Skala Kekerasan Mohs: Menguji Rintangan Menjadi Tercalar

Kandungan

• Apakah Mohs Hardness Scale?
• Membuat Perbandingan Kekerasan
• Prosedur Ujian Kekerasan Mohs
• Tips Ujian Kekerasan Mohs
• Kekerasan Objek Biasa
• Pilihan Kekerasan
• Lebih keras daripada Diamond, lebih lembut daripada Talc?
• Skala Kekerasan Mohs Berbanding dengan Orang Lain
• Variasi Kekerasan dalam Galian Tunggal
• Mengenai Ujian Kekerasan
• Kekerasan, Kekuatan dan Kekuatan
• Kegunaan Ujian Kekerasan
• Beberapa Nota mengenai Ejaan

Mohs Hardness Kit: Sebuah makmal Mohs Hardness Scale kit yang mengandungi: (1) talc; (2) gipsum; (3) kalsit; (4) fluorit; (5) apatite; (6) ortoclase; (7) kuarza; (8) topaz; dan (9) korundum. Diamond tidak termasuk dalam kebanyakan kit untuk mengekalkan kosnya. Juga spesimen berlian akan sangat kecil sehingga perlu dipasang di dalam pemegang untuk berguna. Beli Kit Kekerasan Mineral.

Apakah Mohs Hardness Scale?

Salah satu ujian yang paling penting untuk mengenal pasti spesimen mineral adalah Ujian Kekerasan Mohs. Ujian ini membandingkan rintangan mineral dengan tercalar oleh sepuluh mineral rujukan yang dikenali sebagai Skala Kekerasan Mohs (lihat jadual di sebelah kiri). Ujian ini berguna kerana kebanyakan spesimen mineral tertentu sangat dekat dengan kekerasan yang sama. Ini menjadikan kekerasan suatu diagnostik yang boleh dipercayai untuk kebanyakan mineral.

Friedrich Mohs, seorang mineralogis Jerman, mengembangkan skala pada tahun 1812. Dia memilih sepuluh mineral yang berbeza dengan kekerasan yang berbeza yang terdiri daripada mineral yang sangat lembut (talc) kepada mineral yang sangat keras (berlian). Dengan pengecualian berlian, mineral-mineral ini semuanya agak biasa dan mudah atau murah untuk diperolehi.

Membuat Perbandingan Kekerasan

"Kekerasan" adalah rintangan bahan yang tercalar. Ujian ini dilakukan dengan meletakkan satu titik spesimen tajam pada permukaan spesimen lain yang tidak ditandakan dan cuba menghasilkan calar. Berikut adalah empat situasi yang mungkin anda perhatikan apabila membandingkan kekerasan dua spesimen:

1. Sekiranya Spesimen A boleh mencecah Spesimen B, maka Spesimen A lebih sukar daripada Spesimen B.


2. Sekiranya Spesimen A tidak mencecah Spesimen B, maka Spesimen B lebih sukar daripada Spesimen A.


3. Sekiranya kedua-dua spesimen adalah sama dengan kekerasan maka ia akan menjadi tidak berkesan pada menggaru satu sama lain. Calar kecil mungkin dihasilkan, atau mungkin sukar untuk menentukan jika calar dihasilkan.


4. Sekiranya Spesimen A boleh tercalar oleh Specimen B tetapi ia tidak boleh tercalar oleh Spesimen C, kekerasan spesimen A adalah antara kekerasan spesimen B dan spesimen C.

Ujian kekerasan Mohs: Apabila menjalankan ujian, letakkan spesimen yang tidak diketahui di atas meja dan tegaskan memegangnya dengan satu tangan. Kemudian letakkan satu titik spesimen rujukan terhadap permukaan yang tidak jelas dan tanda spesimen yang tidak diketahui. Tekan spesimen rujukan dengan tegas terhadap yang tidak diketahui, dan sengaja tariknya ke permukaan rata sambil menekan dengan tegas. Untuk mengelakkan kecederaan, seret spesimen yang diketahui dari tubuh anda dan sejajar dengan jari yang memegang spesimen yang tidak diketahui.

Prosedur Ujian Kekerasan Mohs

• Mulailah dengan mencari permukaan yang licin, tidak jelas untuk ujian.


• Dengan satu tangan, tahan spesimen kekerasan yang tidak diketahui dengan tegas terhadap atas meja supaya permukaan yang diuji terdedah dan mudah diakses. Atas meja menyokong spesimen dan membantu anda memegangnya tanpa bergerak untuk ujian.


• Tahan salah satu spesimen kekerasan standard di sisi lain dan letakkan titik spesimen tersebut terhadap permukaan rata yang dipilih spesimen yang tidak diketahui.


• Tegaskan dengan tegas titik spesimen standard terhadap spesimen yang tidak diketahui, dan tegaskan seret titik spesimen standard merentasi permukaan spesimen yang tidak diketahui.


• Periksa permukaan spesimen yang tidak diketahui. Dengan jari, sikat serpihan atau serbuk mineral yang dihasilkan. Adakah ujian menghasilkan calar? Berhati-hati untuk tidak mengelirukan serbuk mineral atau residu dengan calar. Gores akan menjadi potongan alur yang jelas di permukaan mineral, bukan tanda di permukaan yang menyapu.


• Lakukan ujian kali kedua untuk mengesahkan hasil anda.

Tips Ujian Kekerasan Mohs

• Senarai mineral dalam rangka kekerasan boleh menjadi rujukan yang berguna. Jika anda menentukan bahawa spesimen mempunyai kekerasan Mohs 4, anda boleh dengan cepat mendapatkan senarai mineral yang berpotensi.


• Amalan dan pengalaman akan meningkatkan kebolehan anda semasa melakukan ujian ini. Anda akan menjadi lebih cepat dan lebih yakin.


• Jika kekerasan spesimen yang tidak diketahui kira-kira 5 atau kurang, anda sepatutnya dapat menghasilkan gores tanpa banyak usaha. Walau bagaimanapun, jika spesimen yang tidak diketahui mempunyai kekerasan kira-kira 6 atau lebih, maka menghasilkan gores akan memerlukan sedikit kuasa. Bagi spesimen-spesimen tersebut, pegang yang tidak diketahui tegas terhadap meja, letakkan spesimen standard terhadapnya, tekan dengan tegas dengan tekad, kemudian tekan tekanan perlahan seret spesimen standard di permukaan permukaan yang tidak diketahui.


• Jangan tertipu oleh spesimen standard yang lembut yang menghasilkan tanda yang tidak diketahui dengan jelas. Tanda itu seperti apa kapur menghasilkan pada papan hitam. Ia akan memusnahkan tanpa meninggalkan calar. Lap jari anda di permukaan yang diuji. Jika garisan dihasilkan, akan ada alur yang kelihatan. Sekiranya tanda-tanda mengelap, maka calar tidak dihasilkan.


• Beberapa bahan keras juga sangat rapuh. Sekiranya salah satu daripada spesimen anda pecah atau runtuh dan bukan menggaru, anda perlu berhati-hati ketika menjalankan ujian. Menguji spesimen kecil atau berbutir boleh menjadi sukar.


• Sesetengah spesimen mengandungi kekotoran. Sekiranya keputusan ujian anda tidak ketara, atau jika maklumat dari ujian anda tidak sesuai dengan sifat-sifat lain, jangan teragak-agak untuk melakukan ujian lagi. Ada kemungkinan kuarza kecil (atau kekotoran lain) tertanam dalam salah satu spesimen anda.


• Dont wimpy! Ini adalah masalah yang sangat biasa. Sesetengah orang dengan mudah menggosok satu spesimen ke belakang dan sebagainya dan kemudian mencari tanda. Itulah bukan bagaimana ujian dilakukan.Ia dilakukan dengan pergerakan tunggal yang ditentukan dengan matlamat memotong calar.


• Berhati-hati. Apabila anda memegang spesimen yang tidak diketahui di atas meja, letakkannya supaya spesimen yang diketahui tidak akan ditarik ke salah satu jari anda.


• Ujian ini harus dilakukan di meja makmal atau bangku kerja dengan permukaan tahan lama atau penutup pelindung. Jangan lakukan jenis ujian ini pada perabot yang halus.


• Uji zarah kecil atau bijirin dengan meletakkannya di antara dua keping mineral indeks dan mengikisnya bersama. Jika bijirin lebih keras daripada mineral indeks, calar akan dihasilkan. Sekiranya biji-biji lebih lembut, ia akan mengalir.

Kekerasan Objek Biasa

Sesetengah orang menggunakan beberapa objek umum untuk ujian kekerasan yang cepat. Sebagai contoh, ahli geologi di lapangan mungkin selalu membawa pisau poket. Pisau boleh digunakan untuk ujian kekerasan cepat untuk menentukan sama ada spesimen lebih sukar atau lebih lembut daripada Mohs 5 hingga 6.5.

Sebelum menggunakan objek ini sebagai alat ujian cepat, adalah idea yang baik untuk mengesahkan kekerasan mereka. Sesetengah pisau mempunyai keluli yang lebih keras daripada yang lain. Ujilah anda dan kemudian anda tahu kekerasannya.

Objek-objek umum ini juga boleh berguna jika anda tidak mempunyai satu set mineral rujukan. Kami termasuk kuarza dalam senarai ini kerana ia adalah mineral yang mana-mana. Di padang anda sering tidak lebih dari beberapa langkah dari sepotong kuarza.

Kekerasan Mohs memilih: Puncak kekerasan mudah digunakan. Mereka mempunyai stylus tembaga dan "pick" aloi yang digunakan untuk ujian kekerasan. Letakkan titik tajam memilih pada spesimen anda yang tidak diketahui dan seretnya ke permukaan. Ia sama ada menghasilkan gores, meluncur di permukaan, atau meninggalkan kesan logam. Mereka dibekalkan dengan kekerasan 2 (titik plastik), 3 (titik tembaga), dan 4 hingga 9 (aloi dipilih dengan teliti). Mereka hebat untuk menguji spesimen kecil atau untuk menguji bijirin kecil yang tertanam dalam batuan. Pilihan kekerasan ini boleh didapati di kedai.

Pilihan Kekerasan

Satu alternatif untuk menggunakan mineral rujukan untuk ujian adalah satu set "picks kekerasan." Puncak ini mempunyai mata logam tajam yang boleh anda gunakan untuk ujian yang sangat tepat. Puncak membenarkan lebih banyak kawalan, dan titik tajam mereka boleh digunakan untuk menguji butiran mineral kecil di dalam batu.

Puncak tajam boleh digunakan dengan mudah dan sama ada menghasilkan calar jika mereka lebih keras daripada spesimen yang diuji atau meninggalkan sebilangan kecil logam jika mereka lebih lembut. Periksa tapak ujian dengan kanta tangan untuk melihat hasil ujian anda.

Kami telah menggunakan pilihan kekerasan dan berfikir bahawa mereka melakukan pekerjaan yang hebat. Mereka lebih mudah digunakan dan lebih tepat daripada ujian dengan spesimen. Mereka boleh dikembalikan apabila mereka membosankan. Satu-satunya kelemahan adalah harga mereka (kira-kira $ 80 setiap set).

Lebih keras daripada Diamond, lebih lembut daripada Talc?

Diamond bukan bahan yang paling sukar diketahui, tetapi bahan-bahan yang lebih sukar adalah lebih jarang berlaku. Penyelidik telah melaporkan bahawa boron nitrida wurtzite dan lonsdaleite boleh menjadi lebih keras daripada berlian.

Ia tidak mungkin anda akan dapati mineral yang lebih lembut daripada talc. Walau bagaimanapun, beberapa logam lebih lembut. Ini termasuk: cesium, rubidium, litium, sodium, dan kalium. Anda mungkin tidak perlu menguji kekerasan mereka.

Perbandingan kekerasan Mohs - Vickers: Carta ini membandingkan kekerasan galian indeks skala kekerasan Mohs (skala integer) dengan kekerasan Vickers mereka (skala berterusan). Kekerasan Mohs adalah rintangan untuk tercalar, manakala kekerasan Vickers adalah ketahanan terhadap indentasi di bawah tekanan. Grafik menunjukkan perbezaan yang besar antara kekerasan Vickers korundum dan berlian - yang hanya satu unit berasingan pada skala kekerasan Mohs.

Skala Kekerasan Mohs Berbanding dengan Orang Lain

Apabila Friedrich Mohs mengembangkan skala kekerasannya pada tahun 1812, maklumat yang sangat sedikit tentang kekerasan mineral didapati. Dia hanya memilih sepuluh mineral yang bervariasi dalam kekerasan dan sewenang-wenangnya meletakkannya pada skala integer dari 1 hingga 10. Ia adalah skala relatif di mana mineral kekerasan yang tidak diketahui dapat diuji terhadap sekumpulan sepuluh mineral indeks untuk melihat di mana kedudukannya skala.

Skala Mohs telah menjadi ujian masa dan telah digunakan secara meluas di seluruh dunia selama lebih dari 200 tahun - terutamanya kerana ia mudah dilakukan, murah dan orang ramai memahaminya. Ujian kekerasan lain telah dibuat tetapi tiada satu pun daripada mereka yang digunakan secara meluas.

"Kekerasan Mohs" adalah perbandingan skala integer relatif "rintangan untuk tercalar." Kebanyakan kekerasan skala menggunakan "ketahanan terhadap lekukan di bawah stylus yang mana tekanan tertentu digunakan untuk jangka masa tertentu." Walaupun ujian-ujian ini berbeza dari kekerasan Mohs dalam prosedur mereka, semuanya ujian terhadap rintangan terhadap atom yang dipisahkan dari posisi mereka dengan tekanan terhadap permukaan spesimen mineral.

Salah satu skala ini ialah Skala Kekerasan Vickers. Di dalam ujian Vickers, saiz lekukan diukur secara mikroskopik dan digunakan untuk mengira nilai kekerasan. Nilai kekerasan Vickers membentuk skala berterusan yang memberikan lebih banyak maklumat mengenai kekerasan mineral apabila dibandingkan dengan nilai integer skala Mohs. Jadual yang membandingkan mineral skala Mohs ke kekerasan Vickers ditunjukkan di sini bersama dengan graf data. Grafik menunjukkan bahawa dari segi kekerasan Vickers, jurang antara nilai integer skala Mohs tidak bersamaan lebar. Di samping itu, jurang antara mineral kekerasan Mohs yang lebih tinggi jauh lebih luas daripada mineral antara yang lebih lembut. Dari segi kekerasan Vickers, berlian sangat sukar daripada corundum.

Cara terbaik untuk belajar tentang mineral adalah dengan mengkaji dengan koleksi spesimen kecil yang boleh anda kendalikan, memeriksa, dan memerhatikan sifatnya. Koleksi mineral murah boleh didapati di Kedai.

Variasi Kekerasan dalam Galian Tunggal

Walaupun buku rujukan dan laman web sering menyenaraikan kekerasan tunggal bagi setiap mineral, banyak mineral mempunyai kekerasan yang berbeza. Mereka mempunyai kekerasan yang lebih besar atau lebih rendah bergantung pada arah di mana mereka digaruk.

Satu contoh mineral yang terkenal dengan kekerasan berbeza ialah kyanit. Kyanite kerap berlaku dalam kristal berbentuk bilah. Kristal ini mempunyai kekerasan kira-kira 5 jika ia diuji selari dengan paksi panjang kristal, dan kekerasan kira-kira 7 jika ia diuji selari dengan paksi pendek kristal. Mengapa? Arah yang berbeza ini menghadapi persekitaran ikatan yang berbeza dalam kristal kyanite. Ikatan yang menentang menggaru selari dengan paksi panjang kristal berlapis adalah lebih lemah daripada yang ditemui ketika menggaru seluruh lebar kristal. Kekerasan pertengahan ditemui dalam arah lain.

Contoh lain adalah berlian. Orang-orang yang memotong berlian telah mengetahui tentang kekerasan berubah-ubah selama beratus-ratus tahun. Mereka tahu bahawa selari dengan wajah kristal octahedral, kristal berlian hampir mustahil untuk dilihat dan sangat sukar untuk menggilap. Berlian boleh dipecahkan ke arah ini dengan mengekalkan, dan kaedah terbaik untuk memotongnya ke arah ini adalah dengan laser. Arah paling lembut dan paling baik untuk melihat atau menggilap kristal berlian selari dengan wajah kristal padu. Maklumat ini adalah pengetahuan kritikal bagi para pelukis yang merancang reka bentuk berlian yang berwujud. Memahami dan bekerja dengannya menjimatkan masa, menjimatkan wang dan mencipta produk yang lebih baik dengan kurang sisa.

Cuaca juga boleh mempengaruhi kekerasan spesimen mineral. Cuaca mengubah komposisi mineral, dengan produk pelapukan biasanya lebih lembut daripada bahan asal. Apabila menguji kekerasan atau coretan atau harta lain dari mineral, cara terbaik untuk menguji adalah pada permukaan yang baru pecah dengan kilau yang diharapkan yang belum terdedah kepada cuaca.

Mengenai Ujian Kekerasan

Ujian kekerasan yang dikembangkan oleh Friedrich Mohs adalah ujian pertama yang diketahui untuk menilai rintangan bahan untuk menggaru. Ia adalah ujian perbandingan yang sangat mudah tetapi tidak tepat. Mungkin kesederhanaannya membolehkannya menjadi ujian kekerasan yang paling banyak digunakan.

Sejak Skala Mohs dibangun pada tahun 1812, banyak ujian kekerasan yang berbeza telah dicipta. Ini termasuk ujian oleh Brinell, Knoop, Rockwell, Shore dan Vickers. Setiap ujian ini menggunakan "indenter" kecil yang digunakan untuk bahan yang diuji dengan kekuatan yang diukur dengan teliti. Kemudian saiz atau kedalaman lekukan dan jumlah daya digunakan untuk mengira nilai kekerasan.

Kerana setiap ujian ini menggunakan alat yang berbeza dan pengiraan yang berbeza, mereka tidak dapat dibandingkan langsung dengan satu sama lain. Jadi jika ujian kekerasan Knoop dilakukan, nombor itu biasanya dilaporkan sebagai "kekerasan Knoop." Atas sebab ini, keputusan ujian kekerasan Mohs juga harus dilaporkan sebagai kekerasan Mohs.

Mengapa terdapat ujian kekerasan yang begitu banyak? Jenis ujian yang digunakan ditentukan oleh saiz, bentuk, dan ciri-ciri lain spesimen yang diuji. Walaupun ujian ini agak berbeza dari ujian Mohs, terdapat beberapa korelasi antara mereka.

Kekerasan, Kekuatan dan Kekuatan

Semasa menguji kekerasan, ingatlah bahawa anda sedang menguji "rintangan untuk menggaru." Semasa ujian, beberapa bahan mungkin gagal dalam cara lain. Mereka boleh pecah, berubah, atau runtuh bukan menggaru. Bahan keras kerap kali pecah apabila tertekan. Ini adalah kekurangan kekuatan. Bahan-bahan lain mungkin berubah atau runtuh apabila tertekan. Bahan-bahan ini kekurangan kekuatan. Sentiasa ingat bahawa anda sedang menguji rintangan untuk tercalar. Jangan tertipu oleh jenis kegagalan lain dalam spesimen yang sedang diuji.

Kegunaan Ujian Kekerasan

Uji Kekerasan Mohs hampir digunakan untuk menentukan kekerasan relatif spesimen mineral. Ini dilakukan sebagai sebahagian daripada prosedur pengenalpastian mineral di lapangan, di dalam bilik darjah, atau di makmal apabila mudah dikenalpasti spesimen sedang diperiksa atau di mana ujian yang lebih canggih tidak tersedia.

Dalam industri, ujian kekerasan lain dilakukan untuk menentukan kesesuaian bahan untuk proses perindustrian tertentu atau penggunaan akhir khusus. Pengujian kekerasan juga dilakukan dalam proses pembuatan untuk mengesahkan bahawa rawatan pengerasan seperti penyepuhlindapan, pembajaan, kerja pengerasan, atau pengerasan kes telah dilakukan untuk spesifikasi.

Beberapa Nota mengenai Ejaan

Mohs Hardness Scale dinamakan sempena penciptanya, Friedrich Mohs. Ini bermakna bahawa satu apostrophe tidak diperlukan semasa menaip nama ujian. "Mohs" dan "Mohs" tidak betul.

Google benar-benar pintar mengenai nama-nama ini. Anda juga boleh menaip "Moes Hardness Scale" sebagai pertanyaan dan Google tahu untuk memulangkan hasil untuk "Mohs Hardness Scale". :-)