Wikipedia

Mohs hardleiksskala

ordinal skala som måler ripefastleiken til ulike mineral
(Omdirigert frå Mohs skala)

Mohs hardleiksskala er eit mål for kor harde eller ripefaste ulike mineral er. Skalaen gjekk opphavleg frå 1 til 10, der 10 er mest ripefast. Eit materiale med hardleik på 7 etter Mohs skala kan laga riper i eit materiale med same hardleik og mindre, men ikkje i eit materiale med høgare verdi.[1]

Mineral merka med kva tal dei har på Mohs hardleiksskala.

Metoden vart utvikla slik at ein kan nytte godt kjente mineral eller lett tilgjengelege material, for å finne kor ripefaste andre er. Skalaen er derfor ikkje lineær og hardleiken mellom nivåa på skalaen kan variere.

Skalaen vart skapt i 1812 av den tyske mineralogen Friedrich Mohs og er ein av fleire definisjonar på hardleik i materialvitskap.[2][3]

Metoden er ikkje nøyaktig nok til å nyttast i industrien der ein heller nyttar eit sklerometer for å måle absolutt hardleik til mineral og keram. Ein kan òg nytte Vickers hardleik eller Knoop hardleik for å lage nøyaktige målingar av hardleiken til mineral.[4][5]

Metoden er lite eigna til måle hardleiken på sprø material ved å ripe i dei.

Historie

endre

Metoden med å samanlikne hardleik ved å sjå kva mineral kan ripe andre går attende til antikken. Han var først nemnd av Theofrastos i verket Peri teon Litheon Biblion frå ca. 300 f.Kr.[6] Plinius den eldre fortel i ca. år 77 korleis falske diamantar lèt seg ripe av ekte, og korleis nokre mineral lèt seg ripe av ei jernfil, medan andre ikkje i verket Naturalis Historia.[6][7][8]

Mineral

endre

Mohs hardleiksskala for mineral tar utgangspunkt i eit naturleg materiale si evne til å ripe eit anna. Alle prøver som var nytta av Mohs er minerial. Mineral er reine stoff som ein finn i naturen. Stein er sett saman at eir eller fleire mineral.[9] Sidan diamant var det hardaste naturlege materialet ein kjente då skalaen vart laga står det øvst på skalaen. For å finne kor hardt eit materiale er, finn ein det hardaste materialet eit gitt material kan ripe og/eller det mjukaste materialet som kan ripe det gitte materialet. Til dømes, dersom eit materiale er ripa av apatitt, men ikkje av fluoritt, er hardleiken på Mohs skala mellom 4 og 5.[10]

Mohs skala er ein rein ordningsskala. For eksempel er korund (9) dobbelt så hard som topas (8), men diamant (10) er nesten fire gonger så hard som korund. For å vise skilnaden til Mohs skala viser tabellen nedanfor absolutt hardleik målt med eit sklerometer.[11][12]

Sidan skalaen vart oppfunnen har ein funne material som er hardare enn det høgste mineralet, diamant, på skalaen. Det betyr at Mohs skala kan bli endra ein gong i framtida.[13]

Mohs hardleik Mineral Formel Absolutt hardleik Bilde
1 Talk Mg3Si4O10(OH)2 1  
2 Gips CaSO4·2H2O 3  
3 Kalsitt CaCO3 9  
4 Fluoritt CaF2 21  
5 Apatitt Ca5(PO4)3(OH–,Cl–,F–) 48  
6 Ortoklas feltspat KAlSi3O8 72  
7 Kvarts (SiO2) 100  
8 Topas Al2SiO4(OH–,F–)2 200  
9 Korund Al2O3 400  
10 Diamant C 1600  

Identifisering av mineral

endre

Saman med testing av eigenskapane brot og kløyv, er Mohs skala eit viktig verktøy for å identifisere mineral. Mohs skala er godt eigna for bruk i felten for både geologar og steinsamlarar. Han er konstruert slik ein kan nytte material som er lett tilgjengelege for å fastslå kor hardt eit materiale er. På Mohs skala har blyant-«bly» (grafitt) ein hardleik på 1; ein fingernagl 2,2–2,5; ein koparpenny 3,2–3,5; ein lommekniv 5,1; eit knivblad 5,5; vindaugsglas 5,5; og ei stålfil eller stålnål 6.5.[14] Ei streakplate (uglasert porselen, porselensikring) har ein hardleik på 7,0. Ved å nytte desse vanlege materiala med kjent hardleik kan ein på ein lett måte finne ei tilnærma plass for mineralet på Mohs skala.[2]

Mellomliggande hardleik

endre

Tabellen nedanfor lister andre stoff som fell mellom dei ulike nivå i tabellen over:

Hardleik Stoff eller mineral
0,2–0,3 cesium, rubidium
0,5–0,6 litium, natrium, kalium
1 talk, grafitt
1,5 gallium, strontium, indium, tinn, barium, thallium, bly
2 heksagonal bornitrid,[15] kalsium, selen, kadmium, svovel, tellur, vismut
2,5 til 3 magnesium, gull, sølv, aluminium, sink, lantan, cerium
3 kalsitt, kopar, arsenikk, antimon, thorium, dentin (tannbein)
4 fluoritt, jern, nikkel
4 til 4,5 platina, stål
5 apatitt, kobolt, zirkonium, palladium, tannemalje
5,5 beryllium, molybden, hafnium
6 ortoklas, titan, mangan, germanium, niob, rhodium, uran
6 til 7 glas, kvartsglas, jernpyritt, silisium, ruthenium, iridium, tantal
7 kvarts, vanadium, osmium, rhenium
7,5 til 8 herda stål, wolfram, smaragd
8 topas, kubisk zirconia
8,5 krysoberyll (gullberyll), krom
9-9,5 korund, silisiumkarbid (karborundum), wolframkarbid, titankarbid, stishovitt
9,5–10 rheniumdiborid, tantalkarbid, titandiborid, bor[16][17][18]
10 diamant
>10 nanokrystallinsk diamant (hyperdiamant, ultrahard fulleritt)

Sjå òg

endre

Kjelder

endre
  1. ↑ Norsk Steinbok. Torgeir T. Garmo. 3. utgåva 1995
  2. ↑ 2,0 2,1 Encyclopædia Britannica. 2009. Encyclopædia Britannica Online. 22. feb. 2009 "Mohs hardness."
  3. ↑ Mohs Scale of Mineral Hardness.American Federation of Mineralogical Societies [1]
  4. ↑ "Mohs hardness." Encyclopædia Britannica. 2008. Encyclopædia Britannica Online. 23 Dec. 2008 [2]
  5. ↑ Mineral Hardness and Hardness Scales.Inland Lapidary [3] Arkivert 2008-10-17 ved Wayback Machine.
  6. ↑ 6,0 6,1 Theophrastus on Stones
  7. ↑ Pliny the Elder. Naturalis Historia.Book 37.Chap. 15. ADamas: six varieties of it. Two remedies.
  8. ↑ Pliny the Elder. Naturalis Historia. Book 37. Chap. 76. The methods of testing precious stones.
  9. ↑ Learn science, Intermediate s. 42
  10. ↑ American Federation of Mineralogical Societies. "Mohs Scale of Mineral Hardness"
  11. ↑ Amethyst Galleries' Mineral Gallery What is important about hardness? Arkivert 2006-12-30 ved Wayback Machine.
  12. ↑ Inland Lapidary Mineral Hardness and Hardness Scales Arkivert 2008-10-17 ved Wayback Machine.
  13. ↑ Irifune, Tetsuo; Kurio, Ayako; Sakamoto, Shizue; Inoue, Toru; Sumiya, Hitoshi (2003). «Materials: Ultrahard polycrystalline diamond from graphite». Nature 421: 599. doi:10.1038/421599b. 
  14. ↑ William S. Cordua (1998). «The Hardness of Minerals and Rocks». Lapidary Digest. Henta 19. august 2007.  Hosted at International Lapidary Association
  15. ↑ Berger, Lev I. (1996). Semiconductor Materials (First utg.). Boca Raton, FL: CRC Press. s. 126. ISBN 978-0849389122. 
  16. ↑ Weintraub E. (1911). «On the properties and preparation of the element boron.». J. Ind. Eng. Chem. 3: 299–301. 
  17. ↑ Solozhenko, V. L.; Kurakevych O. O.; Oganov A. R. (2008). «On the hardness of a new boron phase, orthorhombic γ-b28». Journal of superhard materials 30: 428–429. doi:10.3103/s1063457608060117. 
  18. ↑ Zarechnaya, E. Yu.; Dubrovinsky, L.; Dubrovinskaia, N.; Filinchuk, Y.; Chernyshov, D.; Dmitriev, V.; Miyajima, N.; El Goresy, A.; Braun, H. (2009). «Superhard semiconducting optically transparent high pressure phase of boron». Phys. Rev. Lett. 102: 185501. doi:10.1103/physrevlett.102.185501. 
  • Hardleik til stoff etter Mohs hardleiksskala er henta frå G.V. Samsonov (red.) i Handbook of the physicochemical properties of the elements, IFI-Plenum, New York, USA, 1968.
  • Cordua, William S. "The Hardness of Minerals and Rocks". Lapidary Digest, c. 1990.
Henta frå «https://nn.wikipedia.org/w/index.php?title=Mohs_hardleiksskala&oldid=3560121»