Просмотров статьи: 3286
Что такое шкала Мооса
Что такое шкала Мооса, основные отличия от других методов измерения твёрдости различных материалов (другие методы коротко так же описаны в статье).
Шкала Мооса (минералогическая шкала твёрдости) – это качественная порядковая шкала (а конкретно – прикладная, а не теоретическая) представляет собой порядковую шкалу, которая характеризует стойкость разных материалов к царапанию. То есть можно сказать по простому – шкала Мооса показывает какой материал может поцарапать другой материал. В этой шкале присутствуют различные определённые и неопределённые (обобщённые) различные материалы, которые включают однокомпонентные (металлы, оксиды) и многокомпонентные (минералы, дерево, сплавы, драгоценные камни).
Шкала Мооса Основана на способности более твердого материала царапать более мягкий материал (тут даже добавить нечего).
Простая шкала Мооса содержит 10 минералов в качестве эталонных, которые упорядочены в порядке возрастания твердости от очень мягкого (тальк), до очень твердого (алмаз).
Большинство минералов из таблицы (кроме алмаза) относительно распространены и их легко или недорого получить.
- — Тальк;
- — Гипс;
- — Кальцит;
- — Флюорит;
- — Апатит;
- — Ортоклаз;
- — Кварц;
- — Топаз;
- — Корунд;
- — Алмаз.
Простой вариант шкалы Мооса
Самый простой вариант шкалы Мооса ниже (фактически прикладная твёрдость):
- 1 — Карандаш (графит);
- 2 — Поваренная соль;
- 2-2,5 — Можно поцарапать ногтем;
- 2,5-3 — Золото, серебро;
- 3 — Медная монета;
- 4-4,5 — Гвоздь (мягкий сплав стали);
- 4-5 — Железо;
- 5 — Стекло (самый распространённый материал для сравнения и тестов);
- 5-6,5 — Лезвие ножа;
- 6,5 — Стальной напильник (уже может царапать стекло);
- 7 — Легко царапает стекло;
- 7+ — Напильник из закаленной стали (легко царапает стекло);
- 8 — Наждачная бумага, минерал очень легко царапает стекло;
- 9 — Минерал режет стекло (по факту даже небольшого нажима хватает, чтобы оставлять на стекле сильные отметины);
- 10 — Используется как стеклорез.
Расширенная шкала Мооса
Ниже расширенная таблица твердости разных веществ по шкале Мооса:
|
Вещество или минерал |
Твердость по Моосу |
|
Пирофиллит, молибденит |
1-2 |
|
Боксит, уголь |
1-3 |
|
Лимонит |
1-5 |
|
Лед, сахар, галлий, стронций, индий, олово, барий, таллий, свинец, графит |
1,5 |
|
Гипс, кальций |
1,5-2 |
|
Сера |
1,5-2,5 |
|
Сильвит, глауконит, кадмий, селен |
2 |
|
Каменная соль, киноварь, хлорит, висмут, янтарь |
2-2,5 |
|
Мусковит |
2-3 |
|
Серебро, золото, галенит, медь, биотит, слюда |
2,5-3 |
|
Алюминий, известняк, кальцит, борная кислота, нитрофоска |
3 |
|
Арагонит, витерит, ангидрит |
3-3,5 |
|
Жемчуг, латунь, мышьяк |
3-4 |
|
Серпентин |
3-5 |
|
Сфалерит, родохрозит, малахит, доломит, куприт, халькопирит, азурит, барит |
3,5-4 |
|
Сидерит, пирротин, доломит |
3,5-4,5 |
|
Флюорит, бронза фосфористая |
4 |
|
Мрамор |
4-5 |
|
Зубная эмаль, асбест, апатит, марганец, цирконий , палладий , обсидиан |
5 |
|
Титанит, монацит, стекло |
5-5,5 |
|
Нефрит, уранинит, ильменит, энстатит, керамогранит (полированный) |
5-6 |
|
Магнетит |
5-6,5 |
|
Нефелин, авгит, арсенопирит, актинолит, бустамит, кобальтит |
5,5-6 |
|
Родонит, диопсид, опал, железняк красный |
5,5-6,5 |
|
Титан, германий , ниобий , родий , уран |
6 |
|
Рутил, пирит, пренит, плагиоклаз, ортоклаз, амазонит, андезин, анортоклаз, бенитоит, гельвин, иридий |
6-6,5 |
|
Кремний |
6,5 |
|
Яшма |
6,5-7 |
|
Агат, цоизит, эпидот, касситерит, пиролюзит |
6-7 |
|
Марказит |
6-7,5 |
|
Гранит, танзанит, сподумен, оливин, жадеит, аксинит, хризопраз, жадеит |
6,5-7 |
|
Силлиманит, гранат |
6,5-7,5 |
|
Кварц, кварцевое стекло, каменная галька, аметист, авантюрин, форстерит, осмий, силикон, рений, ванадий, хром |
7 |
|
Турмалин, кордиерит, альмандин, борацит, кордиерит, данбурит |
7-7,5 |
|
Циркон, андалузит, эвклаз, гамбергит, сапфирин |
7,5 |
|
Изумруд , закаленная сталь, вольфрам, шпинель, берилл, бериллий, аквамарин, красный берилл, ганит, пейнит |
7,5-8 |
|
Топаз, Фианит |
8 |
|
Хризоберилл, александрит, холтит |
8,5 |
|
Керамогранит (неполированный) |
8,5 |
|
Корунд, рубин, сапфир, алунд, хром |
9 |
|
Муассанит, бор |
9,5 |
|
Победит (карбид вольфрама + углерод + кобальт) |
9,5-9,6 |
|
Карборунд (некоторые шлифовальные диски) |
9-10 |
|
Алмаз, карбонадо |
10 |
*Победит выделен специально, так как большинство «хороших» фрез по дереву и металлу как раз делают из победита.
Отличие шкалы Мооса от других методов измерений твёрдости
Чем отличается шкала Мооса (и технология) от других способов измерения твёрдости различных материалов?
Несмотря на недостаточную точность шкалы Мооса, она актуальна для полевых геологов (изначально и была для них и предназначена), которые используют её для грубой идентификации минералов. Образцы для исследований можно несложно найти в природе (за исключением алмаза). То есть данная шкала направленна на определение твёрдости материалов сравнительным способом с невысокой точностью. Но несмотря на это шкала Мооса получила широкое распространения и закрепилась не только у исследователей, но и в бытовом применении.
Шкала Бриннеля
Метод измерения твёрдости по Бриннелю относится к старейшим методам, здесь твёрдость определяется по диаметру отпечатка, оставляемому металлическим шариком, вдавливаемым в поверхность. Для этого необходимо оборудование, которое с измеренным усилием позволит вдавить твёрдомер (шарик) в материал, а затем, с помощью микроскопа или увеличительного стекла, замерить диаметр оставленного отпечатка. Обозначается HB, где H — Hardness (твёрдость, англ.), B — Brinell (Бринелль, англ.)
Шкала Роквела
Метод измерения твёрдости по Роквелу – является самым распространённый из методов начала XX века, твёрдость определяется по относительной глубине вдавливания металлического шарика или алмазного конуса в поверхность тестируемого материала. Обозначается HR, где H — Hardness (твёрдость, англ.), R — Rockwell (Роквелл, англ.), а 3-й буквой идёт обозначение типа шкалы, напр. HRA, HRB, HRC и т.д. Сама методика очень похожа на метод Бриннеля.
Шкала Виккерса
Метод измерения твёрдости по Виккерсу – имеет самую широкую по охвату шкалу. Твёрдость определяется по площади отпечатка, оставляемого четырёхгранной алмазной пирамидкой, вдавливаемой в поверхность. Обозначается HV, где H — Hardness (твёрдость, англ.), V — Vickers (Виккерс, англ.). Методика измерения похожа на две предыдущих.
Шкала Шора
Метод измерения твёрдости по Шору используется редко, в данной методике твёрдость материала определяется по высоте отскока бойка от поверхности. Обозначается HS, где H — Hardness (твёрдость, англ.), S — Shore (Шор, англ.), а 3-й буквой идёт обозначение типа шкалы, напр. HSD
Шкала Либа
Метод измерения твёрдости по Либу чем-то напоминает метод Шора, и (как пишут, я так вообще про это ни сном ни духом…) является самым распространённым методом в мире. Твёрдость в этом методе определяется как отношение скоростей до и после отскока бойка от поверхности. Обозначается HL, где H — Hardness (твёрдость, англ.), L — Leeb (Либ, англ.), а 3-й буквой идёт обозначение типа датчика, напр. HLD, HLC и т.д.
Твёрдость стали (или инструментов), как правило, присутствует в описании или технических характеристиках.
В новых статьях будет подробно описаны другие шкалы и методы измерения.