Stupnice tvrdosti MOHS

Mohsova tvrdost je srovnávací metoda měření odolnosti minerálů proti poškrábání v rozsahu 1 až 10. Podstata Mohsovy stupnice tvrdosti je poměrně jednoduchá. Tato stupnice pomáhá identifikovat minerály tím, že testuje jejich schopnost poškrábat se nebo být poškrábán minerálem známé tvrdosti. Tvrdší materiál poškrábe měkčí materiál.

Diamant je na Mohsově stupnici tvrdosti nejtvrdším materiálem s maximálním hodnocením 10, zatímco mastek se nachází na nejnižším konci stupnice s hodnocením 1.

Například sádra může poškrábat mastek, proto má vyšší hodnotu tvrdosti poškrábání podle Mohsovy stupnice než mastek.

Věda o mineralogii vděčí za své poznání různým měřítkům a měřením, která byla v průběhu let vyvinuta. Jednou z takových klíčových stupnic, která měří tvrdost minerálů, je Mohsova stupnice tvrdosti. Pro každého, kdo se zajímá o gemologii, geologii nebo mineralogii, je tato stupnice neocenitelným nástrojem pro rozlišování a kategorizaci minerálů. Pojďme se ponořit do pochopení Mohsovy stupnice tvrdosti.

Mohsovu stupnici tvrdosti navrhl v roce 1812 německý geolog a mineralog Friedrich Mohs. Uvědomoval si potřebu systematické klasifikace minerálů a navrhl jednoduchou, ale účinnou metodu určování tvrdosti. Ta spočívala v pozorování, které minerály mohou poškrábat jiné.

Je fascinující, že Mohs nevynalezl koncept zkoušení tvrdosti. Již starověké civilizace prováděly pozorování o tom, které materiály lze použít k poškrábání nebo vrypu do jiných. Mohs však jako první sestavil konzistentní a srovnávací seznam.

Gemologie a šperkařství: Jedním z bezprostředních využití Mohsovy stupnice je gemologie. Při navrhování šperků je nutné znát tvrdost použitých drahých kamenů, protože přímo ovlivňuje jejich trvanlivost a odolnost proti oděru. Například diamanty s tvrdostí 10 podle Mohsovy stupnice se často používají v zásnubních prstenech, protože odolávají poškrábání lépe než většina ostatních kamenů.

Konstrukce a výroba: Tvrdost materiálů hraje klíčovou roli ve stavebnictví a zpracovatelském průmyslu. Znalost tvrdosti minerálů může například pomoci při výběru správného druhu strojů nebo nástrojů pro těžbu nebo řezání.

Vzdělávání: Mohsova stupnice slouží jako základní nástroj pro uvedení studentů do světa mineralogie. Díky své jednoduchosti a snadnému použití je mezi pedagogy oblíbená.

Mohsova stupnice tvrdosti se snadno používá, ale není dostatečně přesná, protože má pouze 10 stupnic a její vztah k absolutní tvrdosti je téměř logaritmický. Rozdíl Mohsovy tvrdosti 5 a 6 nelze skutečně určit a je spíše přibližný než sofistikovanější a vysoce přesné metody měření tvrdosti, jako jsou Vickersova nebo Rockwellova.

Relativní tvrdost: Mohsova stupnice měří pouze relativní tvrdost. Neposkytuje absolutní ani kvantitativní měření. Například zatímco diamant má stupeň 10 a korund 9, diamant je ve skutečnosti mnohonásobně tvrdší než korund. Nedostatek přesnosti: Stupnice postrádá mezihodnoty. Pokud se tedy dva minerály nacházejí mezi dvěma čísly, může být určení jejich relativní tvrdosti náročné. Není komplexní: Stupnice zahrnuje pouze 10 minerálů. Mnoho minerálů se nachází mezi těmito standardními čísly, což vyžaduje použití dalších referenčních minerálů. Další měření tvrdosti

Vzhledem k omezením Mohsovy stupnice byly vyvinuty další metody pro přesnější měření tvrdosti. Například Vickersova a Rockwellova stupnice měří tvrdost na základě hloubky nebo velikosti vtisku zanechaného pevnou silou. Tyto stupnice se častěji používají v metalurgii.

Výhodou metody měření tvrdosti podle Mohse je poškrábání ve srovnání s promáčknutím u ostatních dvou metod. To je užitečné zejména u krystalických materiálů, jako je sklo nebo keramika, které se roztříští a nedeformují.

Jedná se o snadnou, rychlou a cenově výhodnou metodu stanovení tvrdosti minerálů po poškrábání. Testovací sada stojí méně než 30 USD. A než se zeptáte. Takto levná testovací sada se dodává bez skutečného diamantu.

Mohsova stupnice tvrdosti zůstává i přes svá omezení důležitým testem pro mineralogii. Její jednoduchost, snadné použití a skutečnost, že nevyžaduje žádné speciální vybavení, ji činí široce oblíbenou. Ať už ji používá student ve třídě, klenotník při posuzování drahých kamenů nebo geolog v terénu, Mohsova stupnice je důkazem vynalézavosti Friedricha Mohse a trvalého významu systematické klasifikace ve vědě.

Jedná se o jednoduchý způsob testování tvrdosti poškrábání pomocí nástrojů, jako je měděný peníz a ocelový hřebík. Pomáhá sice kategorizovat minerály, ale poskytuje relativní, nikoliv přesná měření. Například diamant (10) je mnohem tvrdší než korund (9), ale korund je pouze dvakrát tvrdší než topaz (8).

Indukční tvrdost měří odolnost proti stálému tlaku, například při zatlačení hřebíku do povrchu. Rockwellova stupnice ji měří tak, že na rozdíl od tvrdosti po poškrábání zjišťuje, jak dobře materiál odolává propíchnutí. Tato zkouška je přesná, ale musí se provádět v laboratorních podmínkách.

Odrazová tvrdost zjišťuje, jak moc se od materiálu odrazí kladivo s diamantovým hrotem. Test odskoku podle Leeba? je praktický v terénu a nabízí některé výhody oproti laboratorním testům, ale je méně přesný.

Pružnost a plasticita popisují, zda se materiál vrací do svého tvaru (pružný), mění tvar bez porušení (plastický) nebo se láme (křehký). Diamant je sice tvrdý, ale křehký, zatímco měď je měkká, ale tvárná a poddajná.

Pevnost měří schopnost materiálu deformovat se při namáhání, zatímco houževnatost měří odolnost proti zlomení. Tyto vlastnosti jsou rozhodující pro různé aplikace:

• Pro řezné nástroje se používá Mohsova stupnice.
• Pro kontrolu promáčknutí použijte Rockwellovu nebo Vickersovu nebo Brinellovu stupnici.
• Kontrola pružnosti a křehkosti u nosných konstrukcí.
• Posoudit pevnost a houževnatost u konstrukčních materiálů.
• Použijte test tvrdosti tužkou pro optické nátěry a barvy.