Mohsi kõvadusskaala: mineraalide kõvaduse määramine

Avasta Mohsi kõvadusskaala — kuidas määratakse mineraalide kõvadust, teemant kui tipp ja praktilised näited väligeoloogidele.

Mohsi mineraalide kõvadusskaala on nime saanud mineraloog Friedrich Mohsi järgi. Mohsi skaala on järjestatud kõvaduse järgi, mis määratakse selle järgi, millised mineraalid suudavad teisi mineraale kriimustada – st. kõvadus tähistab vastupanu kriimustamisele.

Kivimid koosnevad ühest või mitmest mineraalist. Skaala järgi on talk kõige pehmem: seda võivad kriimustada kõik teised materjalid. Kips on kõvem: see võib kriimustada talki, kuid mitte kaltsiiti, mis on veelgi kõvem. Mineraali kõvadust reguleerib peamiselt aatomite vahelise sideme tugevus ja osaliselt aatomite suurus. See on mineraalide kriimustuskindluse mõõt, Mohsi skaala on looduslikele mineraalidele. Toodetud toodete puhul on teised kõvaduse mõõdud paremad.

Teemant on alati skaala tipus, olles kõige kõvem mineraal. Mohsi skaalal on kümme mineraali: talk, kips, kaltsiit, fluoriit, apatiit, põlevkivi, kvarts, topaas, korund ja viimasena ja kõige raskemana teemant. Kuna Mohsi skaala on koostatud juba ammu, ei ole see täpselt õige - näiteks on tänapäeval teadaolevalt mitmed mineraalid kõvemad kui teemant. Mohsi skaala ei pruugi olla täiuslik, kuid väligeoloogid peavad seda siiski väga kasulikuks.

Selgitus ja praktiline kasutus

Mohsi skaala on lihtne ja praktiline vahend välitingimustes mineraalide ligikaudseks identifitseerimiseks. Skaala on järjestatud numbritena 1–10, kus iga aste suudab kriimustada kõiki astme alla jäävaid mineraale. Oluline on mõista, et skaala on suhteline ja mittelineaarne: astmete vahelised erinevused ei ole võrdsed – näiteks vahe korundi (9) ja teemandi (10) vahel on absoluutsetes tugevusühikutes (nagu Vickers või Brinell) palju suurem kui vahe astmete 1 ja 2 vahel.

Mohsi skaala — tavaline nimekiri (1–10)

• 1 – talk (väga pehme)
• 2 – kips (gypsum)
• 3 – kaltsiit (calcite)
• 4 – fluoriit (fluoriit)
• 5 – apatiit (apatiit)
• 6 – ortoklaas / feldspaat (tavaliselt nimetatud Mohsi kuues aste; originaaltekstis võib mõnikord esineda eksitavaid nimetusi)
• 7 – kvarts (kvarts)
• 8 – topaas (topaas)
• 9 – korund (korund)
• 10 – teemant (teemant)

Märkus: originaalteksis oli kuues astme kõrval tekkinud nimetuse põlevkivi viide — see ei ole Mohsi skaala õige kuues mineraal; kuues astme mineraal on ortoklaas (feldspaat).

Piirangud ja täpsemad meetodid

• Relatiivne mõõde: Mohsi skaala mõõdab kriimustamist, mitte kõigi mehaaniliste omaduste (nt kõvadus vs. sitkus) täielikku komplekti.
• Ei ole lineaarne: väike numbriline erinevus ei tähenda väikest füüsikalist erinevust.
• Anisotroopia ja puhtus: mineraali kõvadus võib sõltuda kristallograafilisest suunast, struktuurihäiretest, sisaldunud lisanditest ja pinnahäiringutest.
• Tööstuslikud mõõtmised: tehnilistes ja tootmiskeskkondades kasutatakse tihti täpsemaid meetodeid nagu Vickersi, Knoopi, Brinelli või Rockwelli katsed, mis annavad numbrilised absoluutväärtused ja sobivad materjalide võrdlemiseks.

Sünteetilised ja eksootilised materjalid

Tänapäeval on teada, et mõned sünteetilised või eksootilised materjalid võivad teatavates oludes näidata suuremat kriimustusvastupidavust kui looduslik teemant. Näiteks on uuritud ja mõnikord laboritingimustes valmistatud allotroope või ühendite faase (nt lonsdaleiit ja wurtzite-põhine boronnitrid), mis võivad teoreetiliselt või piiratud tingimustes ületada teemanti mõnede omaduste poolest. Kuid Mohsi skaala jääb praktiliseks õpetuslikuks ja väligeoloogide abivahendiks, mitte täpseks võrdlustabeliks kõikide materjalide jaoks.

Kuidas teha lihtsat kriimustustesti

• Vali teadaoleva kõvadusega referentsmineraal (või metallist failid). Kui testitav näide laseb referentsil seda kriimustada, siis referents on kõvem.
• Tee test nurga all ja vaata pinna kriimustusi tugeva luubiga; väldi proovide liigset kahjustamist.
• Arvesta pragude, ilmastikuerosiooni või pinnareaktsioonide (nt ilmastiku mõjul ilmnevatesse pinna muutustes) mõjudega — need võivad näiliselt muuta kõvadust.

Kokkuvõte

Mohsi skaala on lihtne, visuaalne ja praktiline meetod mineraalide ligikaudseks kõvaduse määramiseks välitingimustes. See ei asenda täpsemaid laborimeetodeid ega sobi kõigi materjalide detailseks võrdlemiseks, kuid on jätkuvalt väärtuslik põhitööriist geoloogias, hariduses ja esmaseks identifitseerimiseks.

Küsimused ja vastused

K: Mis on Mohsi mineraalide kõvadusskaala?

K: Kuidas määratakse Mohsi skaala?

K: Millest koosnevad kivimid?

K: Milline on Mohsi skaala järgi kõige pehmem mineraal?

K: Milline on kõige kõvem mineraal Mohsi skaalal?

K: Mis määrab mineraali kõvaduse?

K: Kas Mohsi skaala on täiuslik?

Otsing