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.
| Балл | Минерал | Формула | Практический ориентир |
|---|---|---|---|
| 1 | Тальк | Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂ | Царапается ногтем |
| 2 | Гипс | CaSO₄·2H₂O | Царапается ногтем |
| 3 | Кальцит | CaCO₃ | Царапается медной монетой |
| 4 | Флюорит | CaF₂ | Легко царапается стальным ножом |
| 5 | Апатит | Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH) | С трудом царапается ножом |
| 6 | Ортоклаз | KAlSi₃O₈ | Царапает стекло |
| 7 | Кварц | SiO₂ | Царапает стекло и сталь |
| 8 | Топаз | Al₂SiO₄(F,OH)₂ | Царапает кварц |
| 9 | Корунд | Al₂O₃ | Царапает топаз |
| 10 | Алмаз | C | Царапает 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 →