Тврдоћа по Мосовој скали
Мосова скала тврдоће је скала од 10 степени којом се одређује релативна тврдина минерала. Измислио ју је немачки минералог Фридрих Мос 1812. године. Тврдина појединачних минерала у овој скали није сложена пропорцијално. Ова скала је једна од оријентационих скала, а класификација се заснива на томе да ако испитивани минерал може да огребе површину узорка, биће класификован његовом тврдоћом.
![Open wooden box with ten compartments, each containing a numbered mineral specimen.](http://178.128.105.246/cars-http-upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fd/Mohssche-haerteskala_hg.jpg/250px-Mohssche-haerteskala_hg.jpg)
У овој скали минерали су поређани од најмекшег до најтврђег. Пример испитивања релативне тврдине минерала: Ако минерал који се испитује може да огребе површину кварца а и кварц може њега онда ће имати кварцову тврдину, односно, тврдину 7 по Мосовој скали. Уколико минерал који испитујемо може да огребе кварц, а овај не може испитивани минерал онда ће његова тврдоћа бити већа од 7, а уколико исти минерал не може да огребе топаз (топаз има тврдину 8 по Мосовој скали) усваја се да је тврдоћа овог минерала по Мосовој скали 7,5.
Ову скалу је 1812. увео немачки геолог и минералог Фридрих Мос, у свом Трактату о минералогији;;[1][2] то је једна од неколико дефиниција тврдоће у науци о материјалима, од којих су неке више квантитативне.[3]
Метод поређења тврдоће посматрањем који минерали могу огребати друге је древног порекла, а помиње га Теофраст у својој расправи О камењу, око 300. п. н. е., а затим Плиније старији у својој Naturalis Historia, око 77. године.[4][5][6] Мосова скала је корисна за идентификацију минерала на терену, али није тачан показатељ колико добро су материјали издржљиви у индустријском окружењу – жилавост.[7]
Употреба
уредиУпркос недостатку прецизности, Мосова скала је релевантна за теренске геологе, који користе скалу да грубо идентификују минерале помоћу комплета за огреботине. Тврдоћа минерала по Мосовој скали се обично може наћи у референтним листовима.
Мосова тврдоћа је корисна при млевењу. Она омогућава процену врсте млина ће најбоље редуковати дати производ чија је тврдоћа позната.[8] Скала се користи код произвођача електронике за тестирање отпорности компоненти екрана са равним екраном (као што је покровно стакло за LCD или инкапсулација за OLED), као и за процену тврдоће екрана осетљивих на додир у потрошачкој електроници.[9]
Минерали
уредиМосова скала тврдоће минерала заснива се на способности једног природног узорка минерала да видљиво загребе други минерал. Узорци материје који се користе по Мосу су сви различити минерали. Минерали су хемијски чисте чврсте материје које се налазе у природи. Стене се састоје од једног или више минерала. Као најтежа позната природна супстанца када је скала дизајнирана, дијаманти су на врху скале. Тврдоћа материјала се мери у односу на скалу проналажењем најтврђег материјала који дати материјал може да загребе, или најмекшег материјала који може да изгребе дати материјал. На пример, ако је неки материјал загребан апатитом, али не и флуоритом, његова тврдоћа по Мосовој скали би била између 4 и 5.[10]
„Гребање” материјала за потребе Мосове скале значи стварање нееластичних дислокација видљивих голим оком. Често материјали који су нижи на Мосовој скали могу створити микроскопске, нееластичне дислокације на материјалима који имају већи Мосов број. Иако су ове микроскопске дислокације трајне и понекад оштећују структур��и интегритет тврђег материјала, оне се не сматрају „гребањима“ за одређивање броја на Мосовој скали.[11]
Мосова скала је чисто ординална скала. На пример, корунд (9) је двоструко тврђи од топаза (8), али је дијамант (10) четири пута тврђи од корунда. У табели испод приказано је поређење са апсолутном тврдоћом мереном склерометром, са сликовитим примерима.[12][13]
Мосова тврдоћа | Минерал | Хемијска формула | Апсолутна тврдоћа[14] | Слика |
---|---|---|---|---|
1 | Талк | Mg3Si4O10(OH)2 | 1 | |
2 | Гипс | CaSO4·2H2O | 2 | |
3 | Калцит | CaCO3 | 14 | |
4 | Флуорит | CaF2 | 21 | |
5 | Апатит | Ca5(PO4)3(OH−,Cl−,F−) | 48 | |
6 | ортоклас, (фелдспат) | KAlSi3O8 | 72 | |
7 | Кварц | SiO2 | 100 | |
8 | Топаз | Al2SiO4(OH−,F−)2 | 200 | |
9 | Корунд | Al2O3 | 400 | |
10 | Дијамант | C | 1500 |
На Мосовој скали, плоча са пругама (неглазирани порцелан) има тврдоћу од приближно 7,0. Коришћење ових обичних материјала познате тврдоће може бити једноставан начин за апроксимацију положаја минерала на скали.[15]
Средња тврдоћа
уредиТабела у наставку садржи додатне супстанце које могу пасти између нивоа:[16]
Поређење са Викерсовом скалом
уредиПоређење између Мосове и Викерсове тврдоће:[26]
Име минерала |
Тврдоћа (Мос) | Тврдоћа (Викерс) (kg/mm2) |
---|---|---|
Графит | 1–2 | VHN10 = 7–11 |
Калај | 1,5 | VHN10 = 7–9 |
Бизмут | 2–2,5 | VHN100 = 16–18 |
Злато | 2,5 | VHN10 = 30–34 |
Сребро | 2,5 | VHN100 = 61–65 |
Халкоцит | 2,5–3 | VHN100 = 84–87 |
Бакар | 2,5–3 | VHN100 = 77–99 |
Галенит | 2,5 | VHN100 = 79–104 |
Сфалерит | 3,5–4 | VHN100 = 208–224 |
Хизлвудит | 4 | VHN100 = 230–254 |
Каролит | 4,5–5,5 | VHN100 = 507–586 |
Гетит | 5–5,5 | VHN100 = 667 |
Хематит | 5–6 | VHN100 = 1.000–1.100 |
Хромит | 5,5 | VHN100 = 1.278–1.456 |
Анатаз | 5,5–6 | VHN100 = 616–698 |
Рулит | 6–6,5 | VHN100 = 894–974 |
Пирит | 6–6,5 | VHN100 = 1,505–1.520 |
Бовијеит | 7 | VHN100 = 858–1,288 |
Јуклејс | 7,5 | VHN100 = 1.310 |
Хромијум | 8,5 | VHN100 = 1.875–2.000 |
Види још
уредиРеференце
уреди- ^ Mohs, Friedrich (1825). Treatise on Mineralogy: Or, The Natural History of the Mineral Kingdom. Превод: Haidinger, William. United Kingdom: A. Constable and Company. стр. v. Приступљено 11. 2. 2022.
- ^ „Mineral gemstones”. United States Geological Survey. 18. 6. 1997. Приступљено 10. 2. 2021.
- ^ „Mohs scale of hardness”. Mineralogical Society of America. Приступљено 10. 2. 2021.
- ^ Theophrastus. Theophrastus on Stones. Приступљено 2011-12-10 — преко Farlang.com.
- ^ Pliny the Elder. „Book 37, Chap. 15”. Naturalis Historia. „'Adamas: Six varieties of it. Two remedies.”
- ^ Pliny the Elder. „Book 37, Chap. 76”. Naturalis Historia. „The methods of testing precious stones.”
- ^ „Hardness”. Materials Mechanical Hardness. Non-Destructive Testing Resource Center. Архивирано из оригинала 2014-02-14. г.
- ^ „Size reduction, comminution”. Grinding and milling. PowderProcess.net. Приступљено 27. 10. 2017.
- ^ Purdy, Kevin (16. 5. 2014). „Hardness is not toughness: Why your phone's screen may not scratch, but will shatter”. Computerworld. IDG Communications Inc. Приступљено 16. 4. 2021.
- ^ American Federation of Mineralogical Societies. "Mohs Scale of Mineral Hardness" Архивирано на сајту Wayback Machine (11. март 2023). amfed.org
- ^ Geels, Kay. "The True Microstructure of Materials", pp. 5–13 in Materialographic Preparation from Sorby to the Present. Struers A/S, Copenhagen, Denmark - archived Mar 7 2016
- ^ Amethyst Galleries' Mineral Gallery What is important about hardness?. galleries.com
- ^ Mineral Hardness and Hardness Scales Архивирано 2008-10-17 на сајту Wayback Machine. Inland Lapidary
- ^ Mukherjee, Swapna (2012). Applied Mineralogy: Applications in Industry and Environment. Springer Science & Business Media. стр. 373. ISBN 978-94-007-1162-4.
- ^ "Mohs hardness" in Encyclopædia Britannica Online
- ^ Samsonov, G.V., ур. (1968). „Mechanical Properties of the Elements”. Handbook of the Physicochemical Properties of the Elements. New York: IFI-Plenum. стр. 432. ISBN 978-1-4684-6068-1. doi:10.1007/978-1-4684-6066-7.
- ^ "Ice is a mineral" Архивирано 2015-10-30 на сајту Wayback Machine in Exploring Ice in the Solar System. messenger-education.org
- ^ Berger, Lev I. (1996). Semiconductor Materials (First изд.). Boca Raton, FL: CRC Press. стр. 126. ISBN 978-0849389122.
- ^ „Mohs Hardness Scale: Testing the Resistance to Being Scratched”. geology.com.
- ^ „mica | Structure, Properties, Occurrence, & Facts”. Encyclopedia Britannica (на језику: енглески). Приступљено 2021-08-09.
- ^ а б в г „Reade Advanced Materials - Mohs' Hardness (Typical) of Abrasives”. www.reade.com. Приступљено 2021-08-09.
- ^ „Mohs Hardness Scale: Testing the Resistance to Being Scratched”. geology.com. Приступљено 2021-08-09.
- ^ а б „Material hardness tables”. www.tedpella.com. Архивирано из оригинала 12. 09. 2015. г. Приступљено 2019-05-09.
- ^ а б „Hardness table” (PDF). Приступљено 2019-05-09.
- ^ Levine, Jonathan B.; Tolbert, Sarah H.; Kaner, Richard B. (2009). „Advancements in the search for superhard ultra-incompressible metal borides” (PDF). Advanced Functional Materials. 19 (22): 3526—3527. doi:10.1002/adfm.200901257. Архивирано из оригинала (PDF) 2016-03-04. г. Приступљено 2015-12-08.
- ^ Ralph, Jolyon. „Welcome to mindat.org”. mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy. Приступљено 16. 4. 2017.
Литература
уреди- Mohs hardness of elements is taken from G.V. Samsonov (Ed.) in Handbook of the physicochemical properties of the elements, IFI-Plenum, New York, USA, 1968.
- Cordua, William S. (c. 1990). „The Hardness of Minerals and Rocks”. Lapidary Digest — преко gemcutters.org.
Спољашње везе
уреди- Медији везани за чланак Тврдоћа по Мосовој скали на Викимедијиној остави