Mineral Sərtliyini Necə Ölçmək olar
Pendahuluan
Mineral sərtliyi geologiya və mineralogiyada vacib fiziki xüsusiyyətdir. Bu xüsusiyyət mineralın cızıqlanmaya və ya aşınmaya davamlılığı ilə əlaqədardır. Mineral sərtliyinin ölçülməsi dəqiq nəticələr əldə etmək üçün müxtəlif metodlar və müvafiq alətlər tələb edən bir prosesdir. Bu məqalədə mineral sərtliyinin ölçülməsi üçün müxtəlif üsullar, Mohs şkalası kimi standart metodlardan tutmuş Vickers sərtlik testi kimi daha mürəkkəb üsullara qədər müzakirə ediləcək.
Mohs Ölçüsü: Əsas Metod
Mineralin sərtliyini ölçmək üçün ən sadə və ən tanınmış metodlardan biri Mohs şkalasıdır. 1812-ci ildə mineraloq Fridrix Mohs tərəfindən təqdim edilən Mohs şkalası mineralları cızmaq və ya digər minerallar tərəfindən cızılma qabiliyyətinə görə sıralayır. Şkala, 1-dən (ən yumşaq mineral, talk) 10-a (ən sərt mineral, almaz) qədər sərtlik nömrəsi təyin edilmiş 10 istinad mineralından ibarətdir.
Mohs Ölçüsündən İstifadə Addımları:
1. Nümunəni hazırlayın: Test etmək istədiyiniz mineralı seçin və səthin təmiz və nəticələrə təsir edə biləcək çirklənmədən azad olduğundan əmin olun.
2. İstinad identifikasiyası: Mohs şkalasından talk (1), gips (2), kalsit (3), flüorit (4), apatit (5), feldispat (6), kvars (7), topaz (8), korund (9) və almaz (10) daxil olmaqla bir sıra istinad mineralları hazırlayın.
3. Cızıq Testi aparın: Test edilən nümunəyə istinad mineralını sürtün. Əgər istinad mineralı nümunəni cızırsa, deməli, nümunənin sərtliyi istinad mineralının sərtliyindən aşağıdır. Əgər belə deyilsə, deməli, nümunənin sərtliyi daha yüksəkdir.
4. Nəticələri qeyd edin: Sızdırmazlıq testinin nəticələrinə əsasən nümunənizin Mohs şkalasında harada olduğunu müəyyən edin.
Nümunə hal:
Əgər kalsit (sərtlik 3) nümunənizi cızırsa, lakin flüorit (sərtlik 4) nümunənizi cıza bilmirsə, mineralınızın sərtliyi Mohs şkalasında 3 ilə 4 arasındadır.
Bu üsul sadəliyinə görə çox populyardır, lakin xüsusilə orta sərtlik dəyərlərində dəqiqlik və dəqiqlik baxımından məhdudiyyətlərə malikdir.
Vickers Sərtlik Testi
Vickers metodu mineral sərtliyini daha ətraflı və dəqiq ölçmək üçün istifadə edilən qabaqcıl bir texnikadır. Bu metod, almaz piramidasının mineral səthinə müəyyən bir qüvvə ilə basılmasını əhatə edir. Daha sonra Vickers sərtliyini (HV) təyin etmək üçün yaranan cızıq dərinliyi və ya eni ölçülür.
Vickers metodundan istifadə addımları:
1. Nümunəni hazırlayın: Səth çox hamar olana qədər mineral nümunəni kəsin və cilalayın.
2. Vickers Test Alətini Hazırlayın: Bu alət adətən əyriliyi ölçmək üçün romb piramidasından və mikroskopdan ibarətdir.
3. Təzyiq Testi aparın: Almaz piramidasını mineral səthinə müəyyən bir qüvvə ilə basın və müəyyən bir müddət saxlayın.
4. Əyri Ölçün: Test aləti ilə birləşdirilmiş mikroskopdan istifadə edərək yaranan əyrinin diametrini ölçün.
5. Vickers Sərtliyini Hesablayın: Sərtliyi hesablamaq üçün Vickers metodu ilə verilən düsturdan istifadə edin. Vickers sərtliyi HV = 1.854 F/D² kimi ifadə edilə bilər, burada F kiloqram qüvvəsi (kqf) ilə ifadə edilən sıxılma qüvvəsidir və D millimetrlə ifadə edilən girintinin diametridir.
Brinell Sərtlik Testi
Brinell metodu, əsasən daha yumşaq və ya daha kövrək materiallar üçün istifadə edilən başqa bir üsuldur. Bu sistem, materialın səthinə müəyyən bir qüvvə ilə basılmış polad və ya karbid topundan istifadə edir. Nəticədə yaranan girinti diametri Brinell sərtliyi (HB) dəyərini təyin etmək üçün ölçülür.
Brinell metodundan istifadə addımları:
1. Nümunəni hazırlayın: Mineral səthi düz və çirklənmədən təmiz olmalıdır.
2. Brinell Test Avadanlığını Hazırlayın: Adətən, girintini ölçmək üçün polad kürə və mikroskopdan ibarətdir.
3. Təzyiq Testi aparın: Polad kürəni mineral səthinə müəyyən bir qüvvə ilə basın və müəyyən bir müddət saxlayın.
4. Əyri Ölçün: Mikroskopdan istifadə edərək əyrinin diametrini dəqiq ölçün.
5. Brinell Sərtliyini Hesablayın: HB = 2F / (πD(D – sqrt(D² – d²))) düsturundan istifadə edin, burada F nyutonlarla ifadə edilən sıxıcı qüvvə, D sınaq topunun diametri və d girintinin diametridir.
Əlavə Texnikalar
Artıq qeyd olunan metodlara əlavə olaraq, mineral sərtliyini ölçmək üçün Knoop metodu, Rokvel metodu və nanoindentasiya istifadə edərək mikrosərtlik testi kimi bir neçə başqa üsul da mövcuddur. Hər bir metodun öz üstünlükləri və məhdudiyyətləri var, lakin hamısı yüksək dəqiqlik və detal dərəcəsi ilə məlumat əldə etməyi hədəfləyir.
Knoop Metodu
Knoop sərtlik testi (KNUP) Vickers metoduna bənzər bir üsuldur, lakin üçbucaqlı piramidal girintidən istifadə olunur. Bu üsul çox vaxt çox nazik və ya kövrək materialları sınaqdan keçirmək üçün istifadə olunur.
Rokvell Metodu
Rokvell sərtlik sınağı, yük altında olan materiala nüfuz etmə dərinliyini ölçmək üçün sferik və ya konik indenterdən istifadə edən bir üsuldur. Dəyər, qüvvə tətbiq olunmazdan əvvəl və sonra indenterin nüfuz etmə dərinliyini müqayisə etməklə hesablanır.
Nano girinti
Daha müasir və mürəkkəb bir metod olan nanoindentasiya, materialların mexaniki xüsusiyyətlərini nanoskalada ölçmək üçün çox kiçik bir indenterdən istifadə etməyi əhatə edir. Bu üsul mineralların mikrostruktur xüsusiyyətlərini öyrənmək üçün çox faydalıdır.
Nəticə
Mineral sərtliyinin ölçülməsi geologiya və mineralogiyanın vacib bir aspektidir. Sərtliyin ölçülməsi üsulları Mohs şkalası kimi sadə üsullardan tutmuş Vickers, Brinell və Knoop sərtlik testləri kimi qabaqcıl üsullara qədər dəyişir. Metod seçimi sınaqdan keçirilən mineralın növündən və istənilən dəqiqlik səviyyəsindən asılıdır. Bu üsulları mənimsəməklə, alimlər və texniklər mineralların fiziki xüsusiyyətlərini elmi tədqiqatlardan tutmuş sənayeyə qədər müxtəlif tətbiqlər üçün başa düşə və istifadə edə bilərlər.
