Kaip išmatuoti mineralinį kietumą
Mineralų kietumas yra labai svarbi savybė, padedanti geologams, gemologams ir mėgėjams atpažinti mineralus ir suprasti jų savybes. Jis apibrėžiamas pagal mineralo atsparumą įbrėžimams. Gebėjimas išmatuoti ir įvertinti mineralų kietumą yra labai svarbus tokiose srityse kaip geologija, medžiagų mokslas ir net archeologija. Vienas dažniausiai naudojamų kietumo matavimo metodų yra Moso skalė. Šiame straipsnyje aptarsime, kodėl mineralų kietumas yra svarbus, Moso skalės principus ir praktinius veiksmus, kaip efektyviai išmatuoti mineralų kietumą.
Mineralų kietumo matavimo svarba
Identifikavimas ir klasifikavimas
Mineralai identifikuojami ir klasifikuojami pagal kelias savybes, o kietumas yra vienas iš labiausiai išsiskiriančių bruožų.
Pramoninis taikymas
Pramonėje medžiagos kietumo žinojimas yra būtinas tokioms operacijoms kaip pjovimas, šlifavimas ir gręžimas. Pavyzdžiui, gręžimui naudojami deimantiniai įrankiai, nes deimantai yra kiečiausia žinoma natūrali medžiaga.
Akademiniai ir mokslinių tyrimų tikslai
Mineralų kietumo supratimas padeda akademiniuose tyrimuose, leisdamas mokslininkams daryti išvadas apie mineralų susidarymo sąlygas ir jų vėlesnę geologinę istoriją.
Mineralų kietumo Moho skalė
Kilmė
Moso skalę 1812 m. sukūrė vokiečių mineralogas Friedrichas Mohsas. Tai kokybinė skalė, pagal kurią mineralai vertinami pagal jų gebėjimą braižyti vienas kitą.
Skalė
Moso skalė svyruoja nuo 1 (talkas) iki 10 (deimantas), o kiekvienas lygis atitinka standartinį mineralą, kuris gali subraižyti bet kurį mineralą su mažesniu skaičiumi ir gali būti subraižytas bet kurio mineralo su didesniu skaičiumi.
1. Talkas: Lengvai subraižomas nagu.
2. Gipsas: Jį taip pat galima subraižyti nagu.
3. Kalcitas: Jį gali subraižyti varinė moneta.
4. Fluoritas: lengvai subraižomas peiliu.
5. Apatitas: Jį galima šiek tiek sunkiai subraižyti peiliu.
6. Ortoklazinis feldšpatas: Gali subraižyti stiklą, bet jį subraižo kietesnės medžiagos.
7. Kvarcas: Gali subraižyti stiklą ir daugumą kitų medžiagų.
8. Topazas: Kietesnis už kvarcą, bet lengviau subraižomas nei deimantas.
9. Korundas: apima safyrus ir rubinus; labai kietas.
10. Deimantas: kiečiausia žinoma natūrali medžiaga.
Mineralų kietumo matavimo metodai
Apžiūra
Vizualinė apžiūra yra preliminarus žingsnis siekiant nustatyti potencialius kietumo bandymo kandidatus. Tai apima grūdelių struktūros, spalvos ir kitų fizinių savybių stebėjimą.
Scratch Test
Dažniausias kietumo matavimo būdas yra įbrėžimo testas. Norėdami sėkmingai atlikti įbrėžimo testą, atlikite šiuos veiksmus:
1. Standartinių mineralų pasirinkimas: Iš Moso kietumo rinkinio paimkite etaloninių mineralų rinkinį. Šie rinkiniai yra komerciškai prieinami.
2. Paruošimas: Nuvalykite tiriamojo mineralo paviršių. Įsitikinkite, kad jis lygus ir be dulkių ar priemaišų, nes dalelės gali iškreipti rezultatus.
3. Įbrėžimas: pradėkite nuo minkštesnio skalės galo. Pabandykite subraižyti mineralo paviršių pasirinktu etaloniniu mineralu. Judėkite skale aukštyn, kol rasite mineralą, kuris gali subraižyti jūsų mėginį.
4. Pastebėjimas: Jei etaloninis mineralas subraižo bandomąjį mineralą, etaloninis mineralas yra kietesnis. Jei palieka miltelių pavidalo žymę, kurią galima lengvai nuvalyti, bandomasis mineralas yra kietesnis.
5. Palyginimas: Palyginkite bandomąjį mineralą su etaloniniais mineralais, kad nustatytumėte jo Moso kietumo skaičių.
Laboratorijos metodai
Tikslesniam matavimui, ypač pramoniniu būdu, gali būti naudojami laboratoriniai metodai, tokie kaip Vickerso kietumo bandymas arba Knoopo kietumo bandymas. Šie metodai apima deimantinio antgalio įspaudimo į mineralinį paviršių, veikiant tam tikra apkrova, ir įspaudimo matavimą.
Vickerso kietumo testas:
– Naudoja piramidės formos deimantą.
– Išmatuokite įdubos, likusios pritaikius jėgą, dydį.
– Konvertuoja šį matavimą į Vikerso kietumo skaičių (VHN).
Knoopo kietumo bandymas:
– Naudoja pailgą deimantinį įspaudiklį.
– Tinka trapių medžiagų arba plonų profilių kietumui matuoti.
Iššūkiai ir patarimai
Homogeniškumas
Įsitikinkite, kad mineralinis mėginys yra homogeniškas. Intarpai ir priemaišos gali lemti netikslius kietumo rodmenis.
Paviršiaus pažeidimas
Venkite bandymų ant oro sąlygų paveiktų ar pažeistų paviršių. Paviršiaus nelygumai gali turėti įtakos bandymo rezultatams.
nuoseklumas
Taikant vienodą slėgį ir kampą braižymo bandymo metu, užtikrinamas pakartojamumas. Dėl skirtingo slėgio rezultatai gali būti netikslūs.
Tvarkymo įrankiai
Palaikykite etaloninius mineralus ir bandymo įrankius geros būklės. Pažeisti arba atbukę etalonai pateikia nepatikimus rodmenis.
Praktiniai pritaikymai ir atvejų analizė
Geologiniai tyrinėjimai
Geologiniuose tyrimuose tikslus mineralų identifikavimas padeda sudaryti telkinių žemėlapius ir nustatyti jų ekonominę vertę. Iš įvairių sluoksnių surinktų mėginių kietumas gali būti ištirtas, siekiant nustatyti jų tipą ir kilmę.
Gemologija
Gemologijoje brangakmenių kietumas yra esminis veiksnys vertinant jų tinkamumą skirtingų tipų papuošalams. Minkštesniems brangakmeniams reikalingi apsauginiai įdėklai, kad būtų išvengta pažeidimų.
Archeologiniai artefaktai
Archeologinių radinių medžiagų kietumo analizė gali suteikti įžvalgų apie senovines mados įrankių ir papuošalų gamybos technologijas.
Išvada
Mineralų kietumo matavimas yra esminis įgūdis kiekvienam, dirbančiam su geologija ar mineralogija. Moso skalė suteikia paprastą ir intuityvų būdą mineralams klasifikuoti ir identifikuoti. Nors įbrėžimo bandymas yra labiausiai paplitęs metodas vertinimui kelyje, pažangesni laboratoriniai metodai gali atlikti tikslius matavimus, kai reikia. Mineralų kietumo supratimas ir tikslus matavimas atveria duris į gilesnį Žemės medžiagų ir jų pritaikymo įvairiose srityse supratimą.
Nesvarbu, ar esate profesionalus geologas, studentas ar mėgėjas, mineralų kietumo matavimo metodų įvaldymas praturtins jūsų supratimą ir gamtos pasaulio vertinimą. Reguliariai taikydami šiuos metodus, prisidedate prie tyrinėjimų ir atradimų palikimo, kurio ištakos siekia ankstyvuosius mokslininkus, tokius kaip Friedrichas Mohsas.
