MOHS-kovuusasteikko

Mohsin kovuus on vertailumenetelmä, jolla mitataan mineraalien naarmuuntumiskestävyyttä asteikolla 1-10. Mohsin kovuusasteikon idea on varsin yksinkertainen. Asteikko auttaa tunnistamaan mineraaleja testaamalla niiden kykyä naarmuttaa tai tulla naarmutetuksi tunnetun kovuuden omaavalla mineraalilla. Kovempi materiaali naarmuttaa pehmeämpää materiaalia.

Timantti on Mohsin kovuusasteikon kovin materiaali, ja sen enimmäisarvo on 10, kun taas talkki on asteikon alimmassa päässä, ja sen arvo on 1.

Esimerkiksi kipsi voi naarmuttaa talkkia, joten sen Mohsin naarmuuntumiskovuus on suurempi kuin talkin.

Mineralogian tieteenalan ymmärrys perustuu suurelta osin erilaisiin mittakaavoihin ja mittauksiin, joita on kehitetty vuosien varrella. Yksi tällainen keskeinen asteikko, jolla mitataan mineraalien kovuutta, on Mohsin kovuusasteikko. Kaikille gemmologiaan, geologiaan tai mineralogiaan suuntautuneille tämä asteikko on korvaamaton väline mineraalien erotteluun ja luokitteluun. Tutustutaanpa syvällisesti Mohsin kovuuden ymmärtämiseen.

Mohsin kovuusasteikon kehitti vuonna 1812 saksalainen geologi ja mineralogi Friedrich Mohs. Hän havaitsi tarpeen luokitella mineraaleja jonkinlaiseen järjestelmälliseen järjestykseen ja kehitti yksinkertaisen mutta tehokkaan menetelmän kovuuden määrittämiseksi. Hän havainnoi, mitkä mineraalit pystyivät naarmuttamaan toisia.

On kiehtovaa huomata, että Mohs ei keksinyt kovuuden testaamisen käsitettä. Jo muinaiset sivilisaatiot olivat tehneet havaintoja siitä, mitkä materiaalit pystyivät naarmuttamaan tai kaiverruttamaan toisia. Mohs oli kuitenkin ensimmäinen, joka kokosi johdonmukaisen ja vertailevan luettelon.

Jalokivitaide ja korut: Yksi Mohsin asteikon välittömistä sovelluksista on gemmologiassa. Koruja suunniteltaessa on välttämätöntä ymmärtää käytettävien jalokivien kovuus, sillä se vaikuttaa suoraan niiden kestävyyteen ja kulutuskestävyyteen. Esimerkiksi timantteja, joiden Mohsin kovuus on 10, käytetään usein kihlasormuksissa, koska ne kestävät naarmuuntumista paremmin kuin useimmat muut kivet.

Rakenne ja valmistus: Materiaalien kovuudella on keskeinen merkitys rakennus- ja valmistusteollisuudessa. Esimerkiksi mineraalien kovuuden ymmärtäminen voi auttaa valitsemaan oikeanlaiset koneet tai työkalut louhintaa tai leikkaamista varten.

Koulutus: Mohsin asteikko toimii alkeisvälineenä, jonka avulla opiskelijat voivat tutustua mineralogian maailmaan. Sen yksinkertaisuus ja helppokäyttöisyys tekevät siitä opettajien suosikin.

Mohsin kovuusasteikko on helppokäyttöinen, mutta sen tarkkuus on puutteellinen, koska siinä on vain 10 asteikkoa, ja sen suhde absoluuttiseen kovuuteen on lähes logaritminen. Mohsin kovuuseroa 5 ja 6 ei voida todella määrittää, ja se on enemmänkin likiarvo kuin kehittyneemmät ja tarkemmat kovuuden mittausmenetelmät, kuten Vickers tai Rockwell.

Suhteellinen kovuus: Mohsin asteikko mittaa vain suhteellista kovuutta. Se ei tarjoa absoluuttista tai kvantitatiivista mittausta. Vaikka esimerkiksi timantti on luokiteltu 10:een ja korundi 9:ään, timantti on itse asiassa monta kertaa kovempi kuin korundi. Tarkkuuden puute: Asteikosta puuttuvat väliarvot. Jos kaksi mineraalia sijoittuu kahden numeron väliin, niiden suhteellisen kovuuden määrittäminen voi olla haastavaa. Ei kattava: Asteikko kattaa vain 10 mineraalia. Monet mineraalit jäävät näiden vakiolukujen väliin, mikä edellyttää uusien vertailumineraalien käyttöä. Muut kovuusmittaukset

Mohsin asteikon rajoitusten vuoksi on kehitetty muita menetelmiä kovuuden tarkempaan mittaamiseen. Esimerkiksi Vickersin ja Rockwellin asteikoilla kovuus mitataan arvioimalla kiinteän voiman jättämän painauman syvyyttä tai kokoa. Näitä asteikkoja käytetään yleisemmin metallurgiassa.

Mohsin kovuuden mittausmenetelmän etuna on naarmuuntumisprosessi verrattuna kahden muun menetelmän lommoutumiseen. Tämä on erityisen hyödyllistä kiteisille materiaaleille, kuten lasille tai keramiikalle, jotka murtuvat eivätkä muodonmuutokset tapahdu.

Se on helppo, nopea ja kustannustehokas menetelmä mineraalien naarmuuntumiskovuuden määrittämiseksi. Testipakkaus maksaa alle 30 USD. Ja ennen kuin kysyt. Näin edullinen testipakkaus tulee ilman aitoa timanttia.

Mohsin kovuusasteikko on rajoituksistaan huolimatta edelleen tärkeä testi mineralogian kannalta. Sen yksinkertaisuus, helppokäyttöisyys ja se, että se ei vaadi erikoislaitteita, tekevät siitä laajalti suositun. Mohsin kovuusasteikko on todiste Friedrich Mohsin nerokkuudesta ja systemaattisen luokittelun pysyvästä merkityksestä tieteessä, olipa sitä sitten käyttämässä opiskelija luokkahuoneessa, jalokiviä arvioiva koruntekijä tai geologi kentällä.

Se on yksinkertainen tapa testata naarmun kovuutta käyttämällä apuvälineitä, kuten kuparipenniä ja teräsnaulaa. Vaikka se auttaa luokittelemaan mineraaleja, se antaa suhteellisia, ei tarkkoja mittaustuloksia. Esimerkiksi timantti (10) on paljon kovempi kuin korundi (9), mutta korundi on vain kaksi kertaa niin kova kuin topaasi (8).

Painautumiskovuus mittaa kestävyyttä jatkuvalle paineelle, kuten naulan painamiselle pintaan. Rockwellin asteikolla tätä mitataan katsomalla, kuinka hyvin materiaali kestää puhkaisua, toisin kuin naarmuuntumiskovuus. Tämä testi on tarkka, mutta se on tehtävä laboratoriossa.

Kimmokovuus tarkistaa, kuinka paljon timanttikärkinen vasara kimpoaa materiaalista. Leebin rebound-testi? testi on kätevä kentällä, ja se tarjoaa joitakin etuja laboratoriotesteihin verrattuna, mutta se ei ole yhtä tarkka.

Kimmoisuus ja plastisuus kuvaavat sitä, palautuuko materiaali muotoonsa (elastinen), muuttaako se muotoaan murtumatta (plastinen) vai murtuuko se (hauras). Vaikka timantti on kova, se on hauras, kun taas kupari on pehmeää mutta kuitenkin sitkeää ja muokattavaa.

Lujuus mittaa materiaalin kykyä muodonmuutokseen rasituksen alaisena, kun taas sitkeys mittaa murtumiskestävyyttä. Nämä ominaisuudet ovat ratkaisevia eri sovelluksissa:

• Käytä Mohsin asteikkoa leikkuutyökaluille.
• Käytä Rockwellin tai Vickersin tai Brinellin asteikkoa lommahdusten tarkistamiseen.
• Tarkista kantavien rakenteiden kimmoisuus ja hauraus.
• Arvioi rakennusmateriaalien lujuutta ja sitkeyttä.
• Käytä Pencil Hardness Test for Optical Think Film Coatings and Paint -menetelmää.