MOHS stupnica tvrdosti

Mohsova tvrdosť je porovnávacia metóda na meranie odolnosti minerálov proti poškriabaniu v rozsahu od 1 do 10. Myšlienka Mohsovej stupnice tvrdosti je celkom jednoduchá. Táto stupnica pomáha identifikovať minerály testovaním ich schopnosti poškriabať sa alebo byť poškriabaný minerálom známej tvrdosti. Tvrdší materiál poškriabe mäkší materiál.

Diamant je najtvrdším materiálom na Mohsovej stupnici tvrdosti s maximálnou hodnotou 10, zatiaľ čo mastenec sa nachádza na najnižšom konci stupnice s hodnotou 1.

Napríklad sadra môže poškriabať mastenec; preto má vyššiu hodnotu tvrdosti Mohsovej stupnice Scratch Hardness ako mastenec.

Mineralogická veda vďačí za svoje poznanie najmä rôznym stupniciam a meraniam, ktoré sa v priebehu rokov vyvinuli. Jednou z takýchto kľúčových stupníc, ktorá meria tvrdosť minerálov, je Mohsova stupnica tvrdosti. Pre každého, kto má sklon k gemológii, geológii alebo mineralógii, predstavuje táto stupnica neoceniteľný nástroj na rozlišovanie a kategorizáciu minerálov. Poďme sa ponoriť hlbšie do pochopenia Mohsovej stupnice tvrdosti.

Mohsovu stupnicu tvrdosti navrhol v roku 1812 nemecký geológ a mineralóg Friedrich Mohs. Uvedomoval si potrebu systematickej klasifikácie minerálov a navrhol jednoduchú, ale účinnú metódu určovania tvrdosti. Išlo o pozorovanie, ktoré minerály môžu poškriabať iné.

Je fascinujúce, že Mohs nevynašiel koncept skúšania tvrdosti. Už staroveké civilizácie robili pozorovania o tom, ktoré materiály sa dajú použiť na poškriabanie alebo vyrezanie do iných. Mohs však ako prvý zostavil konzistentný a porovnateľný zoznam.

Gemológia a šperky: Jedným z bezprostredných využití Mohsovej stupnice je gemológia. Pri navrhovaní šperkov je nevyhnutné poznať tvrdosť použitých drahých kameňov, pretože priamo ovplyvňuje ich trvanlivosť a odolnosť voči oderu. Napríklad diamanty s tvrdosťou 10 podľa Mohsovej stupnice sa často používajú v zásnubných prsteňoch, pretože odolávajú poškriabaniu lepšie ako väčšina iných kameňov.

Konštrukcia a výroba: Tvrdosť materiálov zohráva kľúčovú úlohu v stavebníctve a vo výrobnom priemysle. Poznanie tvrdosti minerálov môže napríklad pomôcť pri výbere správneho druhu strojov alebo nástrojov na ťažbu alebo rezanie.

Vzdelávanie: Mohsova stupnica slúži ako základný nástroj na uvedenie študentov do sveta mineralógie. Vďaka svojej jednoduchosti a ľahkému používaniu je medzi pedagógmi obľúbená.

Mohsova stupnica tvrdosti sa ľahko používa, ale chýba jej presnosť, pretože má len 10 stupníc s takmer logaritmickým vzťahom k absolútnej tvrdosti. Rozdiel Mohsovej tvrdosti 5 a 6 sa nedá skutočne určiť a je skôr aproximáciou ako sofistikovanejšie a presnejšie metódy merania tvrdosti, ako sú Vickersova alebo Rockwellova.

Relatívna tvrdosť: Mohsova stupnica meria len relatívnu tvrdosť. Neposkytuje absolútnu ani kvantitatívnu mieru. Napríklad, hoci diamant je zaradený na 10. miesto a korund na 9. miesto, diamant je v skutočnosti mnohokrát tvrdší ako korund. Nedostatočná presnosť: Stupnica neobsahuje medziľahlé hodnoty. Preto ak sa dva minerály nachádzajú medzi dvoma číslami, určenie ich relatívnej tvrdosti môže byť náročné. Nie je komplexná: Stupnica zahŕňa len 10 minerálov. Mnohé minerály sa nachádzajú medzi týmito štandardnými číslami, čo si vyžaduje použitie ďalších referenčných minerálov. Ďalšie merania tvrdosti

Vzhľadom na obmedzenia Mohsovej stupnice boli vyvinuté iné metódy na presnejšie meranie tvrdosti. Napríklad Vickersova a Rockwellova stupnica merajú tvrdosť na základe hĺbky alebo veľkosti odtlačku, ktorý zanechala pevná sila. Tieto stupnice sa častejšie používajú v metalurgii.

Výhodou metódy merania tvrdosti podľa Mohsa je proces poškriabania v porovnaní so škrabaním pri ostatných dvoch metódach. Je to užitočné najmä v prípade kryštalických materiálov, ako je sklo alebo keramika, ktoré sa rozbijú a nedeformujú.

Je to jednoduchá rýchla a nákladovo efektívna metóda na určenie tvrdosti minerálov po poškriabaní. Testovacia súprava stojí menej ako 30 USD. A skôr ako sa opýtate. Takáto lacná testovacia súprava sa dodáva bez skutočného diamantu.

Mohsova stupnica tvrdosti zostáva napriek svojim obmedzeniam dôležitým testom pre mineralógiu. Jej jednoduchosť, ľahkosť použitia a skutočnosť, že nevyžaduje žiadne špeciálne vybavenie, ju robia široko populárnou. Či už ju používa študent v triede, klenotník pri posudzovaní drahých kameňov alebo geológ v teréne, Mohsova stupnica je dôkazom vynaliezavosti Friedricha Mohsa a trvalého významu systematickej klasifikácie vo vede.

Ide o jednoduchý spôsob testovania tvrdosti škrabancov pomocou nástrojov, ako je medený cent a oceľový klinec. Pomáha síce kategorizovať minerály, ale poskytuje relatívne, nie presné merania. Napríklad diamant (10) je oveľa tvrdší ako korund (9), ale korund je len dvakrát tvrdší ako topás (8).

Tvrdosť pri vrypoch meria odolnosť voči konštantnému tlaku, napríklad pri zatláčaní klinca do povrchu. Rockwellova stupnica ju meria tak, že na rozdiel od tvrdosti poškriabania zisťuje, ako dobre materiál odoláva vpichu. Táto skúška je presná, ale musí sa vykonávať v laboratórnych podmienkach.

Odrazová tvrdosť kontroluje, ako veľmi sa kladivo s diamantovým hrotom odráža od materiálu. Test Leebovho odskoku? je praktický v teréne, ponúka niektoré výhody oproti laboratórnym testom, ale je menej presný.

Pružnosť a plasticita opisujú, či sa materiál vracia do svojho tvaru (pružný), mení tvar bez porušenia (plastický) alebo sa láme (krehký). Diamant je síce tvrdý, ale krehký, zatiaľ čo meď je mäkká, ale tvárna a poddajná.

Pevnosť meria schopnosť materiálu deformovať sa pri namáhaní, zatiaľ čo húževnatosť meria odolnosť voči porušeniu. Tieto vlastnosti sú rozhodujúce pre rôzne aplikácie:

• Používajte Mohsovu stupnicu pre rezné nástroje.
• Používajte Rockwellovu alebo Vickersovu alebo Brinellovu stupnicu na kontrolu zmáčania.
• Skontrolujte pružnosť a krehkosť nosných konštrukcií.
• Posúdiť pevnosť a húževnatosť konštrukčných materiálov.
• Použite test tvrdosti ceruzkou pre optické nátery a farby.