Открыть сервис

Шкала Мооса — твёрдость минералов

Шкала Мооса — десятибалльная ординальная шкала относительной твёрдости минералов, предложенная немецким минералогом Фридрихом Моосом в 1812 году. Она основана на способности одного минерала царапать другой: более твёрдый материал оставляет царапину на более мягком. Шкала не является линейной по абсолютным значениям твёрдости и служит практическим инструментом полевой диагностики.

Принцип построения

Каждому из десяти эталонных минералов присвоен целочисленный балл от 1 до 10. Если минерал A царапает минерал B, то твёрдость A выше. Если два минерала взаимно не оставляют царапин, их твёрдость близка. Эталонами выбраны широко распространённые и стабильные минералы, что делает шкалу удобной для работы в поле без приборов.

БаллМинералФормулаПрактический ориентир
1ТалькMg₃Si₄O₁₀(OH)₂Царапается ногтем
2ГипсCaSO₄·2H₂OЦарапается ногтем
3КальцитCaCO₃Царапается медной монетой
4ФлюоритCaF₂Легко царапается стальным ножом
5АпатитCa₅(PO₄)₃(F,Cl,OH)С трудом царапается ножом
6ОртоклазKAlSi₃O₈Царапает стекло
7КварцSiO₂Царапает стекло и сталь
8ТопазAl₂SiO₄(F,OH)₂Царапает кварц
9КорундAl₂O₃Царапает топаз
10АлмазCЦарапает все эталоны

Применение

Шкала используется в минералогии, геологии и геммологии для быстрой оценки твёрдости образца. На практике применяют подручные эталоны: ноготь (около 2,5), медная монета (около 3,5), стальное лезвие (около 5,5), стекло (около 5,5–6). Для точных измерений служат склерометры и микротвердомеры, дающие значения по шкале Виккерса или Кнупа.

Ограничения

Шкала Мооса ординальна, а не пропорциональна: разница между баллами неодинакова. Так, алмаз (10) примерно в четыре раза твёрже корунда (9) по абсолютной микротвёрдости и во много раз превосходит тальк (1). Кроме того, твёрдость кристаллов анизотропна — она зависит от направления в решётке, поэтому один и тот же минерал может показывать разные результаты по разным граням. Значение также зависит от чистоты образца, примесей и степени его изменения.

Сопоставление с другими шкалами

Для научных и технических задач применяют абсолютные методы. Шкала Виккерса измеряет твёрдость по размеру отпечатка алмазной пирамиды под нагрузкой, шкала Кнупа — по отпечатку ромбовидного индентора, шкала Роквелла используется в материаловедении. Единого перевода между этими шкалами и шкалой Мооса нет: соответствие приблизительное и определяется эмпирически.

Значение

Шкала Мооса остаётся стандартным учебным и полевым инструментом более двух столетий благодаря простоте и наглядности. Она включена в минералогические справочники и определители, а её баллы используются как общепринятая характеристика твёрдости в описаниях минералов.

IRONLIVE — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную IRONLIVE →