Википедија

Tvrdoća po Mosovoj skali

Квалитативна скала која карактерише отпорност на огреботине

Mosova skala tvrdoće je skala od 10 stepeni kojom se određuje relativna tvrdina minerala. Izmislio ju je nemački mineralog Fridrih Mos 1812. godine. Tvrdina pojedinačnih minerala u ovoj skali nije složena proporcijalno. Ova skala je jedna od orijentacionih skala, a klasifikacija se zasniva na tome da ako ispitivani mineral može da ogrebe površinu uzorka, biće klasifikovan njegovom tvrdoćom.

Open wooden box with ten compartments, each containing a numbered mineral specimen.
Komplet za tvrdoću po Mosu, koji sadrži po jedan uzorak svakog minerala na skali tvrdoće od deset tačaka

U ovoj skali minerali su poređani od najmekšeg do najtvrđeg. Primer ispitivanja relativne tvrdine minerala: Ako mineral koji se ispituje može da ogrebe površinu kvarca a i kvarc može njega onda će imati kvarcovu tvrdinu, odnosno, tvrdinu 7 po Mosovoj skali. Ukoliko mineral koji ispitujemo može da ogrebe kvarc, a ovaj ne može ispitivani mineral onda će njegova tvrdoća biti veća od 7, a ukoliko isti mineral ne može da ogrebe topaz (topaz ima tvrdinu 8 po Mosovoj skali) usvaja se da je tvrdoća ovog minerala po Mosovoj skali 7,5.

Ovu skalu je 1812. uveo nemački geolog i mineralog Fridrih Mos, u svom Traktatu o mineralogiji;;[1][2] to je jedna od nekoliko definicija tvrdoće u nauci o materijalima, od kojih su neke više kvantitativne.[3]

Metod poređenja tvrdoće posmatranjem koji minerali mogu ogrebati druge je drevnog porekla, a pominje ga Teofrast u svojoj raspravi O kamenju, oko  300. p. n. e., a zatim Plinije stariji u svojoj Naturalis Historia, oko 77. godine.[4][5][6] Mosova skala je korisna za identifikaciju minerala na terenu, ali nije tačan pokazatelj koliko dobro su materijali izdržljivi u industrijskom okruženju – žilavost.[7]

Upotreba

uredi

Uprkos nedostatku preciznosti, Mosova skala je relevantna za terenske geologe, koji koriste skalu da grubo identifikuju minerale pomoću kompleta za ogrebotine. Tvrdoća minerala po Mosovoj skali se obično može naći u referentnim listovima.

Mosova tvrdoća je korisna pri mlevenju. Ona omogućava procenu vrste mlina će najbolje redukovati dati proizvod čija je tvrdoća poznata.[8] Skala se koristi kod proizvođača elektronike za testiranje otpornosti komponenti ekrana sa ravnim ekranom (kao što je pokrovno staklo za LCD ili inkapsulacija za OLED), kao i za procenu tvrdoće ekrana osetljivih na dodir u potrošačkoj elektronici.[9]

Minerali

uredi

Mosova skala tvrdoće minerala zasniva se na sposobnosti jednog prirodnog uzorka minerala da vidljivo zagrebe drugi mineral. Uzorci materije koji se koriste po Mosu su svi različiti minerali. Minerali su hemijski čiste čvrste materije koje se nalaze u prirodi. Stene se sastoje od jednog ili više minerala. Kao najteža poznata prirodna supstanca kada je skala dizajnirana, dijamanti su na vrhu skale. Tvrdoća materijala se meri u odnosu na skalu pronalaženjem najtvrđeg materijala koji dati materijal može da zagrebe, ili najmekšeg materijala koji može da izgrebe dati materijal. Na primer, ako je neki materijal zagreban apatitom, ali ne i fluoritom, njegova tvrdoća po Mosovoj skali bi bila između 4 i 5.[10]

„Grebanje” materijala za potrebe Mosove skale znači stvaranje neelastičnih dislokacija vidljivih golim okom. Često materijali koji su niži na Mosovoj skali mogu stvoriti mikroskopske, neelastične dislokacije na materijalima koji imaju veći Mosov broj. Iako su ove mikroskopske dislokacije trajne i ponekad oštećuju strukturni integritet tvrđeg materijala, one se ne smatraju „grebanjima“ za određivanje broja na Mosovoj skali.[11]

Mosova skala je čisto ordinalna skala. Na primer, korund (9) je dvostruko tvrđi od topaza (8), ali je dijamant (10) četiri puta tvrđi od korunda. U tabeli ispod prikazano je poređenje sa apsolutnom tvrdoćom merenom sklerometrom, sa slikovitim primerima.[12][13]

Mosova tvrdoća Mineral Hemijska formula Apsolutna tvrdoća[14] Slika
1 Talk Mg3Si4O10(OH)2 1  
2 Gips CaSO4·2H2O 2  
3 Kalcit CaCO3 14  
4 Fluorit CaF2 21  
5 Apatit Ca5(PO4)3(OH−,Cl−,F−) 48  
6 ortoklas, (feldspat) KAlSi3O8 72  
7 Kvarc SiO2 100  
8 Topaz Al2SiO4(OH−,F−)2 200  
9 Korund Al2O3 400  
10 Dijamant C 1500  

Na Mosovoj skali, ploča sa prugama (neglazirani porcelan) ima tvrdoću od približno 7,0. Korišćenje ovih običnih materijala poznate tvrdoće može biti jednostavan način za aproksimaciju položaja minerala na skali.[15]

Srednja tvrdoća

uredi

Tabela u nastavku sadrži dodatne supstance koje mogu pasti između nivoa:[16]

Tvrdoća Supstanca ili mineral
0,2–0,3 cezijum, rubidijum
0,5–0,6 litijum, natrijum, kalijum, vosak za sveće
1 talk
1,5 galijum, stroncijum, indijum, kalaj, barijum, talijum, olovo, grafit, led[17]
2 heksagonalni bor nitrid,[18] kalcijum, selen, kadmijum, sumpor, telur, bizmut, gips
2–2,5 halit (kamena so), nokat,[19] liskun[20]
2,5–3 zlato, srebro, aluminijum, cink, lantan, cerijum, džet
3 kalcit, bakar, arsen, antimon, torijum, dentin, kreda[21]
3,5 platina
4 fluorit, gvožđe, nikl
4–4,5 običan čelik
5 apatit (zubna gleđ), cirkonijum, paladijum, opsidijan (vulkansko staklo)
5,5 berilijum, molibden, hafnijum, staklo, kobalt
6 ortoklas, titanijum, mangan, germanijum, niobijum, uranijum, rodijum
6–7 topljeni kvarc, gvozdeni pirit, silicijum, rutenijum, iridijum, tantal, opal, peridot, tanzanit, rodijum, žad, granat,[21] pirit[21]
7 osmijum, kvarc, renijum, vanadijum
7,5–8 smaragd, beril, cirkon, volfram, spinel
8 topaz, kubni cirkonijum, kaljeni čelik, spinel[22]
8,5 krizoberil, hrom, silicijum nitrid, tantal karbid
9 korund (uključujući safir i rubin), volfram karbid, titanijum nitrid, aluminijum oksid
9–9,5 silicijum karbid (karborund), cirkonijum karbid, glinica, berilijum karbid, titanijum karbid, aluminijum borid, bor karbid.[23][24][23][24]
9,5–blizu 10 bor, bor nitrid, renijum diborid (a-osa),[25] stišovit, titanijum diborid, moisanit (kristalni oblik silicijum karbida), bor karbid[21]
10 dijamant, karbonado

Poređenje sa Vikersovom skalom

uredi

Poređenje između Mosove i Vikersove tvrdoće:[26]

Ime
minerala 		Tvrdoća (Mos) Tvrdoća (Vikers)
(kg/mm2)
Grafit 1–2 VHN10 = 7–11
Kalaj 1,5 VHN10 = 7–9
Bizmut 2–2,5 VHN100 = 16–18
Zlato 2,5 VHN10 = 30–34
Srebro 2,5 VHN100 = 61–65
Halkocit 2,5–3 VHN100 = 84–87
Bakar 2,5–3 VHN100 = 77–99
Galenit 2,5 VHN100 = 79–104
Sfalerit 3,5–4 VHN100 = 208–224
Hizlvudit 4 VHN100 = 230–254
Karolit 4,5–5,5 VHN100 = 507–586
Getit 5–5,5 VHN100 = 667
Hematit 5–6 VHN100 = 1.000–1.100
Hromit 5,5 VHN100 = 1.278–1.456
Anataz 5,5–6 VHN100 = 616–698
Rulit 6–6,5 VHN100 = 894–974
Pirit 6–6,5 VHN100 = 1,505–1.520
Bovijeit 7 VHN100 = 858–1,288
Juklejs 7,5 VHN100 = 1.310
Hromijum 8,5 VHN100 = 1.875–2.000

Vidi još

uredi

Reference

uredi
  1. ^ Mohs, Friedrich (1825). Treatise on Mineralogy: Or, The Natural History of the Mineral Kingdom. Prevod: Haidinger, William. United Kingdom: A. Constable and Company. str. v. Pristupljeno 11. 2. 2022. 
  2. ^ „Mineral gemstones”. United States Geological Survey. 18. 6. 1997. Pristupljeno 10. 2. 2021. 
  3. ^ „Mohs scale of hardness”. Mineralogical Society of America. Pristupljeno 10. 2. 2021. 
  4. ^ Theophrastus. Theophrastus on Stones. Pristupljeno 2011-12-10 — preko Farlang.com. 
  5. ^ Pliny the Elder. „Book 37, Chap. 15”. Naturalis Historia. „'Adamas: Six varieties of it. Two remedies.” 
  6. ^ Pliny the Elder. „Book 37, Chap. 76”. Naturalis Historia. „The methods of testing precious stones.” 
  7. ^ „Hardness”. Materials Mechanical Hardness. Non-Destructive Testing Resource Center. Arhivirano iz originala 2014-02-14. g. 
  8. ^ „Size reduction, comminution”. Grinding and milling. PowderProcess.net. Pristupljeno 27. 10. 2017. 
  9. ^ Purdy, Kevin (16. 5. 2014). „Hardness is not toughness: Why your phone's screen may not scratch, but will shatter”. Computerworld. IDG Communications Inc. Pristupljeno 16. 4. 2021. 
  10. ^ American Federation of Mineralogical Societies. "Mohs Scale of Mineral Hardness" Arhivirano na sajtu Wayback Machine (11. mart 2023). amfed.org
  11. ^ 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
  12. ^ Amethyst Galleries' Mineral Gallery What is important about hardness?. galleries.com
  13. ^ Mineral Hardness and Hardness Scales Arhivirano 2008-10-17 na sajtu Wayback Machine. Inland Lapidary
  14. ^ Mukherjee, Swapna (2012). Applied Mineralogy: Applications in Industry and Environment. Springer Science & Business Media. str. 373. ISBN 978-94-007-1162-4. 
  15. ^ "Mohs hardness" in Encyclopædia Britannica Online
  16. ^ Samsonov, G.V., ur. (1968). „Mechanical Properties of the Elements”. Handbook of the Physicochemical Properties of the Elements. New York: IFI-Plenum. str. 432. ISBN 978-1-4684-6068-1. doi:10.1007/978-1-4684-6066-7. 
  17. ^ "Ice is a mineral" Arhivirano 2015-10-30 na sajtu Wayback Machine in Exploring Ice in the Solar System. messenger-education.org
  18. ^ Berger, Lev I. (1996). Semiconductor Materials  (First izd.). Boca Raton, FL: CRC Press. str. 126. ISBN 978-0849389122. 
  19. ^ „Mohs Hardness Scale: Testing the Resistance to Being Scratched”. geology.com. 
  20. ^ „mica | Structure, Properties, Occurrence, & Facts”. Encyclopedia Britannica (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2021-08-09. 
  21. ^ a b v g „Reade Advanced Materials - Mohs' Hardness (Typical) of Abrasives”. www.reade.com. Pristupljeno 2021-08-09. 
  22. ^ „Mohs Hardness Scale: Testing the Resistance to Being Scratched”. geology.com. Pristupljeno 2021-08-09. 
  23. ^ a b „Material hardness tables”. www.tedpella.com. Arhivirano iz originala 12. 09. 2015. g. Pristupljeno 2019-05-09. 
  24. ^ a b „Hardness table” (PDF). Pristupljeno 2019-05-09. 
  25. ^ 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. Arhivirano iz originala (PDF) 2016-03-04. g. Pristupljeno 2015-12-08. 
  26. ^ Ralph, Jolyon. „Welcome to mindat.org”. mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy. Pristupljeno 16. 4. 2017. 

Literatura

uredi
  • 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. Arhivirano iz originala 09. 03. 2021. g. Pristupljeno 18. 12. 2011 — preko gemcutters.org. 

Spoljašnje veze

uredi
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Тврдоћа_по_Мосовој_скали&oldid=28391756”