Твердость минералов по Шкале Мооса
Шкала Мооса (минералогическая шкала твердости) — набор эталонных минералов для определения относительной твердости методом царапания. В качестве эталонов приняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твердости.
Состоит из 10 эталонов твердости: 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 твердости предложена в 1811 году немецким минералогом Фридрихом Моосом.
Твердость камня — это сопротивление, которое оказывает его поверхность при попытке поцарапать ее другим камнем или иным предметом; твердость представляет собой меру связности атомной структуры вещества. Твердость 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.
Гемсловарик: шкала Мооса
Значения шкалы от 1 до 10 соответствуют 10 распространенным минералам — от талька до алмаза. Твердость минерала измеряется путем поиска самого твердого эталонного минерала, который он может поцарапать; и/или самого мягкого эталонного минерала, который царапает данный минерал. Все очень просто. Например, если минерал царапается апатитом, но не флюоритом, то его твердость находится в диапазоне от 4 до 5.
Промежуточные степени твердости 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 твердостями. 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 поддается всесильному и самому твердому 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 твердости материалов по системе мягче-тверже. Испытываемый материал либо царапает эталон и его твердость по шкале Мооса выше, либо царапается эталоном и его твердость ниже эталона. Таким образом, шкала Мооса информирует только об относительной твердости минералов.
Как определить твёрдость камня?
Помимо шкалы Мооса, конечно же есть и другие методы определения твердости минералов, но различные шкалы твердости нельзя однозначно соотнести друг с другом. Практикой приняты несколько более точных систем измерения твердости материалов, ни одна из которых не покрывает весь спектр шкалы Мооса.
Заказать независимую товароведческую экспертизу
Компания «Инвест Консалтинг».
или позвоните по номеру +7 (495) 255-08-90
Нажимая кнопку «Отправить», вы автоматически выражаете согласие на обработку своих персональных данных и принимаете условия Пользовательского соглашения.
Бытовые средства измерения твердости
Иногда для определения твердости 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 тверже полевого шпата, приближаясь по твердости к кварцу, и легко царапает стекло.
Классификация природных каменных материалов по твердости
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 твердость
Линейная твердость 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)
Источник: www.inconsalt.ru
Шкала Мооса
Шкала Мооса создана в 19-ом веке. Измеритель назван по фамилии своего создателя. Имя же его – Карл Фридрих Кристиан.
Оно указывает на происхождение ученого. Немец учился в Гелле. Университет там основали еще в 17-ом столетии. Однако, Моос не ограничился родиной.
Ездил грызть гранит науки так же во Францию и в Англию. Грыз гранит Карл, иногда, в прямом смысле. Специализация ученого – минералогия, геология.
Мужчина увлекся измерением твердости камней. Для этого и царапал их, и на зубок пробовал. В итоге, создал шкалу. Узнаем, что она из себя представляет.
Что такое Шкала Мооса
Геологи знают, что шкала твердости Мооса выглядит, как ящичек. Из чего он сделан, неважно. Важно количество отсеков, их 10.
Дополнительных делений, как на градуснике, линейке, иных измерителях, нет. Отсеки пронумерованы, в них лежат образцы минералов.
Это эталоны твердости, камни, крепость которых исчисляется в целых долях. Под цифрой один – образец с твердостью 1, а под цифрой 10 – минерал с твердостью 10 баллов.
Какие минералы входят в шкалу Мооса
Шкала Мооса. Википедия и другие источники описывают ее одинаково. Порядок установлен изначально, еще в 18-ом веке.
Тогда применение первого минерала в списке было не столь широко. Тальк стал активно применяться с появлением резины.
Камень помещают в шины, перчатки, прочие вещи, в которых резиновые поверхности трутся друг об друга. Это изнашивает материал.
Приостанавливает процесс посыпка тальком. Имея твердость всего в один балл, он крошится при малейшем нажатии, превращаясь в детскую присыпку, косметические средства, таблетки. Есть даже пищевая добавка на основе талька — E553b.
Вторую позицию занимает гипс. В натуральном виде, без термической обработки он мягок, как графит а карандашах.
Кстати, твердость графита так же 2 балла. Такой же показатель и еще у пары минералов – галита и хлорита.
Но, в шкалу резонно поместили общеизвестные, распространенные камни, чтобы не было сложности в их приобретении.
К тому же, так измеритель понятен широким массам, а не только геологам. Твердость алюминия по шкале Мооса тоже 2 балла. Но, алюминий металл, а в таблице лишь минералы.
Твердость минерала по шкале Мооса определяется тем, какой из камней царапает образец, и какие, напротив, царапают его. Так вот, кальцит оставляет черту на гипсе.
Поэтому, карбонат кальция стоит на 3-ей позиции. На нее могли поставить и золото, или серебро. Но, кальцит распространеннее в природе и стоит копейки.
Шкала Мооса – таблица, на 4-ю строку которой помещен флюорит. Название камня переводится, как «текучий». Флюорит используют в качестве добавки к металлургическим смесям.
Минерал делает из лекоплавкими. Второе название флюорита – плавиковый шпат. Он является составной плавиковой кислоты. Она разъедает стекло. Так что флюорит в каком-то смысле тверже кварца – основной составляющей стекла.
Середнячок шкалы – апатит. Название камня значит «обманщик». Греческое имя дано камню из-за многообразия его форм. Они вводят в заблуждение начинающих геологов.
Те принимают апатиты то за бериллы, то за турмалины. Но, в одном минерал не обманывает. Его твердость всегда равна 5 баллов.
№6 – ортоклаз. Твердость камней по шкале Мооса – точный показатель. Близкими обладает опал. Крепость его разновидностей разнится.
Встречаются образцы с твердостью 5,5, бывают 6-бальные камни, а бывает и крепость в 6,5 баллов. Ортоклаз же постоянен. Используют его в производстве электрокерамики и фарфора.
7-я отметка шкалы отдана кварцу. Он самый распространенный минерал. Аметист, топаз, цитрин, горный хрусталь, кошачий глаз, — все это разновидности кварца. У всех них одна эталонная твердость. Примерно такая же твердость стекла по шкале Мооса.
Но, стекло не минерал. К тому же, кварц все же царапает оконные поверхности, уступающие ему десятые доли балла.
Так что, стекло по шкале Мооса имеет твердость около 6,5-6,7. К слову, на этой же позиции находится гранит по шкале Мооса.
Крепче кварца топаз. Ему отдана 8-я строчка. До появления шкалы полудрагоценный минерал иногда путали с алмазами. У топаза есть бесцветная, прозрачная разновидность.
Такой кристалл вставлен в корону правителей Португалии. Изготавливали головной убор в 17-ом столетии.
Мастера не догадались провести по лже бриллианту настоящим алмазом, дабы раскрыть природу двойника.
Царапает топаз и корунд. Его твердость – 9 баллов. Такую имеет и керамогранит. Твердость по шкале Мооса разнится с обычным гранитом из-за термической обработки.
Ну, да вернемся к корунду. Его разновидности – сапфир и рубин. Из не ювелирных образцов камня делают наждачную бумагу.
Добавляют минерал и в огнеупорные смеси. Температура плавления корунда превышает 2000 градусов Цельсия.
Алмаз по шкале Мооса рекордсмен. 10-бальной твердостью не может похвастаться ни один другой минерал в мире. Он в 1600 раз крепче талька, с которого начинается таблица.
Интересно, что химическая формула бриллиантов идентична составу графита, того самого, что ломается в карандашах.
Твердость алмаза по шкале Мооса – итог преобразования структурной решетки в недрах земли под действием давления и температур.
Практическое применение шкалы Мооса
Зная твердость гранита по шкале Мооса, или иных материалов, мастера ориентируются чем их обрабатывать.
Проверка крепости с помощью проведения черт помогает с точностью определить природу образца. Многие кристаллы схожи внешне.
Чего стоит одна только история про «алмаз» в короне монархов Португалии. Расставить точки над «и», понять, сколько просить за камень, сколько он прослужит, как его полировать помогает шкала Мооса. Аллюминий, как и десятки других металлов, пород, минералов в таблице не указаны.
Но, их показатели в соответствии со шкалой, изучены. Их можно найти в отдельных таблицах и рейтингах, размещенных в интернете и специальных изданиях геологической тематики.
Источник: tvoi-uvelirr.ru
Шкала Мооса: минералы и их характеристики
Драгоценные и поделочные камни имеют разную твердость. Эта характеристика очень важна: от нее зависит износостойкость минерала, а также выбор способа отделки. У ювелиров не было единой системы работы с этой «величиной», пока немецкий ученый Фридрих Моос не предложил определять твердость методом царапания эталонных образцов. Геммолог выбрал десять известных пород, которые затем расположил в порядке возрастающей твердости: тальк, гипс, кальцит, флюорит, апатит, ортоклаз, кварц, топаз, корунд, алмаз. Шкала Мооса оказалась удобной, потому используется до сих пор.
Осадочный минерал гипс имеет твердость, равную двум. Он мягок, его легко повредить, но минералы подобные тальку царапает. Интересно, что из тонковолокнистого гипса (селенит) делают украшения, сувениры, шкатулки. Предметы отличаются нежными кремовыми оттенками и шелковистым блеском, стоит ли говорить ‒ обращаться с ними нужно аккуратно.
Флюорит или плавиковый шпат ‒ минерал хрупкий, он боится кислот и легко царапается ножом, стеклом. Ювелиры ценят его за яркую окраску, часто с включениями, образующими красивый рисунок. Украшения из флюорита стали делать не так давно ‒ «капризный» камень требует бережного обращения.
Ортоклаз или полевой шпат в ювелирном деле практически не используют. Камень устойчив к царапанию ножом и пригодится, если вы решите сделать надпись на гипсовой вазочке или стекле. Твердостью ортоклаза обладают поделочные камни рутил и опал ‒ износостойкие минералы часто используют для изготовления ювелирной бижутерии.
Корунд (сапфир, рубин) ‒ эталон твердости, оставить след на гранях этого минерала может только алмаз. Камень огнеупорен и износостоек, а значит, будет выглядеть презентабельно не один десяток лет. Этими свойствами в том числе и объясняется высокая цена камня.
Высшую ступень в системе Мооса занимает алмаз. Повредить его другим минералом невозможно, а максимальная твердость позволяет отличать от других «прозрачных» камней. Такая характеристика делает алмаз востребованным материалом не только в ювелирном деле, но и техническом производстве.
Золотое кольцо SOKOLOV 714377_s с искусственным опалом, корундами, фианитами
Чем полезна шкала Мооса?
Шкала твердости Мооса достаточно условна и дает лишь относительные значения: камень с высоким числовым значением царапает камень с меньшим числовым значением. Но даже при таком подходе полезна:
• зная значения твердости минералов, можно отличить драгоценные и полудрагоценные камни от подделок, особенно от стеклянных имитаций.
• позволяет найти одинаковые по твердости камни и, в случае необходимости, заменить одни другими.
• некоторые камни бижутерных изделий можно легко повредить, знание их характеристик поможет правильно хранить и использовать украшения с минералами в повседневной жизни.
Источник: www.alltime.ru
В чем измеряется твердость драгоценных камней
Подборка полезных, интересных статьей и обзоров из мира ювелирного искусства
МЕНЮ:
ЮВЕЛИРНЫЕ КАМНИ:
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.
Источник: www.artclayrussia.ru