stringtranslate.com

шкала Мооса

Открытый деревянный ящик с десятью отделениями, в каждом из которых находится пронумерованный образец минерала.
Набор для определения твердости по шкале Мооса, содержащий по одному образцу каждого минерала по десятибалльной шкале твердости.

Шкала твердости минералов Мооса ( / m oʊ z / MOHZ ) — это качественная порядковая шкала от 1 до 10, характеризующая устойчивость минералов к царапанию через способность более твердого материала царапать более мягкий материал.

Шкала была введена в 1812 году немецким геологом и минералогом Фридрихом Моосом в его книге Versuch einer Elementar-Methode zur naturhistorischen Bestimmung und Erkennung der Fossilien (английский: Попытка элементарного метода естественно-исторического определения и распознавания окаменелостей); [1] [2] [a] это одно из нескольких определений твердости в материаловедении , некоторые из которых носят более количественный характер. [3]

Метод сравнения твердости путем наблюдения за тем, какие минералы могут царапать другие, имеет очень древнюю историю, его упоминал Теофраст в своем трактате «О камнях» ( ок.  300 г. до н. э.) , а затем Плиний Старший в своей «Естественной истории» ( ок.  77 г. н. э.) . [4] [5] [6] Шкала Мооса полезна для идентификации минералов в полевых условиях , но не является точным предсказателем того, насколько хорошо материалы выдерживают воздействие промышленных условий. [7]

Справочные минералы

Шкала твердости минералов Мооса основана на способности одного природного образца минерала заметно царапать другой минерал. Минералы — это химически чистые твердые вещества, встречающиеся в природе. Горные породы — это смеси одного или нескольких минералов.

Алмаз был самым твердым известным природным минералом, когда была разработана шкала, и определяет верхнюю границу шкалы, произвольно установленную на 10. Твердость материала измеряется по шкале путем нахождения самого твердого материала, который данный материал может поцарапать, или самого мягкого материала, который может поцарапать данный материал. Например, если какой-то материал царапается апатитом, но не флюоритом , его твердость по шкале Мооса будет между 4 и 5. [8]

Технически, «царапание» материала для целей шкалы Мооса означает создание неупругих дислокаций , видимых невооруженным глазом. Часто материалы, которые находятся ниже по шкале Мооса, могут создавать микроскопические неупругие дислокации на материалах, которые имеют более высокое число Мооса. Хотя эти микроскопические дислокации являются постоянными и иногда пагубными для структурной целостности более твердого материала, они не считаются «царапинами» для определения числа шкалы Мооса. [9]

Каждое из десяти значений твердости шкалы Мооса представлено эталонным минералом , большинство из которых широко распространены в горных породах.

Шкала Мооса является порядковой шкалой . Например, корунд (9) в два раза твёрже топаза (8), а алмаз (10) в четыре раза твёрже корунда. [ требуется ссылка ] В таблице ниже показано сравнение с абсолютной твёрдостью , измеренной склерометром , с изображениями эталонных минералов в крайнем правом столбце. [10] [11]

Примеры

Ниже приведена таблица большего количества материалов по шкале Мооса. Некоторые из них имеют твердость между двумя эталонными минералами шкалы Мооса. Некоторым твердым веществам, которые не являются минералами, была присвоена твердость по шкале Мооса. Однако твердость может затруднить определение того, является ли вещество смесью других веществ или это может быть вводящим в заблуждение или бессмысленным. Например, некоторые источники присвоили твердость по Моосу 6 или 7 граниту, но это порода, состоящая из нескольких минералов, каждый из которых имеет свою собственную твердость по Моосу (например, гранит с высоким содержанием топазов содержит: топаз — Моос 8, кварц — Моос 7, ортоклаз — Моос 6, плагиоклаз — Моос 6–6,5, слюду — Моос 2–4).

Использовать

Несмотря на отсутствие точности, шкала Мооса актуальна для полевых геологов, которые используют ее для приблизительной идентификации минералов с помощью наборов для царапин. Твердость минералов по шкале Мооса обычно можно найти в справочных листах.

Твердость по Моосу полезна при измельчении . Она позволяет оценить, какой тип мельницы и шлифовальной среды лучше всего измельчит данный продукт, твердость которого известна. [15]

Производители электроники используют эту шкалу для проверки устойчивости компонентов плоских дисплеев (например, защитного стекла для ЖК-дисплеев или инкапсуляции для OLED-дисплеев ), а также для оценки твердости сенсорных экранов в бытовой электронике. [16]

Сравнение со шкалой Виккерса

Сравнение твердости по Моосу и Виккерсу : [17]

Сноски

  1. ^
    В demselben Jahre (1812) wurde MOHS als Professor am Joanneum angestellt und veröffentliche den ersten Teil seines Werkes Versuch einer Elementarmethode zur naturhistorischen Bestimmung und Erkennung der Fossilien , in welcher die bekannte Härteskala aufgestellt wurde. - фон Грот (1926)
     
    В том же году (1812) МОХС был принят на работу в качестве профессора в Йоханнеум и опубликовал первую часть своей работы « Попытка элементарного метода естественно-исторического определения и распознавания ископаемых» , в которой была установлена ​​известная шкала твердости. [1]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Аб фон Грот, Пауль Генрих (1926). Entwicklungsgeschichte der Mineralogischen Wissenschaften [ История развития минералогических наук ] (на немецком языке). Берлин: Шпрингер. п. 250. ИСБН 9783662409107.
  2. ^ "Твёрдость по шкале Мооса". Encyclopaedia Britannica (онлайн-ред.).
  3. ^ "Шкала твёрдости Мооса". Минералогическое общество Америки . Получено 10 февраля 2021 г.
  4. ^ Теофраст . Теофраст на камнях . Получено 10 декабря 2011 г. – через Farlang.com.
  5. ^ Плиний Старший . «Книга 37, Глава 15». Naturalis Historia . Адамас : Шесть его разновидностей. Два средства.
  6. ^ Плиний Старший . «Книга 37, гл. 76». Naturalis Historia . Методы испытания драгоценных камней.
  7. ^ "Твёрдость". Механическая твёрдость материалов. Центр ресурсов неразрушающего контроля. Архивировано из оригинала 14 февраля 2014 г.
  8. ^ "Шкала твердости минералов по Моосу". Американская федерация минералогических обществ – через amfed.org.
  9. ^ Geels, Kay (26 апреля 2000 г.). «Истинная микроструктура материалов». Materialographic Preparation from Sorby to the Present (PDF) . Application notes and guides (Report). The Struers metallographic library. Copenhagen, DK: Struers A/S. pp. 5–13. Архивировано из оригинала (PDF) 7 марта 2016 г.
  10. ^ "Что важно в твердости?". Галереи аметистов. Галерея минералов. Архивировано из оригинала 30 декабря 2006 г. – через gallery.com.
  11. ^ "Твёрдость минералов и шкалы твёрдости". Inland Lapidary. Архивировано из оригинала 17 октября 2008 г. – через inlandlapidary.com.
  12. ^ Мукерджи, Свапна (2012). Прикладная минералогия: применение в промышленности и окружающей среде. Springer Science & Business Media. стр. 373. ISBN 978-94-007-1162-4– через Google Книги.
  13. ^ Самсонов, ГВ, ред. (1968). "Механические свойства элементов". Справочник по физико-химическим свойствам элементов . Нью-Йорк, Нью-Йорк: IFI-Plenum. стр. 432. doi :10.1007/978-1-4684-6066-7. ISBN 978-1-4684-6068-1.
  14. ^ "Шкала твёрдости Мооса: тестирование устойчивости к царапинам". geology.com . Получено 9 августа 2021 г. .
  15. ^ "Уменьшение размера, измельчение". Измельчение и помол. PowderProcess.net . Получено 27 октября 2017 г. .
  16. ^ Перди, Кевин (16 мая 2014 г.). «Твёрдость — это не прочность: почему экран вашего телефона может не поцарапаться, но разобьётся». Computerworld . IDG Communications Inc . Получено 16 апреля 2021 г. .
  17. ^ Ральф, Джолион. «Добро пожаловать на mindat.org». mindat.org . Институт минералогии Хадсона . Получено 16 апреля 2017 г. .

Дальнейшее чтение