Чӣ тавр сахтии минералро чен кардан мумкин аст
Пендахулуан
Сахтии минерал як хосияти муҳими физикӣ дар геология ва минералогия мебошад. Ин хосият ба муқовимати минерал ба харошидан ё фарсудашавӣ алоқаманд аст. Андозагирии сахтии минерал равандест, ки барои ба даст овардани натиҷаҳои дақиқ усулҳои гуногун ва асбобҳои мувофиқро талаб мекунад. Дар ин мақола усулҳои гуногуни чен кардани сахтии минералҳо, аз усулҳои стандартӣ, ба монанди шкалаи Моҳс то усулҳои мураккабтар, ба монанди санҷиши сахтии Викерс, баррасӣ мешаванд.
Миқёси Моҳс: Усули асосӣ
Яке аз усулҳои соддатарин ва маъруфтарини чен кардани сахтии минералҳо шкалаи Моҳс мебошад. Шкалаи Моҳс, ки соли 1812 аз ҷониби минералог Фридрих Моҳс муаррифӣ шуда буд, минералҳоро аз рӯи қобилияти харошидан ё харошида шудан аз ҷониби дигар минералҳо баҳогузорӣ мекунад. Шкала аз 10 минерали истинодӣ иборат аст, ки ба онҳо рақами сахтии аз 1 (нармтарин минерал, тальк) то 10 (сахттарин минерал, алмос) дода шудааст.
Қадамҳо барои истифодаи миқёси Моҳс:
1. Намунаро омода кунед: Минерале, ки мехоҳед озмоиш кунед, интихоб кунед ва боварӣ ҳосил кунед, ки сатҳ тоза ва аз ифлосшавӣ, ки метавонад ба натиҷаҳо таъсир расонад, озод аст.
2. Муайянкунии истинод: Маҷмӯи маъданҳои истинодиро аз шкалаи Моҳс омода кунед, ки тальк (1), гипс (2), калсит (3), флюорит (4), апатит (5), шпати далаӣ (6), кварц (7), топаз (8), корунд (9) ва алмос (10)-ро дар бар мегиранд.
3. Санҷиши харошиданро анҷом диҳед: Минерали истинодиро ба намунаи санҷидашаванда молед. Агар минерали истиноди намунаро харошад, пас сахтии намуна аз сахтии минерали истиноди пасттар аст. Агар не, пас сахтии намуна баландтар аст.
4. Натиҷаҳоро сабт кунед: Муайян кунед, ки намунаи шумо дар миқёси Моҳс дар асоси натиҷаҳои санҷиши харошидан ба куҷо мерасад.
Намунаи парванда:
Агар калсит (сахтии 3) намунаи шуморо харошад, аммо флюорит (сахтии 4) намунаи шуморо харошида натавонад, сахтии минерали шумо аз рӯи миқёси Моҳс аз 3 то 4 аст.
Ин усул аз сабаби соддагии худ хеле маъмул аст, аммо он инчунин маҳдудиятҳо дорад, махсусан аз ҷиҳати дақиқӣ ва дақиқӣ дар арзишҳои миёнаи сахтӣ.
Санҷиши сахтии Викерс
Усули Викерс як усули пешрафтаест, ки барои чен кардани сахтии маъдан бо тафсилот ва дақиқии бештар истифода мешавад. Ин усул пахш кардани пирамидаи алмосӣ ба сатҳи маъданро бо қувваи мушаххас дар бар мегирад. Сипас чуқурӣ ё паҳнои харошидашуда барои муайян кардани сахтии Викерс (HV) чен карда мешавад.
Қадамҳо барои истифодаи усули Викерс:
1. Намунаро омода кунед: Намунаи минералиро то он даме ки сатҳ хеле ҳамвор шавад, буред ва сайқал диҳед.
2. Асбоби санҷиши Викерсро омода кунед: Ин асбоб одатан аз пирамидаи алмосӣ ва микроскоп барои чен кардани каҷӣ иборат аст.
3. Санҷиши фишорро анҷом диҳед: Пирамидаи алмосро бо қувваи муайян ба сатҳи минерал пахш кунед ва онро барои муддати муайян нигоҳ доред.
4. Дандонро чен кунед: Диаметри дандони ҳосилшударо бо истифода аз микроскопе, ки бо асбоби озмоишӣ муттаҳид карда шудааст, чен кунед.
5. Сахтии Викерсро ҳисоб кунед: Барои ҳисоб кардани сахтӣ аз формулаи додашуда бо усули Викерс истифода баред. Сахтии Викерсро метавон ҳамчун HV = 1.854 F/D² ифода кард, ки дар он F қувваи фишурдашавӣ бо қувваи килограммӣ (кгс) ва D диаметри чуқурӣ бо миллиметр аст.
Санҷиши сахтии Бринелл
Усули Бринелл як усули дигаре аст, ки асосан барои маводҳои нармтар ё шиканандатар истифода мешавад. Ин система аз тӯби пӯлодӣ ё карбидӣ истифода мебарад, ки бо қувваи мушаххас ба сатҳи мавод фишор дода мешавад. Диаметри чуқурии ҳосилшуда барои муайян кардани арзиши сахтии Бринелл (HB) чен карда мешавад.
Қадамҳо барои истифодаи усули Бринелл:
1. Намунаро омода кунед: Сатҳи минерал бояд ҳамвор ва аз ифлосшавӣ холӣ бошад.
2. Таҷҳизоти санҷиши Бринеллро омода кунед: Одатан аз тӯби пӯлодӣ ва микроскоп барои чен кардани чуқурӣ иборат аст.
3. Санҷиши фишорро анҷом диҳед: Як тӯби пӯлодиро бо қувваи муайян ба сатҳи минерал пахш кунед ва онро барои муддати муайян нигоҳ доред.
4. Каҷхатро чен кунед: Диаметри каҷхатро бо истифода аз микроскоп дақиқ чен кунед.
5. Сахтии Бринеллро ҳисоб кунед: Аз формулаи HB = 2F / (πD(D – sqrt(D² – d²))) истифода баред, ки дар он F қувваи фишурдашавӣ дар Нютонҳо, D диаметри тӯби озмоишӣ ва d диаметри чуқурча аст.
Усулҳои иловагӣ
Илова бар усулҳои дар боло зикршуда, якчанд усулҳои дигари чен кардани сахтии маъданҳо мавҷуданд, ба монанди усули Кнуп, усули Роквелл ва санҷиши микросахтӣ бо истифода аз наноиндентатсия. Ҳар як усул бартариҳо ва маҳдудиятҳои худро дорад, аммо ҳамаи онҳо барои тавлиди маълумот бо дараҷаи баланди дақиқӣ ва тафсилот равона шудаанд.
Усули Кнуп
Санҷиши сахтии Кнуп (KNOP) як усулест, ки ба усули Викерс монанд аст, аммо аз ковокии пирамидашакли секунҷа истифода мебарад. Ин усул аксар вақт барои санҷидани маводҳои хеле тунук ё шикананда истифода мешавад.
Усули Роквелл
Санҷиши сахтии Роквелл усулест, ки барои чен кардани чуқурии воридшавӣ ба маводе, ки зери бор аст, аз ковокии курашакл ё конусӣ истифода мебарад. Арзиш бо муқоисаи чуқурии воридшавии ковокии пеш аз ва баъд аз татбиқи қувва ҳисоб карда мешавад.
Наноиндентатсия
Усули муосиртар ва мураккабтар, наноиндентатсия, истифодаи индитери хеле хурдро барои чен кардани хосиятҳои механикии маводҳо дар миқёси нано дар бар мегирад. Ин усул барои омӯзиши хосиятҳои микросохтории маъданҳо хеле муфид аст.
Хулоса
Андозагирии сахтии маъданҳо ҷанбаи муҳими геология ва минералогия мебошад. Усулҳои андозагирии сахтӣ аз усулҳои оддӣ ба монанди шкалаи Моҳс то усулҳои пешрафта ба монанди санҷишҳои сахтии Виккерс, Бринелл ва Кнуп иборатанд. Интихоби усул аз намуди маъдани санҷидашаванда ва сатҳи дилхоҳи дақиқӣ вобаста аст. Бо азхуд кардани ин усулҳо, олимон ва техникҳо метавонанд хосиятҳои физикии маъданҳоро барои татбиқи гуногун, аз тадқиқоти илмӣ то саноат, дарк ва истифода баранд.
