Шкала Мооса
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 10 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), но при этом почти в 4 раза менее твёрдый, чем алмаз (10).
В приведённой ниже таблице приведено соответствие твёрдости по шкале Мооса с абсолютной твёрдостью, измеренной склерометром.
| Твёрдость | Минерал | Абсолютная твёрдость | Обрабатываемость | Изображение |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Тальк (Mg3Si4O10(OH)2) | 1 | царапается ногтем | 
|
| 2 | Гипс (CaSO4·2H2O) | 3 | царапается ногтем | 
|
| 3 | Кальцит (CaCO3) | 9 | царапается медной монетой | 
|
| 4 | Флюорит (CaF2) | 21 | царапается ножом, оконным стеклом | 
|
| 5 | Апатит (Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)) | 48 | царапается ножом, оконным стеклом | 
|
| 6 | Полевой шпат (KAlSi3O8) | 72 | царапается напильником | 
|
| 7 | Кварц (SiO2) | 100 | поддаётся обработке алмазом, царапает стекло | 
|
| 8 | Топаз (Al2SiO4(OH-,F-)2) | 200 | поддаётся обработке алмазом, царапает стекло | 
|
| 9 | Корунд (Al2O3) | 400 | поддаётся обработке алмазом, царапает стекло | 
|
| 10 | Алмаз (C) | 1600 | — | 
|
Помимо шкалы Мооса есть и другие методы определения твёрдости, 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.
Промежуточная твердость
Таблица ниже включает дополнительные вещества, которые могут находиться между уровнями:
| Твёрдость | Данные минералов |
|---|---|
| 0.2-0.3 | Cs, Rb |
| 0.5-0.6 | Li, Na, K |
| 1 | Тальк, Графит |
| 1.5 | Ga, Sr, In, Sn, Ba, Tl, Pb |
| 2 | hexagonal BN [1], Ca, Se, Cd, sulfur, Te, Bi |
| 2.5 to 3 | Mg, Au, Ag, Al, Zn, La, Ce |
| 3 | Кальцит, Cu, As, Sb, Th |
| 4 | Флюорит, Fe, Ni |
| 4 to 4.5 | Pt, Steel |
| 5 | Апвтит, Co, Zr, Pd |
| 5.5 | Be, Mo, Hf |
| 6 | Orthoclase, Ti, Mn, Ge, Nb, Rh, uranium |
| 6 to 7 | Glass, fused quartz, Iron pyrite, Si, Ru, Ir, Ta |
| 7 | Кварц, vanadium, Os, Re |
| 7.5 to 8 | Hardened steel, Tungsten, emerald |
| 8 | Topaz |
| 8.5 | Chrysoberyl, Cr |
| 9 | Корунд, Карборунд (SiC), Tungsten carbide |
| <10 | Rhenium diboride, Tantalum carbide, Boron [2][3] |
| 10 | Алмаз |
| >10 | Нанокристаллический алмазаз |
См. также
Ссылки
- ↑ L. I. Berger "Semiconductor materials" CRC Press, 1996 ISBN 0849389127, 9780849389122 (available on google books), p. 126
- ↑ Solozhenko, V. L.; Kurakevych O. O.; Oganov A. R. (2008). "On the hardness of a new boron phase, orthorhombic γ-B28". Journal of Superhard Materials 30: 428–429. DOI:10.3103/S1063457608060117.
- ↑ E. Yu. Zarechnaya (2009). "Superhard Semiconducting Optically Transparent High Pressure Phase of Boron". Phys. Rev. Lett. 102. DOI:10.1103/PhysRevLett.102.185501.