошо подходит для того, чтобы отличить редкие красивые кристаллы от их стеклянных или искусственных имитаций. К драгоценным камням относят природные минералы в естественном или обработанном виде — алмазы (бриллианты), сапфиры (синие), рубины, изумруды, александриты.

В особых условиях выращивают синтетические аналоги драгоценных камней. Стоят такие самоцветы значительно дешевле. Недобросовестные производители из искусственных кристаллов или ювелирного стекла необходимого цвета изготавливают украшения, после чего предлагают их по тем же ценам, что и естественные. Известная имитация — фианит. Он очень похож на бриллиант, но его стоимость несопоставима с натуральными камнями. Выявить подделку путём нахождения твёрдости по Моосу несложно:

• когда у сапфира значение указывается 7, то велика вероятность, что сделан кабошон из кварца;
• если в паспорте на бриллиант показатель прочности — 8,5, а должен быть 10, становится понятно, что этот камень не имеет природного происхождения (у фианита показатель именно 8,5).

Иногда в доказательство того, что кристалл натуральный, приводят довод: он царапает стекло. Но надо знать, что ювелирное стекло также оставляет след на обычном. В таблице приведены значения для некоторых камней.

Кристалл	Твёрдость по Моосу	Кристалл	Твёрдость по Моосу
Рубин	9	Агат	6,5―7
Александрит	8,5	Яшма	6―7
Шпинель	8	Амазонит	6―6,5
Топаз	8	Нефрит	6―6,5
Аквамарин	7,5―8	Рутил	6―6,5
Берилл	7,5―8	Родонит	5,5―6,5
Пироп	7,5―8	Обсидиан	5―5,5
Турмалин	7,5―8	Пурпурит	4,5
Циркон	6,5―7,5	Кораллы	3―4

Шкала твёрдости Мооса, несмотря на относительность результатов, остаётся основным инструментом в геологических изысканиях. В полевых условиях каждый переносимый на себе килограмм веса на учёте, а для идентификации неизвестного образца породы достаточно простого ножа и стекла.

Сведения о твёрдости минералов в большинстве справочников приводятся в относительных величинах. Абсолютными значениями интересуется узкий круг специалистов. Другое направление преимущественного использования шкалы Мооса — ювелирное дело. Ориентируясь на показатели твёрдости кристаллов, выбирают способ обработки камня, вариант шлифования и нужные для этого станки и инструменты.

Источник: zolotogid.ru