Escala de duresa Mohs: Prova de la resistència a ser ratllat

Content

• Què és l'Escala de duresa de Mohs?
• Comparació de la duresa
• Procediment de prova de duresa de Mohs
• Consells sobre proves de duresa de Mohs
• Duresa d'objectes comuns
• Eleccions de duresa
• Més difícil que el diamant, més suau que el talc?
• Escala de duresa de Mohs en comparació amb altres
• Variacions de duresa en un sol mineral
• Sobre les proves de duresa
• Duresa, duresa i fortalesa
• Usos per a proves de duresa
• Algunes notes sobre ortografia

Kit de duresa Mohs: Un kit d'escala de duresa Mohs de laboratori que conté: (1) talc; (2) guix; (3) calcita; (4) fluorita; (5) apatita; (6) ortoclasa; (7) quars; (8) topazi; i (9) corindó. El diamant no s’inclou a la majoria de kits per reduir el cost. També una espècie de diamant seria tan petita que caldria muntar-la en un mànec per ser útil. Compra un kit de duresa mineral.

Què és l'Escala de duresa de Mohs?

Una de les proves més importants per identificar exemplars minerals és el Test de duresa de Mohs. Aquesta prova compara la resistència d’un mineral a ser ratllat per deu minerals de referència coneguts com a Escala de Duresa de Mohs (vegeu la taula de l’esquerra). La prova és útil perquè la majoria d’exemplars d’un mineral determinat s’acosten molt a la mateixa duresa. Això fa que la duresa sigui una propietat de diagnòstic fiable per a la majoria de minerals.

Friedrich Mohs, un mineralòleg alemany, va desenvolupar la escala el 1812. Va seleccionar deu minerals de duresa ben diferent que van des d’un mineral molt suau (talc) a un mineral molt dur (diamant). A excepció del diamant, els minerals són relativament comuns i fàcils d’obtenir.

Comparació de la duresa

"Duresa" és la resistència d'un material a ser ratllat. La prova es realitza posant un punt fort d'un exemplar en una superfície no marcada d'un altre exemplar i intentant produir un rascador. A continuació, es detallen les quatre situacions que es poden observar quan es compara la duresa de dos exemplars:

1. Si l'exemplar A pot ratllar la espècie B, aleshores el tipus A és més difícil que el tipus B.


2. Si l'exemplar A no ratlla la espècie B, llavors la espècie B és més dura que la espècie A.


3. Si els dos exemplars són iguals de duresa, aleshores seran relativament ineficaços en esgarrapar-se. Es poden produir rascades petites o pot ser difícil determinar si es produïa un rascat.


4. Si la espècie A es pot ratllar per la espècie B, però no es pot ratllar per la espècie C, llavors la duresa de la mostra A està entre la duresa de la espècie B i la espècie C.

Prova de duresa Mohs: Quan realitzeu la prova, poseu l’exemplar desconegut en una sobretaula i poseu-lo fermament al seu lloc amb una mà. A continuació, col·loqueu un punt de l'exemplar de referència sobre una superfície plana i no marcada de l'exemplar desconegut. Premeu fermament l'exemplar de referència contra el desconegut i arrossegueu-lo deliberadament a través de la superfície plana mentre premeu fermament. Per evitar lesions, arrossegueu l’exemplar conegut del cos i paral·lel als dits que subjecten la mostra desconeguda.

Procediment de prova de duresa de Mohs

• Comença per localitzar una superfície llisa i sense ratllar per a la prova.


• Amb una mà, mantingueu fermament la mostra de duresa desconeguda sobre una taula de talla perquè la superfície a provar quedi exposada i accessible. La taula de taula és compatible amb l'exemplar i us permet mantenir-lo immòbil per fer la prova.


• Mantingueu un dels exemplars de duresa estàndard a l’altra mà i poseu un punt d’aquest exemplar a la superfície plana seleccionada de l’exemplar desconegut.


• Premeu fermament el punt de l'exemplar estàndard contra l'exemplar desconegut i arrossegueu fermament el punt de l'exemplar estàndard per la superfície de l'exemplar desconegut.


• Examineu la superfície de l'exemplar desconegut. Amb un dit, raspalleu els fragments minerals o la pols que es produís. La prova va produir una ratllada? Tingueu cura de no confondre els pols o residus minerals amb un rascador. Un rascat serà un tall de ranura diferent a la superfície del mineral, no una marca a la superfície que s'esborra.


• Realitzeu la prova per segona vegada per confirmar els vostres resultats.

Consells sobre proves de duresa de Mohs

• Una llista de minerals per ordre de la duresa pot ser una referència útil. Si determineu que un exemplar té una duresa de Mohs 4, podeu obtenir ràpidament una llista de minerals potencials.


• La pràctica i l’experiència milloraran les teves habilitats en fer aquesta prova. Es tornarà més ràpid i confiat.


• Si la duresa de l'exemplar desconegut és d'aproximadament 5 o menys, hauríeu de ser capaços de produir un rascat sense gaire esforç. Tanmateix, si l'exemplar desconegut té una duresa aproximada de 6 o més, llavors produir un rascat requerirà certa força. Per a aquests exemplars, mantingueu fermament la incògnita contra la taula, poseu-hi la mostra estàndard contra ella, premeu-la fermament amb determinació i, a continuació, manteniu la pressió arrossegant lentament l'exemplar estàndard per la superfície del desconegut.


• No us deixeu enganyar per un exemplar estàndard tou que produeixi una marca en un desconegut dur. Aquesta marca és com el que produeix una peça de guix en una pissarra. S'esborrarà sense deixar cap rascada. Netegeu el dit per la superfície provada. Si es va produir un rascat, hi haurà una ranura visible. Si es marquen les marques, no es va produir un rascat.


• Alguns materials durs també són molt trencadissos. Si un dels vostres exemplars es trenca o es desmorona en lloc de esgarrapar-vos, haureu de tenir molta cura mentre realitzeu la prova. Pot ser difícil posar a prova exemplars minúsculs o granulars.


• Alguns exemplars contenen impureses. Si els resultats de la prova no són visiblement concloents, o si la informació de la prova no s'ajusta a altres propietats, no ho dubteu a fer la prova de nou. És possible que un petit tros de quars (o una altra impuresa) fos incrustat en un dels vostres exemplars.


• No us espanteu! Aquest és un problema molt comú. Algunes persones freguen casualment un exemplar una i altra vegada contra una altra i després busquen una marca. No és així com es fa la prova.Es realitza amb un únic moviment decidit amb l’objectiu de tallar un rascador.


• Ves amb compte. Quan subjecteu l’espècie desconeguda contra la taula, poseu-lo de manera que l’espècim conegut no es pugui tirar per un dels dits.


• Aquesta prova s’ha de fer sobre una taula de laboratori o banc de treball amb una superfície duradora o un recobriment protector. No facis aquest tipus de proves amb mobles fins.


• Proveu partícules o grans minúscules situant-les entre dues peces d’un mineral índex i raspant-les. Si els grans són més durs que el mineral índex, es produeixen ratllades. Si els grans són més suaus, es correran.

Duresa d'objectes comuns

Algunes persones utilitzen uns quants objectes comuns per a proves de duresa ràpida. Per exemple, un geòleg del camp sempre pot portar un ganivet. El ganivet es pot utilitzar per fer una prova de duresa ràpida per determinar si un exemplar és més dur o més suau que Mohs 5 a 6.5.

Abans d’utilitzar aquests objectes com a eines de prova ràpida, convé confirmar la seva duresa. Alguns ganivets tenen acer més dur que altres. Posa a prova la teva i llavors coneixes la seva duresa.

Aquests objectes comuns també poden ser útils si no teniu un conjunt de minerals de referència. Hem inclòs el quars en aquesta llista perquè és un mineral omnipresent. Al camp, sovint no es troba a pocs passos d'un quars.

Selecció de la duresa de Mohs: Les eleccions de duresa són fàcils d’utilitzar. Tenen un llautó de llautó i un "pick" d'aliatge que s'utilitza per a proves de duresa. Col·loca el punt fort d’una selecció al teu exemplar desconegut i arrossega-lo per la superfície. O produirà un rascat, relliscarà per la superfície o deixarà una petjada de metall. Es subministren amb una duresa de 2 (un punt de plàstic), 3 (un punt de coure) i de 4 a 9 (aliatges seleccionats acuradament). Són ideals per provar exemplars petits o per provar grans grans incrustats en una roca. Aquestes opcions de duresa estan disponibles a la botiga.

Eleccions de duresa

Una alternativa a l’ús dels minerals de referència per a la prova és un conjunt de “eleccions de duresa”. Aquestes eleccions tenen punts metàl·lics afilats que podeu utilitzar per a proves molt precises. Les opcions permeten molt més control i els seus punts aguts es poden utilitzar per provar petits minerals minerals en una roca.

Les opcions més punxegudes es poden utilitzar fàcilment i poden produir un rascat si són més dures que l’exemplar que s’està provant o deixar enrere una petita gamma de metalls si són més suaus. Examineu el lloc de la prova amb una lent per veure els resultats de la prova.

Hem fet servir pintures de duresa i pensem que fan un gran treball. Són més fàcils d’utilitzar i són més precisos que provar amb exemplars. Es poden remodelar quan s’enfosquen. L’únic inconvenient és el seu preu (uns 80 dòlars per conjunt).

Més difícil que el diamant, més suau que el talc?

El diamant no és la substància més dura coneguda, però els materials més durs són molt més rars. Els investigadors han informat que el nitrur de boro wurtzita i la lonsdaleita poden ser més durs que el diamant.

És poc probable que trobeu un mineral més suau que el talc. Tot i això, uns quants metalls són més suaus. Aquests inclouen: cesi, rubidi, liti, sodi i potassi. Probablement mai haureu de provar la seva duresa.

Mohs - Comparació de la duresa de Vickers: Aquest gràfic compara la duresa dels minerals índexs de l'escala de duresa de Mohs (una escala entera) amb la duresa de Vickers (una escala contínua). La duresa de Mohs és una resistència a la ratllada, mentre que la duresa de Vickers és una resistència a la sangria sota pressió. El gràfic mostra la gran diferència entre la duresa del corindó i el diamant de Vickers, que només hi ha una unitat de distància a l'escala de duresa de Mohs.

Escala de duresa de Mohs en comparació amb altres

Quan Friedrich Mohs va desenvolupar la seva escala de duresa el 1812, es disposava de molt poca informació sobre la duresa mineral. Simplement va seleccionar deu minerals que variaven en duresa i els va col·locar arbitràriament en una escala entera d’1 a 10. Es tractava d’una escala relativa en la qual es podia provar un mineral de duresa desconeguda contra un grup de deu minerals d’índex per veure on es posicionava. l’escala.

L’escala Mohs ha estat la prova del temps i s’ha utilitzat àmpliament a tot el món des de fa més de 200 anys, principalment perquè és fàcil de fer, barat i la gent ho entén ràpidament. S'han dissenyat altres proves de duresa, però cap d'elles té un ús tan estès.

Una "duresa de Mohs" és una comparació a escala completa de la "resistència a la ratllada". La majoria de les altres escales de duresa utilitzen "resistència a la sangría sota un llapis al qual s'aplica una quantitat de pressió específica durant un temps determinat". Encara que aquestes proves difereixen de la duresa de Mohs en el seu procediment, tot són proves de la resistència als àtoms deslligats de les seves posicions per pressió sobre la superfície d’un exemplar mineral.

Una d’aquestes escales és l’escala de duresa de Vickers. A la prova de Vickers, la mida de la sagnia s’estima microscòpicament i s’utilitza per calcular un valor de duresa. Els valors de duresa de Vickers formen una escala contínua que proporciona més informació sobre la duresa dels minerals en comparació amb els valors enters de l'escala de Mohs. Aquí es mostra una taula que compara els minerals d’escala de Mohs amb la seva duresa de Vickers juntament amb un gràfic de les dades. El gràfic mostra que pel que fa a la duresa de Vickers, els buits entre els valors enters de l'escala de Mohs no són uniformes d'amplada. A més, les llacunes entre minerals de major duresa de Mohs són molt més àmplies que entre els minerals més suaus. En termes de duresa de Vickers, el diamant és enormement més dur que el corindó.

La millor manera d’aprendre sobre minerals és estudiar amb una col·lecció d’exemplars petits que podeu manejar, examinar i observar les seves propietats. A la botiga hi ha col·leccions de minerals que no són econòmiques.

Variacions de duresa en un sol mineral

Tot i que els llibres i llocs web de referència solen enumerar una sola duresa per a cada mineral, molts minerals tenen una duresa variable. Tenen una duresa major o menor segons la direcció en què es rascen.

Un exemple molt conegut de mineral amb duresa variable és la cianita. La cianita es presenta freqüentment en cristalls amb forma de fulla. Aquests cristalls tenen una duresa d’uns 5 si es proven paral·lelament a l’eix llarg del cristall i una duresa d’uns 7 si es proven paral·lelament a l’eix curt d’un cristall. Per què? Aquestes direccions diferents es troben amb diferents entorns d'enllaç al cristall de cianita. Els enllaços que resisteixen a esgarrapar-se paral·lelament a l’eix llarg del cristall pal són més febles que els que es troben quan es rasca a l’amplada del cristall. Es produeixen dureses intermèdies en altres direccions.

Un altre exemple és el diamant. Les persones que tallen diamants saben de la seva duresa variable des de fa centenars d’anys. Saben que paral·lelament a les cares de cristalls octaèdrics, un cristall de diamants és gairebé impossible de veure i és molt difícil de polir. El diamant es pot trencar en aquesta direcció tallant-se i el millor mètode per tallar-lo en aquesta direcció és amb un làser. La suau i millor direcció de serrar o polir un cristall de diamants és paral·lela a les seves cares de cristall cúbic. Aquesta informació és un coneixement crític per als artesans que planifiquen el disseny d’un diamant a facetes. Entendre-ho i treballar amb això estalvia temps, estalviau diners i crea un producte millor amb menys residus.

La meteorització també pot influir en la duresa d’un exemplar mineral. La meteorització canvia una composició de minerals, amb el producte meteorològic normalment més suau que el material original. Quan es prova la duresa o la ratxa o qualsevol altra propietat d’un mineral, la millor manera de provar és en una superfície acabada de trencar amb un llustre previst que no ha estat exposat a la intempèrie.

Sobre les proves de duresa

La prova de duresa desenvolupada per Friedrich Mohs va ser la primera prova coneguda per valorar la resistència d’un material a les ratllades. És una prova comparativa molt senzilla però inexacta. Potser la seva senzillesa li ha permès convertir-se en la prova de duresa més utilitzada.

Des que es va desenvolupar l'Escala de Mohs el 1812, s'han inventat moltes proves de duresa diferents. S'inclouen proves de Brinell, Knoop, Rockwell, Shore i Vickers. Cadascuna d'aquestes proves utilitza un minúscul "indenter" que s'aplica al material que es posa a prova amb una quantitat de força ben mesurada. A continuació, s’utilitza la mida o la profunditat de la sagnia i la quantitat de força per calcular un valor de duresa.

Com que cadascuna d’aquestes proves utilitza un aparell diferent i càlculs diferents, no es poden comparar directament entre si. De manera que si es feia la prova de duresa Knoop, el nombre normalment es coneix com a "duresa Knoop". Per aquesta raó, els resultats de les proves de duresa de Mohs també han de reportar-se com una "duresa de Mohs".

Per què hi ha tantes proves de duresa diferents? El tipus de prova utilitzat està determinat per la mida, la forma i les altres característiques dels exemplars que s’estan provant. Tot i que aquestes proves són força diferents de la prova de Mohs, hi ha alguna correlació entre elles.

Duresa, duresa i fortalesa

Quan facis proves de duresa, recorda que estàs provant "la resistència a les ratllades". Durant la prova, alguns materials podrien fallar d'altres maneres. Podrien trencar-se, deformar-se o esmicolar-se en lloc de rascades. Els materials durs sovint es trenquen quan se sotmeten a l'estrès. Això és una manca de duresa. Altres materials podrien deformar-se o esmicolar-se en cas de tensió. Aquests materials no tenen força. Tingueu sempre en compte que s’està provant la resistència a la ratllada. No us deixeu enganyar per altres tipus d’error en l’exemplar que s’està provant.

Usos per a proves de duresa

El test de duresa de Mohs s'utilitza gairebé exclusivament per determinar la duresa relativa dels exemplars minerals. Això es fa com a part d’un procediment d’identificació de minerals en el camp, en una aula o en un laboratori quan s’estan examinant exemplars fàcilment identificables o quan no es disposen de proves més sofisticades.

A la indústria, es fan altres proves de duresa per determinar la idoneïtat d’un material per a un procés industrial específic o una aplicació d’ús final específica. Les proves de duresa també es fan en processos de fabricació per confirmar que els tractaments d’enduriment com el recuit, el tremp, l’enduriment del treball o l’enduriment dels casos s’han realitzat a les especificacions.

Algunes notes sobre ortografia

Mohs Hardness Scale porta el nom del seu inventor, Friedrich Mohs. Això significa que no cal un apòstrof quan escriviu el nom de la prova. "Mohs" i "Mohs" són incorrectes.

Google és molt intel·ligent sobre aquests noms. Fins i tot podeu escriure "Escala de duresa de Moes" com a consulta i Google sap retornar resultats per a "Escala de duresa de Mohs". :-)