Tartalom
- Mi a Mohs keménységi skála?
- Kemény összehasonlítás
- Mohs keménységvizsgálati eljárás
- Mohs keménységi tesztelési tippek
- A közös tárgyak keménysége
- Kemény keménység
- Nehezebb, mint Diamond, lágyabb, mint a talk?
- Mohs keménységi skála másokhoz képest
- Keménység variációk egyetlen ásványban
- A keménységi tesztekről
- Keménység, szívósság és szilárdság
- Alkalmazások keménységi tesztekhez
- Néhány megjegyzés a helyesírásról
Mohs keménységi készlet: Laboratóriumi Mohs keménységi mérlegkészlet, amely a következőket tartalmazza: (1) talkum; (2) gipsz; (3) kalcit; (4) fluorit; (5) apatit; (6) ortoklaz; (7) kvarc; (8) topáz; és (9) korund. A gyémánt nem szerepel a legtöbb készletben, hogy a költségeket csökkentsék. A gyémántminta is olyan kicsi, hogy a fogantyúba kell helyezni, hogy hasznos legyen. Vásároljon ásványi keménységi készletet.
Mi a Mohs keménységi skála?
Az ásványi minták azonosításának egyik legfontosabb tesztje a Mohs keménységi teszt. Ez a teszt összehasonlítja egy ásványi anyagnak a Mohs keménységi skálának nevezett tíz referencia ásványi anyag karcolódásának ellenállását (lásd a bal oldali táblázatot). A teszt akkor hasznos, mert egy adott ásványi anyag legtöbb mintája nagyon közel azonos keménységű. Ez a keménységet megbízható diagnosztikai tulajdonságra teszi a legtöbb ásványi anyag számára.
Friedrich Mohs, a német ásványológus 1812-ben fejlesztette ki a skálát. Tíz ásványt választott ki, amelyek keményen különböznek egymástól, egy nagyon lágy ásványtól (talkum) egészen egy nagyon kemény ásványig (gyémánt). A gyémánt kivételével az ásványok mindegyike viszonylag általános és könnyű vagy olcsó megszerezni.
Kemény összehasonlítás
"Keménység": egy anyag ellenállása a karcolódásnak. A vizsgálatot úgy végezzük, hogy az egyik próbadarab éles pontját egy másik minta meg nem jelölt felületére helyezzük, és megpróbáljuk megkarcolni. Itt áll a négy helyzet, amelyeket megfigyelhet, amikor összehasonlítja két minta keménységét:
- Ha az A minta megkarcolhatja a B mintát, akkor az A minta nehezebb, mint a B. minta.
- Ha az A minta nem karcolja meg a B mintát, akkor a B minta keményebb, mint az A. minta.
- Ha a két minta keménysége egyenlő, akkor viszonylag hatástalanok lesznek egymás megkarcolására. Lehetséges, hogy kis karcolások keletkeznek, vagy nehéz lehet meghatározni, hogy keletkezett-e karcolás.
- Ha az A mintát meg lehet karcolni a B mintát, de nem lehet megkarcolni a C mintát, akkor az A minta keménysége a B és a C keménység között van.
Mohs keménységi teszt: A vizsgálat elvégzésekor helyezze az ismeretlen mintát egy asztallapra, és egyik kezével szorosan tartsa a helyén. Ezután helyezze a referenciaminta egy pontját az ismeretlen minta lapos, jelöletlen felületére. Nyomja meg erősen az összehasonlító mintát az ismeretlennél és tudatosan húzza át a lapos felületen, miközben erősen nyomja meg. A sérülések elkerülése érdekében húzza az ismert mintát a testétől és az ismeretlen mintát tartó ujjakkal párhuzamosan.
Mohs keménységvizsgálati eljárás
- A teszteléshez kezdjen egy sima, nem karcolt felületet.
- Az egyik kezével szorosan tartsa az ismeretlen keménységű mintát az asztallap felett, hogy a vizsgálandó felület szabadon maradjon és hozzáférhető legyen. Az asztallap támogatja a mintát, és segít mozdulatlanul tartani a vizsgálathoz.
- Tartsa a másikban a standard keménységű mintát, és helyezze annak egy pontját az ismeretlen minta kiválasztott sík felületére.
- Nyomja meg határozottan a standard minta pontját az ismeretlen mintához, és húzza szilárdan a standard minta pontját az ismeretlen minta felületén.
- Vizsgálja meg az ismeretlen minta felületét. Ujjával törölje le a keletkezett ásványi fragmentumokat vagy port. Vajon a teszt karcoláshoz vezet-e? Vigyázzon, nehogy összekeverje az ásványi port vagy a maradékot egy karcolással. A karcolás egy különálló horony lesz az ásványi felületen, nem pedig a felületre törő jel.
- Végezzen el második alkalommal a tesztet az eredmények megerősítéséhez.
Mohs keménységi tesztelési tippek
- Az ásványi anyagok keménységi sorrendje hasznos referencia lehet. Ha úgy találja, hogy a minta keménysége Mohs 4, akkor gyorsan elkészítheti a lehetséges ásványok listáját.
- A gyakorlat és a tapasztalat javítja képességeit, amikor ezt a tesztet elvégzi. Gyorsabb lesz és magabiztosabb lesz.
- Ha az ismeretlen minta keménysége körülbelül 5 vagy annál kevesebb, akkor képesnek kell lennie arra, hogy egy nagy karcolás nélkül karcoláshoz jusson. Ha azonban az ismeretlen minta keménysége kb. 6 vagy annál nagyobb, akkor a karcolás előállítása némi erőt igényel. E minták esetében tartsa az ismeretlenet szilárdan az asztalnál, helyezze rá a standard mintát, szorosan nyomja meg határozottan, majd nyomás közben tartva lassan húzza a standard mintát az ismeretlen felületén.
- Ne tévesszen meg egy olyan puha, puha mintával, amely jelölést hoz egy nehéz ismeretlenre. Ez a jel olyan, mint amit egy krétadarab termel egy táblára. A semmiből nem törlődik le. Törölje át az ujját a vizsgált felületen. Ha karcolás jött létre, akkor látható horony lesz. Ha a jelek eltűnnek, akkor nem keletkezett karcolás.
- Néhány kemény anyag is nagyon törékeny. Ha az egyik példány törés vagy morzsolódás helyett karcolódik, akkor nagyon óvatosnak kell lennie a vizsgálat elvégzésekor. Az apró vagy szemcsés minták tesztelése nehéz lehet.
- Néhány minta szennyeződéseket tartalmaz. Ha a teszt eredményei nem egyértelműen meggyőzőek, vagy ha a tesztből származó információk nem felelnek meg más tulajdonságoknak, ne habozzon megismételni a tesztet. Lehetséges, hogy egy kis darab kvarcot (vagy más szennyeződést) beágyaztak az egyik mintájába.
- Ne légy wimpy! Ez egy nagyon gyakori probléma. Egyesek véletlenül dörzsölik az egyik mintát oda-vissza a másikhoz, majd keresnek jelölést. A teszt nem így történik.Egyetlen, határozott mozgással történik, azzal a céllal, hogy egy karcolásra kerüljön.
- Légy óvatos. Ha az ismeretlen mintát az asztalnál tartja, helyezze úgy, hogy az ismert mintát ne húzza az egyik ujjával.
- Ezt a tesztet laboratóriumi asztalon vagy munkapadon kell elvégezni, tartós felülettel vagy védőborítással. Ne végezzen ilyen típusú próbát finom bútorokon.
- Vizsgálja meg az apró részecskéket vagy szemcséket úgy, hogy egy indexes ásvány két darabja közé helyezi őket, és összekaparva őket. Ha a szemek nehezebbek, mint az ásványi anyagok, akkor karcolások lépnek fel. Ha a szemek lágyabbak, akkor elkennek.
A közös tárgyak keménysége
Egyesek néhány általános objektumot használnak a gyors keménységi tesztekhez. Például a terepen lévő geológus mindig hordhat zsebkést. A kés felhasználható gyors keménység-vizsgálathoz annak meghatározására, hogy a minta keményebb vagy lágyabb-e, mint a Mohs 5–6,5.
Mielőtt ezeket az objektumokat gyors tesztelő eszközként használná, érdemes meggyőződni azok keménységéről. Egyes kések keményebb acélból készülnek, mint mások. Tesztelje a sajátját, és akkor megismerheti annak keménységét.
Ezek a közös objektumok akkor is hasznosak lehetnek, ha nincs referencia ásványaik halmaza. A kvarcot felvettük ebbe a listába, mert mindenütt ásványi anyag. A mezőn gyakran csak néhány lépésre van egy darab kvarc.
Mohs keménységi válogatás: A keménységi szedők könnyen kezelhetők. Sárgaréz tolllal és ötvözettel vannak ellátva, amelyet keménységvizsgálathoz használnak. Helyezze a válogatás éles pontját ismeretlen példányra, és húzza át a felületén. Vagy karcoláshoz vezet, átcsúszik a felületen, vagy nyomot hagy a fémből. Ezek keménysége 2 (műanyag pont), 3 (réz pont) és 4–9 (gondosan kiválasztott ötvözetek). Kiválóan alkalmasak kis példányok tesztelésére vagy egy kőzetbe ágyazott kis szemcsék tesztelésére. Ezek a keménységi szedők kaphatók a boltban.
Kemény keménység
A referencia-ásványi anyagok vizsgálatához történő felhasználásának alternatívája a "keménységi szedők". Ezeknek a szemeteknek éles fémpontjai vannak, amelyeket nagyon pontos teszteléshez használhat. A szegek sokkal több ellenőrzést tesznek lehetővé, és éles pontjaik felhasználhatók kőzetben lévő kis ásványi szemcsék tesztelésére.
Az éles csákányok könnyen használhatók, és akár egy karcolás is előállíthatók, ha azok keményebbek, mint a vizsgált minta, vagy hagynak hátra egy apró fémcsíkot, ha lágyabbak. Vizsgálja meg a teszt helyét kézi lencsével, hogy megnézze a teszt eredményeit.
Használtunk keménységi válogatókat, és azt gondoljuk, hogy nagyszerű munkát végeznek. Könnyebben használhatók és pontosabbak, mint a mintákkal történő tesztelés. Újrabecsülhetők, ha tompa lesznek. Az egyetlen hátránya az áruk (kb. 80 USD / készlet).
Nehezebb, mint Diamond, lágyabb, mint a talk?
A gyémánt nem az ismert legkeményebb anyag, de a keményebb anyagok ritkábbak. A kutatók beszámoltak arról, hogy a wurtzit-bór-nitrid és a lonsdaleite keményebbek lehetnek, mint a gyémánt.
Nem valószínű, hogy ásványi anyagot talál, amely lágyabb, mint a talkum. Néhány fémek azonban lágyabbak. Ide tartoznak: cézium, rubidium, lítium, nátrium és kálium. Valószínűleg soha nem kell kipróbálni a keménységet.
Mohs - Vickers keménység-összehasonlítás: Ez a táblázat összehasonlítja a Mohs keménységi skála (egész szám) index ásványainak keménységét Vickers keménységével (folyamatos skála). A Mohs keménysége ellenáll a karcolódásnak, míg a Vickers keménysége ellenáll a nyomás alatti behúzásnak. A grafikon a korund és a gyémánt Vickers keménysége közötti nagy különbséget mutatja - ezek csak egy egységgel vannak a Mohs keménységi skálán.
Mohs keménységi skála másokhoz képest
Amikor Friedrich Mohs 1812-ben kidolgozta keménységi skáláját, nagyon kevés információ állt rendelkezésre az ásványi keménységről. Tíz ásványt választott ki, amelyek keménységük változott, és önkényesen 1 és 10 közötti egész skálán helyezte el őket. Ez egy relatív skála, amelyben az ismeretlen keménységű ásványt tíz indexes ásványi anyagcsoporttal lehet megvizsgálni, hogy megnézze, hol helyezkedik el. a mérleg.
A Mohs-skála az idő próbájának bizonyult, és több mint 200 éve széles körben használják az egész világon - főleg azért, mert könnyen elkészíthető, olcsó és az emberek gyorsan megértik. Más keménységi teszteket dolgoztak ki, de egyikük sem alkalmazható olyan széles körben.
A „Mohs keménység” a „karcolás ellenállása” relatív egész skálán történő összehasonlítása. A legtöbb más keménységi skála „a tapintással szembeni behúzódási ellenállást használja, amelyre meghatározott ideig nagy nyomást gyakorolnak.” ezek a vizsgálatok eljárástól különböznek a Mohs keménységétől, mindegyik az atomokkal szembeni ellenálló képesség vizsgálata, amelyek az ásványi minta felületére gyakorolt nyomás révén eltolódnak helyzetükből.
Az egyik ilyen skála a Vickers keménységi skála. A Vickers-tesztben a bemélyedés méretét mikroszkopikusan becsüljük meg és a keménységi érték kiszámításához használjuk. A Vickers keménységi értékei folyamatos skálát alkotnak, amely több információt nyújt az ásványok keménységéről, összehasonlítva a Mohs skála egész értékével. Itt található egy táblázat, amelyben összehasonlítják a Mohs-skála ásványait Vickers keménységükkel, valamint az adatok grafikonja. A grafikon azt mutatja, hogy a Vickers keménység szempontjából a Mohs-skála egész értékei közötti rések szélessége nem egyenletes. Ezen felül a magasabb Mohs keménységű ásványok közötti különbségek sokkal szélesebbek, mint a lágyabb ásványi anyagok között. A Vickers keménységét tekintve a gyémánt rendkívül kemény, mint a korund.
Az ásványi anyagok megismerésének legjobb módja egy olyan apró példányok gyűjteményének tanulmányozása, amelyekkel kezelni tudja, megvizsgálhatja és megfigyelheti azok tulajdonságait. Olcsó ásványgyűjtemények érhetők el az áruházban.
Keménység variációk egyetlen ásványban
Bár a referenciakönyvek és a weboldalak gyakran felsorolnak egy ásványi anyagot egyetlen keménységgel, sok ásvány eltérő keménységgel rendelkezik. Nagyobb vagy kisebb keménységük van attól függően, hogy milyen módon karcolják őket.
A változó keménységű ásványok ismert példája a kianit. A Kianit gyakran fordul elő penge alakú kristályokban. Ezeknek a kristályoknak a keménysége körülbelül 5, ha a kristály hosszú tengelyével párhuzamosan tesztelik, és körülbelül 7 keménységűek, ha a kristály rövid tengelyével párhuzamosan tesztelik. Miért? Ezek a különböző irányok különböző kötési környezetekkel találkoznak a kianitkristályban. A kötések, amelyek ellenállnak a pengés kristály hosszú tengelyével párhuzamos karcolódásnak, gyengébbek, mint amelyek a kristály szélességén keresztüli karcolás során tapasztalhatók. A közbenső keménység más irányokban tapasztalható.
Egy másik példa a gyémánt. Az emberek, akik gyémántot vágtak, évszázadok óta tudnak annak változó keménységéről. Tudják, hogy az oktaéderes kristályfelületekkel párhuzamosan egy gyémántkristályt szinte lehetetlen látni, és nagyon nehéz csiszolni. A gyémánt ebben az irányban hasítással törhetõ el, és ebben az irányban a lézerrel lehet a legjobb módszer. A gyémántkristályok fűrészelésére vagy csiszolására a lágyabb és legjobb irány párhuzamos a köbös kristályfelülettel. Ez az információ kritikus tudás a kézművesek számára, akik egy csiszolt gyémánt tervezését tervezik. Ennek megértése és az azzal való munka időt takarít meg, pénzt takarít meg, és jobb terméket hoz létre kevesebb hulladékkal.
Az időjárás az ásványi anyag keménységét is befolyásolhatja. Az időjárási viszonyok megváltoztatják az ásványi anyagok összetételét, az időjárási termék általában lágyabb, mint az eredeti anyag. Az ásvány keménységének, csíkjának vagy egyéb tulajdonságainak vizsgálatánál a legjobb módszer egy frissen törött felületre, a várható fényességgel, amely nem volt kitéve időjárási viszonyoknak.
A keménységi tesztekről
A keménységi vizsgálat, amelyet Friedrich Mohs fejlesztett ki, volt az első ismert teszt, amelynek célja az anyag karcállóságának felmérése. Ez egy nagyon egyszerű, de pontatlan összehasonlító teszt. Talán egyszerűsége lehetővé tette, hogy ez a legszélesebb körben alkalmazott keménységi teszt legyen.
Mivel a Mohs-skálát 1812-ben fejlesztették ki, sok különböző keménységi tesztet fedeztek fel. Ide tartoznak a Brinell, Knoop, Rockwell, Shore és Vickers tesztek. E tesztek mindegyikében használunk egy apró "behúzást", amelyet gondosan megmért erővel alkalmaznak a vizsgált anyagra. Ezután a bemélyedés méretét vagy mélységét és az erő nagyságát kell használni a keménységi érték kiszámításához.
Mivel e tesztek mindegyike eltérő készüléket és eltérő számításokat használ, ezeket nem lehet közvetlenül összehasonlítani. Tehát ha elvégezték a Knoop keménységi tesztet, akkor a számot általában "Knoop keménységnek" jelentették. Ezért a Mohs keménységi teszt eredményeit "Mohs keménység" -ként is be kell jelenteni.
Miért van olyan sokféle keménységi vizsgálat? Az alkalmazott teszt típusát a vizsgált minták mérete, alakja és egyéb jellemzői határozzák meg. Bár ezek a tesztek meglehetősen különböznek a Mohs-teszttől, van némi összefüggés közöttük.
Keménység, szívósság és szilárdság
A keménység tesztelésekor ne felejtse el, hogy "a karcolás ellenállását" teszteli. A teszt során egyes anyagok más módon hibásan működhetnek. Karcolódás helyett törhetnek, deformálódhatnak vagy összeomlanak. A kemény anyagok gyakran eltörnek, amikor stressznek vannak kitéve. Ez a keménység hiánya. Egyéb anyagok deformálódhatnak vagy morzsolódhatnak, ha stressznek vannak kitéve. Ezeknek az anyagoknak nincs szilárdsága. Mindig ne feledje, hogy a karcolás ellenállását teszteli. Ne tévesszen meg más típusú meghibásodások miatt a vizsgált mintán.
Alkalmazások keménységi tesztekhez
A Mohs keménységi tesztet szinte kizárólag az ásványi minták relatív keménységének meghatározására használják. Erre az ásványi anyagok azonosításának részeként kerül sor a terepen, osztályban vagy laboratóriumban, amikor könnyen azonosítható mintákat vizsgálnak, vagy ahol nem állnak rendelkezésre kifinomultabb vizsgálatok.
Az iparban más keménységi teszteket végeznek annak meghatározására, hogy egy anyag alkalmas-e egy adott ipari folyamatra vagy egy meghatározott végfelhasználási alkalmazásra. A keménység tesztelését a gyártási folyamatokban is elvégezzük annak igazolására, hogy az olyan keményítőkezeléseket, mint például hevítés, edzés, munkakeményítés vagy házkeményítés, a specifikációnak megfelelően végeztük.
Néhány megjegyzés a helyesírásról
A Mohs keménységi skáláját feltalálója, Friedrich Mohs nevezték el. Ez azt jelenti, hogy nincs szükség aposztrófra a teszt nevének beírásakor. A "Mohs" és "Mohs" helytelen.
A Google nagyon okos ezekben a nevekben. Még beírhatja a "Moes keménységi skála" lekérdezést, és a Google tudja, hogy a "Mohs keménységi skála" találatokat adja vissza. :-)