Шкала твердости минералов или минералогическая шкала Мооса составлена на основании эталонных образцов по степени относительной твердости от 1 до10. Качественный порядковый показатель прочностной стойкости минералов, включённых в эту шкалу, выявляется путём царапания. Механическая способность более твёрдых материалов наносить царапины на более мягкие породы определяет относительную твёрдость минералов того или иного типа.
10 минеральных элементов Мооса представлены в качестве эталонных образцов и упорядочены в порядке возрастания, что позволяет наглядно определить, какой минерал твёрже. Так, например, тальк занимает первую позицию в таблице и считается наиболее мягким среди прочих представленных на шкале. По другую сторону расположился алмаз, который по критерию «прочность минерала» занимает самую вершину, то есть 10-ую позицию по шкале Мооса и не имеет аналогов в природе по этому показателю.
Определение твердости минерала
Твердость определяется следующим образом. На поверхности исследуемого минерала выбирают гладкую площадку и, взяв минерал из шкалы Мооса, проводят им по ней под острым углом с нажимом. Если на поверхности исследуемого образца остается царапина, то его твердость меньше, чем у эталонного минерала. Необходимо убедиться в том, что на исследуемом образце остается именно царапина (углубление), а не порошок эталонного образца.
Используя последовательно эталонные минералы от самого мягкого до наиболее твердого, добиваются такого положения, когда испытуемый образец располагается по своей твердости между двумя эталонными или испытуемый образец царапается эталонным и сам царапает его. В первом случае твердость исследуемого образца оценивается средней величиной, во втором — равна твердости эталонного. Например, если какой-нибудь минерал царапается кварцем и не царапается ортоклазом, то его твердость равна 6,5. Если же другой минерал царапается кальцитом и сам оставляет на нем царапину, то его твердость 3.
(При отсутствии шкалы Мооса твердость минералов можно определить и другими способами.
Так, у графита мягкого карандаша твердость около 1. Минералы с такой твердостью пишут на бумаге, не оставляя на ней царапины.
Минералы с твердостью до 2 царапаются ногтем; железный гвоздь, проволока имеют твердость 4 (бронзовая монета 3,5—4), стекло — 5, стальной нож, игла — 6. Кварц, имеющий твердость 7, широко встречается в природе)..
Следует иметь в виду, что отдельные минералы могут обладать различной твердостью в разных направлениях. Например, твердость дистена вдоль удлиненной грани равна 4, а перпендикулярно к ней —6.
Чтобы определить твердость минерала, представляющего собой порошкообразный или землистый агрегат, необходимо потереть этим порошком эталонный образец.
Если последний покроется царапинами, то твердость эталона меньше, чем исследуемого образца.
Важно подчеркнуть, что единицы твердости по шкале Мооса относительны. Так, например, алмаз по методу вдавливания имеет твердость 10 000 кг/мм2, а тальк — 43 кг/мм2, т. е. твердость алмаза больше твердости талька не в 10, а в 232 раза.
ПРИМЕНЕНИЕ
Синие прозрачные сапфиры используют в ювелирных изделиях в виде огранок. Звёздчатые сапфиры обычно обрабатываются в виде кабошона. Синтетические лейкосапфиры находят применение в качестве сырья для изготовления офтальмологических скальпелей и хрусталиков глаза; для производства высокопрочных оптически прозрачных элементов (иллюминаторов космических станций, защитных стёкол оптических средств ракет и самолётов, защитных стёкол экранов в мобильных телефонах, часах и фотоаппаратах высшего ценового сегмента); как подложки в микросхемах; в стоматологии — для изготовления эстетичных брекетов, в промышленности — для изготовления сопел для гидроабразивных станков. В отличие от кварца, лейкосапфир не реагирует с парами щелочных металлов вплоть до самых высоких температур, поэтому из искусственного лейкосапфира массово изготавливаются горелки натриевых ламп высокого давления. Лейкосапфиры также находят применение в различных областях лазерной техники. Синтетический сапфир, активированный ионами Ti3+, используется в качестве активных элементов в титан-сапфировых лазерах.
Сапфир (англ. Sapphire) – Al2O3
| Молекулярный вес | 101.96 г/моль |
| Происхождение названия | происхождение названия камня до сих пор точно не установлено |
| IMA статус | действителен |
Шкала Мооса. Твёрдость минералов
Шкала Мооса (минералогическая шкала твёрдости) — набор эталонных минералов для определения относительной твёрдости методом царапания.
В качестве эталонов приняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твёрдости.
Состоит из 10 эталонов твёрдости: 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 твёрдости предложена в 1811 году немецким минералогом Фридрихом Моосом.
— это сопротивление, которое оказывает его поверхность при попытке поцарапать ее другим камнем или иным предметом
; твердость представляет собой меру связности атомной структуры вещества.
Твёрдость одного и того же камня может быть различной в разных направлениях
. Большим различием твердости в разных направлениях среди других минералов выделяется : твердость изменяется у него от 5 до 7, и в одних направлениях образец царапается ножом, а в других нет.
Значения шкалы от 1 до 10 соответствуют 10 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. Всё очень просто. Например, если минерал царапается апатитом, но не флюоритом, то его твёрдость находится в диапазоне от 4 до 5.
Промежуточные степени твёрдости 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 твёрдостями
.
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 поддаётся всесильному и самому твёрдому 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 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
.
Помимо шкалы Мооса, конечно же есть и другие методы определения твёрдости минералов, но различные шкалы твёрдости нельзя однозначно соотнести друг с другом
.
Практикой приняты несколько более точных систем измерения твёрдости материалов, ни одна из которых не покрывает весь спектр шкалы Мооса.
Можно ли алмаз поцарапать или разбить молотком?
Исходя из вышесказанного можно сделать вывод: поцарапать бриллиант невозможно. Это дает возможность быстро выявлять грубые подделки из стекла, легко царапающиеся стальной иглой или пилочкой для ногтей. Правда, имитации бриллианта вроде фианита, а тем более, карборунда, таким образом распознать невозможно.
А вот веществ прочнее алмаза предостаточно – да та же сталь! Это значит разбить алмаз вполне реально. Естественно, камень спокойно переживет падение со значительной высоты, да и если наступите на него, ничего критичного не приключится. Но если с силой ударить по алмазу молотком, он треснет, а то рассыплется в мелкую крошку.
Только делать этого не стоит: слишком дорогостоящим выйдет эксперимент, а мир лишится еще одного бриллианта, формировавшегося в течение сотен миллионов лет!
19.04.21
Бытовые средства измерения твёрдости
Иногда для определения твёрдости 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.
хорошо запомнить:
- ноготь оставляет царапину на гипсе и более мягких веществах
- обычное оконное стекло немного мягче полевого шпата
- стальное лезвие ножа немного твёрже полевого шпата, приближаясь по твердости к кварцу, и легко царапает стекло.
Классификация природных каменных материалов по твёрдости
| 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 |
Таблица соотношений между числами твердости по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу, Шору
Указанные значения твердости по Роквеллу, Виккерсу и Шору соответствуют значениям твердости по Бринеллю, определенным с помощью шарика диаметром 10 мм.
| По Роквеллу | По Бринеллю | По Виккерсу (HV) | По Шору | |||
| HRC | HRA | HRB | Диаметр отпечатка | HB | ||
| 65 | 84,5 | – | 2,34 | 688 | 940 | 96 |
| 64 | 83,5 | – | 2,37 | 670 | 912 | 94 |
| 63 | 83 | – | 2,39 | 659 | 867 | 93 |
| 62 | 82,5 | – | 2,42 | 643 | 846 | 92 |
| 61 | 82 | – | 2,45 | 627 | 818 | 91 |
| 60 | 81,5 | – | 2,47 | 616 | – | – |
| 59 | 81 | – | 2,5 | 601 | 756 | 86 |
| 58 | 80,5 | – | 2,54 | 582 | 704 | 83 |
| 57 | 80 | – | 2,56 | 573 | 693 | – |
| 56 | 79 | – | 2,6 | 555 | 653 | 79,5 |
| 55 | 79 | – | 2,61 | 551 | 644 | – |
| 54 | 78,5 | – | 2,65 | 534 | 618 | 76,5 |
| 53 | 78 | – | 2,68 | 522 | 594 | – |
| 52 | 77,5 | – | 2,71 | 510 | 578 | – |
| 51 | 76 | – | 2,75 | 495 | 56 | 71 |
| 50 | 76 | – | 2,76 | 492 | 549 | – |
| 49 | 76 | – | 2,81 | 474 | 528 | – |
| 48 | 75 | – | 2,85 | 461 | 509 | 65,5 |
| 47 | 74 | – | 2,9 | 444 | 484 | 63,5 |
| 46 | 73,5 | – | 2,93 | 435 | 469 | – |
| 45 | 73 | – | 2,95 | 429 | 461 | 61,5 |
| 44 | 73 | – | 3 | 415 | 442 | 59,5 |
| 42 | 72 | – | 3,06 | 398 | 419 | – |
| 40 | 71 | – | 3,14 | 378 | 395 | 54 |
| 38 | 69 | – | 3,24 | 354 | 366 | 50 |
| 36 | 68 | – | 3,34 | 333 | 342 | – |
| 34 | 67 | – | 3,44 | 313 | 319 | 44 |
| 32 | 67 | – | 3,52 | 298 | 302 | – |
| 30 | 66 | – | 3,6 | 285 | 288 | 40,5 |
| 28 | 65 | – | 3,7 | 269 | 271 | 38,5 |
| 26 | 64 | – | 3,8 | 255 | 256 | 36,5 |
| 24 | 63 | 100 | 3,9 | 241 | 242 | 34,5 |
| 22 | 62 | 98 | 4 | 229 | 229 | 32,5 |
| 20 | 61 | 97 | 4,1 | 217 | 217 | 31 |
| 18 | 60 | 95 | 4,2 | 207 | 206 | 29,5 |
| – | 59 | 93 | 4,26 | 200 | 199 | – |
| – | 58 | – | 4,34 | 193 | 192 | 27,5 |
| – | 57 | 91 | 4,4 | 187 | 186 | 27 |
| – | 56 | 89 | 4,48 | 180 | 179 | 25 |
Отверстия под резьбу
Таблица сверл для отверстий под нарезание трубной цилиндрической резьбы.
Размеры гаек под ключ
Основные размеры под ключ для шестигранных головок болтов и шестигранных гаек.
Читать также: Пке 722 2у2 схема подключения
G и M коды
Примеры, описание и расшифровка Ж и М кодов для создания управляющих программ на фрезерных и токарных станках с ЧПУ.
Типы резьб
Типы и характеристики метрической, трубной, упорной, трапецеидальной и круглой резьбы.
Масштабы чертежей
Стандартные масштабы изображений деталей на машиностроительных и строительных чертежах.
Режимы резания
Онлайн калькулятор для расчета режимов резания при точении.
Отверстия под резьбу
Таблица сверл и отверстий для нарезания метрической резьбы c крупным (основным) шагом.
Станки с ЧПУ
Классификация станков с ЧПУ, станки с ЧПУ по металлу для точения, фрезерования, сверления, расточки, нарезания резьбы, развёртывания, зенкерования.
Режимы резания
Онлайн калькулятор для расчета режимов резания при фрезеровании.
Форматы чертежей
Таблица размеров сторон основных и дополнительных форматов листов чертежей.
CAD/CAM/CAE системы
Системы автоматизированного проектирования САПР, 3D программы для проектирования, моделирования и создания 3d моделей.
Линейная твёрдость
Линейная твёрдость 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)
ТвёрдостьМинералАбсолютная твёрдость
| 1 | Тальк (Mg3Si4O10(OH)2) | 1 |
| 2 | Гипс (CaSO4·2H2O) | 3 |
| 3 | Кальцит (CaCO3) | 9 |
| 4 | Флюорит (CaF2) | 21 |
| 5 | Апатит (Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)) | 48 |
| 6 | Полевые шпаты (KAlSi3O8) | 72 |
| 7 | Кварц (SiO2) | 100 |
| 8 | Топаз (Al2SiO4(OH-,F-)2) | 200 |
| 9 | Корунд (Al2O3) | 400 |
| 10 | Алмаз (C) | 1500 |
Кому подходит по знаку зодиака
Мрамор относится к стихии Воды, поэтому имеет особую совместимость с её зодиакальными знаками: Рыбами, Раком, Скорпионом. Людям, родившимся под этими созвездиями, камень помогает:
- очиститься от накопленного негатива;
- появлению бодрости, оптимизма;
- выбрать правильную цель в жизни и реализовать её;
- выбрать верного спутника жизни;
- наладить добрые отношения между домочадцами.
По гороскопу минерал подойдёт и остальным знакам зодиака. Он быстро приспосабливается к энергетике владельца, начинает понимать его желания и помогает их осуществить.
Мраморные предметы, талисманы, обереги, украшения обладают положительной энергией, способствуют доброй атмосфере вокруг хозяина, к какому бы зодиакальному знаку он не относился.
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.
Лечебные свойства
Используется мрамор и в литотерапии. С помощью мраморных шаров делают массаж для снятия боли при радикулите, болезнях суставов, для избавления от нервозности, бессонницы.
Камень помогает оздоровить желудок, сердечно-сосудистую и дыхательную системы. Для этого литотерапевты рекомендуют носить кулон, ожерелье или бусы из мрамора.
Ношение кольца или браслета поможет снизить повышенную возбудимость нервной системы, укрепить нервы. Можно носить эти изделия одновременно.
В целом, массаж шарами и украшения оказывают общеукрепляющее воздействие, способствуют поднятию настроения.
Как ухаживать
Чтобы изделия из мрамора долго служили и сохраняли свою красоту, их нужно регулярно чистить.
Правила ухода:
- Поверхности протирать салфеткой из мягкой ткани.
- Полировать в домашних условиях можно замшей. На средствах для полировки должна быть пометка «для мрамора».
- Если нанести на поверхность изделий специальный полироль, он создаст защитную плёнку и будет отталкивать пыль.
- Для избавления от жирных пятен подходит уайт-спирит. Наносить его нужно аккуратно, чтобы вокруг пятен не появился ореол другого цвета.
- Если от повышенной влажности на поверхности облицовочного камня появилась плесень, нужно обработать её хлорным раствором низкой концентрации.
Для чистки мрамора нельзя применять металлические щётки, пылесосы, абразивные средства, кислоты.
Цена
Стоимость изделий из высококачественного мрамора довольно высока. Примеры цен:
- настольный прибор (ручка, часы из меди на подставке зелёного мрамора) — 38 $;
- настольные часы в форме сердца из розового мрамора — 55 $;
- ваза (высота 42 см) — 80 $;
- фруктовница из зелёного мрамора — 930 $;
- канделябры из мрамора и бронзы — 1 300 $ за пару;
- каминные часы из бронзы и мрамора — 1 900 $.
Продаются и природные необработанные образцы, соседствующие с другими минералами. Например, крупный фрагмент мрамора, на который вросли кристаллы горного хрусталя, продаётся за 35 $.
