Твердость металлов

Коли ми приходимо до ювелірної крамниці, ми обираємо прикрасу винятково по її зовнішньому вигляду. Для нас важливі дизайн, розмір і колір каменів. І навряд чи хто-небудь замислюється про твердість мінералів. Та і навіщо вона взагалі потрібна?

Навіщо вимірювати твердість каменів

Будь-який муляр відповість, що це дуже важливий критерій. Від твердості гірської породи залежить об'єм роботи :

 

  • скільки часу знадобиться на обробку дорогоцінного елементу;
  • які інструменти використати;
  • як "розкрити" мінерал і так далі.

 

У ювелірній справі від твердості залежить ще і довговічність самоцвіту. Чим довше мінерал зберігає блиск, тим краще він "тримає поліровку".

Що означає твердість каменів і як її упізнати

Щоб вимірювати твердість коштовних каменів, використовували різні способи, такі як: дряпання, свердління, деформація поверхні і так далі. Проте, усі ці проби не здобули великого успіху. Був потрібний доступний, але надійний метод. На початку XIX століття німецький мінералог Фрідріх Моос запропонував таблицю твердості мінералів, яка використовується і в наші дні.

Шкала твердості Мооса

Шкала твердості мінералів (Мооса) - система орієнтовного оцінювання твердості каменів. Таблиця потрібна для порівняння матеріалів і визначення, який з них твердіше або м'якше. До неї входять десять еталонних гірських порід, розташованих в послідовності від найм'якшого до найтвердішого.

У кожного еталона є свій номер. Наприклад, тальк, в таблиці твердості каменів - найм'якший мінерал, тому він розташований під першим номером. Апатит має середню твердість і займає п'ятий рядок. Алмаз прийнято вважати найміцнішим каменем за шкалою Мооса, відповідно, він носить десятий номер. Елементи з показником нижче сьоми - вважаються м'якими, вище сьоми - твердими.

Випробовуваний камінь дряпає еталонний або, навпаки, дряпається цим еталонним зразком. Якщо ушкодження залишаються і на зразку, і на мінералі, це означає, що обидва самоцвіти мають однакову твердість. Варто відмітити, що одні й ті ж гірські породи, здобуті в різних місцях, можуть відрізнятися твердістю. Наприклад, алмази з Південного Уельсу набагато міцніші, ніж за самоцвіти з Південної Африки. А Цейлонські сапфіри - міцніші за кашмірські. Із-за різної міцності, в процесі ограновування і полірування можуть виникати складнощі.

Як виміряти твердість самоцвітів в побуті

Визначити твердість мінералів можна не лише за шкалою Мооса. Підручні засоби, такі як: олівці, кухарська сіль, залізні цвяхи, скло, людські нігті, мідні монети і так далі, можуть допомогти в цьому. Найголовніше для випробування міцності - поверхня мінералу має бути свіжіша. Використовуючи підручні засоби, варто запам'ятати:

  • ніготь дряпає гіпс і м'якші речовини;
  • польовий шпат трохи твердіший за віконне скло;
  • ніж з лезом із сталі з легкістю залишає подряпини на склі, оскільки по своїй міцності він близький до кварцу.

 

Ювелірні камені можна випробовувати напилком. Особливо це стосується алмазів, оскільки їх твердість найвища.

Таблиця Мооса і визначення твердості каменів

Твердість по 

Моосу

Мінерал

Абсолютна 

твердість

Чим можна подряпати Інші мінерали зі схожими якостями
1 Тальк 1 Дряпається ногтем Графит
2 Гіпс 3 Дряпається ногтем Галит, хлорит, слюда
3 Кальцит 9 Дряпається мідною монетою Біотит. золото, серебро
4 Флюорит 21 Легко дряпається ножем, 
шибкою
Доломіт, сфалерит
5 Апатит 48 З зусиллям дряпається ножем, 
шибкою
Гематит, лазурит
6 Ортоклаз 72 Дряпається напилком Опал, рутил
7 Кварц 100 Піддається обробці алмазом, 
дряпає шибку.
Гранат, турмалин
8 Топаз 200 Піддається обробці алмазом,
дряпає шибку
Берил, шпінель, аквамарин
9 Корунд 400 Піддається обробці алмазом,
дряпає шибку
Сапфір, рубін, карбід вольфраму
10 Алмаз 1600 Ріже скло Ельбор

 

Інші способи виміру міцності матеріалу

Існують і інші методи виміру твердості гірських порід : Бринелля, Виккерса, Роквеллу, а також за допомогою спеціальних приладів.