鉱物硬度のモース硬度

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それぞれに番号が付けられた鉱物標本を含む10個のコンパートメントがある木箱を開けます。
モース硬度キット、10ポイントの硬度スケールで各鉱物の1つの標本が含まれています

鉱物硬度のモース硬度(/moʊz / 1から10までの定性的な順序尺度であり、硬い材料が柔らかい材料を引っ掻く能力を通じて、さまざまな鉱物の引っかき抵抗特徴 づけます

このスケールは、1822年にドイツの地質学者鉱物学者の フリードリッヒ・モースによって、彼の鉱物学の扱いで紹介されました。[1] [2]これは、材料科学における硬度のいくつかの定義の1つであり、そのいくつかはより定量的です。[3]

どの鉱物が他の鉱物を傷つける可能性があるかを観察することによって硬度を比較する方法は、テオプラストスが彼の論文On Stonesで言及しているように、非常に古くからあります  紀元前300年、続いてプリニウス博物長老プリニウスc。  AD77[4] [5] [6]モース硬度は、現場の鉱物の識別には役立ちますが、産業環境での材料の耐久性(靭性)を正確に予測するものではありません。[7]

を使用

精度が不足しているにもかかわらず、モース硬度は、スクラッチキットを使用して鉱物を大まかに識別するためにスケールを使用するフィールド地質学者に関連しています。鉱物のモース硬度は、一般的にリファレンスシートに記載されています。

モース硬度はフライス盤で役立ちます。これにより、硬度がわかっている特定の製品をどの種類のミルが最も効果的に低減するかを評価できます。[8]このスケールは、フラットパネルディスプレイコンポーネント( LCDのカバーガラスやOLEDのカプセル化など)の弾力性をテストしたり、家電製品のタッチスクリーンの硬度を評価したりするために電子機器メーカーで使用されています。[9]

鉱物

鉱物硬度のモース硬度は、鉱物の1つの天然サンプルが別の鉱物を目に見える形で引っ掻く能力に基づいています。モースが使用する物質のサンプルはすべて異なる鉱物です。鉱物は、自然界に見られる化学的に純粋な固体です。岩石は1つまたは複数の鉱物で構成されています。スケールが設計されたときに最も難しい既知の天然物質として、ダイヤモンドはスケールの上部にあります。材料の硬度は、特定の材料に傷を付ける可能性のある最も硬い材料、または特定の材料に傷を付ける可能性のある最も柔らかい材料を見つけることによって、スケールに対して測定されます。たとえば、一部の材料が蛍石ではなくアパタイトによって引っかかれている場合、モース硬度での硬度は4〜5になります。[10]

モース硬度の目的で材料を「引っ掻く」とは、肉眼で見える非弾性転位を作成することを意味します。多くの場合、モース硬度が低い材料は、モース硬度が高い材料に微視的で非弾性の転位を生成する可能性があります。これらの微視的な転位は永続的であり、より硬い材料の構造的完全性に悪影響を与える場合がありますが、モース硬度を決定するための「傷」とは見なされません。[11]

モース硬度は、純粋に順序尺度です。たとえば、コランダム(9)はトパーズ(8)の2倍の硬さですが、ダイヤモンド(10)はコランダムの4倍の硬さです。下の表は、スクレロメーターで測定された絶対硬度との比較を図で示しています。[12] [13]

モース硬度 ミネラル 化学式 絶対硬度[14] 画像
1 タルク Mg 3 Si 4 O 10(OH)2 1 タルクblock.jpg
2 石膏 CaSO 4・2H 2 O 2 石膏アリニャック.jpg
3 方解石 CaCO 3 14 方解石-sample2.jpg
4 蛍石 CaF 2 21 鉄を含む蛍石Pyrite.jpg
5 アパタイト Ca 5(PO 43(OH 、Cl 、F 48 アパタイトCanada.jpg
6 正長石長石 KAlSi 3 O 8 72 OrthoclaseBresil.jpg
7 石英 SiO 2 100 QuartzBrésil.jpg
8 トパーズ Al 2 SiO 4(OH 、F 2 200 トパーズ-120187.jpg
9 コランダム Al 2 O 3 400 コランダム-dtn14b.jpg
10 ダイヤモンド C 1500 ラフdiamond.jpg

モース硬度では、ストリークプレート(素焼きの磁器)の硬度は約7.0です。既知の硬度のこれらの通常の材料を使用すると、スケール上の鉱物の位置を概算する簡単な方法になります。[15]

中硬度

以下の表には、レベル間に含まれる可能性のある追加の物質が組み込まれています。[16]

硬度 物質または鉱物
0.2〜0.3 セシウムルビジウム
0.5〜0.6 リチウムナトリウムカリウム、キャンドルワックス
1 タルク
1.5 ガリウムストロンチウムインジウムスズバリウムタリウムグラファイト[17]
2 六方晶窒化ホウ素[18] カルシウムセレンカドミウム硫黄テルルビスマス石膏
2〜2.5 岩塩岩塩)、[19] マイカ[20]
2.5–3 アルミニウム亜鉛ランタンセリウムジェット
3 方解石ヒ素アンチモントリウム象牙質チョーク[21]
3.5 白金
4 蛍石ニッケル
4〜4.5 普通
5 アパタイト歯のエナメル質)、ジルコニウムパラジウム黒曜石火山ガラス
5.5 ベリリウムモリブデンハフニウムガラスコバルト
6 正長石チタンマンガンゲルマニウムニオブウラン
6–7 フューズドクォーツ鉄黄鉄鉱シリコンルテニウムイリジウムタンタラムオパールペリドットタンザナイトロジウムヒスイガーネット[21] 黄鉄鉱[21]
7 オスミウムクォーツレニウムバナジウム
7.5–8 エメラルドベリルジルコンタングステンスピネル
8 トパーズキュービックジルコニア焼入れ鋼スピネル[22]
8.5 クリソベリルクロム窒化ケイ素炭化タンタル
9 コランダムサファイアルビーを含む)、炭化タングステン窒化チタン酸化アルミニウム
9〜9.5 炭化ケイ素(炭化ケイ素)、炭化タンタル、炭化ジルコニウムアルミナ炭化ケイ素、炭化ケイ素炭化アルミニウム炭化ホウ素[a] [23] [24]
9.5 –10に近い ホウ素窒化ホウ素、二ホウ化レニウムa軸)、[25] スティショバイト二ホウ化チタンモアッサナイト(炭化ケイ素の結晶形)、炭化ホウ素[21]
10 ダイヤモンドカーボナード

ビッカーススケールとの比較

モース硬度とビッカース硬度の比較:[26]

鉱物
硬度(モース) 硬度(ビッカース)
(kg / mm 2
黒鉛 1–2 VHN 10 = 7–11
1.5 VHN 10 = 7–9
ビスマス 2〜2.5 VHN 100 = 16–18
ゴールド 2.5 VHN 10 = 30–34
2.5 VHN 100 = 61–65
輝銅鉱 2.5–3 VHN 100 = 84–87
2.5–3 VHN 100 = 77–99
方鉛鉱 2.5 VHN 100 = 79〜104
閃亜鉛鉱 3.5–4 VHN 100 = 208–224
ヒーズルウッダイト 4 VHN 100 = 230〜254
キャロライト 4.5〜5.5 VHN 100 = 507–586
針鉄鉱 5〜5.5 VHN 100 = 667
ヘマタイト 5–6 VHN 100 = 1,000〜1,100
クロマイト 5.5 VHN 100 = 1,278–1,456
アナターゼ 5.5–6 VHN 100 = 616–698
ルチル 6〜6.5 VHN 100 = 894–974
パイライト 6〜6.5 VHN 100 = 1,505–1,520
ボウイアイト 7 VHN 100 = 858–1,288
ユークレース 7.5 VHN 100 = 1,310
クロム 8.5 VHN 100 = 1,875–2,000

も参照してください

注釈

  1. ^ 一部の金属および半金属の炭化物は非常に硬い(また脆い)。タングステン WC)、タンタル TaC)、ジルコニウム ZrC)、ベリリウム Be 2 C)、チタン TiC)、シリコン SiC)、およびホウ素 B 4 C )の炭化物はすべて、モース硬度が9〜10 [23] [24]

参照

  1. ^ モース、フリードリッヒ(1825)[1822年のドイツのオリジナル出版物]。鉱物学の扱い:または、鉱物王国の自然史Haidinger、Williamによって翻訳されました。イギリス:A。ConstableandCompany。p。v 2022年2月11日取得
  2. ^ 「ミネラルジェムストーン」米国地質調査所1997年6月18日2021年2月10日取得
  3. ^ 「硬度のモース硬度」アメリカ鉱物学会2021年2月10日取得
  4. ^ テオプラストス石のテオプラストス2011年12月10日取得–Farlang.com経由。
  5. ^ プリニウス長老「第37巻、第15章」ナチュラリスヒストリアアダマス:6種類。2つの救済策。
  6. ^ プリニウス長老「第37巻、第76章」ナチュラリスヒストリア宝石をテストする方法。
  7. ^ 「硬度」材料機械的硬度。非破壊検査リソースセンター。2014-02-14にオリジナルからアーカイブされました。
  8. ^ 「サイズ縮小、粉砕」研削とフライス盤。PowderProcess.net 2017年10月27日取得
  9. ^ パーディ、ケビン(2014年5月16日)。「硬さは強靭ではありません。スマートフォンの画面に傷がつかないのに、粉々になるのはなぜですか」ComputerworldIDGCommunicationsInc 2021年4月16日取得
  10. ^ アメリカ鉱物学会連合。「モース硬度のスケール」amfed.org
  11. ^ Geels、Kay。「材料の真の微細構造」 Sorbyから現在までの材料図の準備の5〜13ページ。Struers A / S、コペンハーゲン、デンマーク-2016年3月7日アーカイブ
  12. ^ アメジストギャラリーのミネラルギャラリー硬度について重要なことは何ですか?galleries.com
  13. ^ ウェイバックマシンで2008年10月17日にアーカイブされた鉱物硬度と硬度スケール 内陸の宝石職人
  14. ^ Mukherjee、Swapna(2012)。応用鉱物学:産業および環境における応用シュプリンガーサイエンス&ビジネスメディア。p。373. ISBN 978-94-007-1162-4
  15. ^ EncyclopædiaBritannicaOnline「モース硬度」
  16. ^ サムソノフ、GV、編 (1968)。「要素の機械的性質」。要素の物理化学的特性のハンドブックニューヨーク:IFI-プレナム。p。432. doi10.1007/978-1-4684-6066-7ISBN 978-1-4684-6068-1
  17. ^ 「氷は鉱物です」 太陽系の氷を探検するウェイバックマシン日にアーカイブされました。messenger-education.org
  18. ^ バーガー、レブI.(1996)。半導体材料(初版)。フロリダ州ボカラトン:CRCプレス。p。 126ISBN 978-0849389122
  19. ^ 「モース硬度スケール:引っかき傷に対する耐性のテスト」geology.com
  20. ^ 「雲母|構造、特性、発生、および事実」ブリタニカ百科事典2021-08-09を取得
  21. ^ a b c d "Reade Advanced Materials-Mohs'Hardness(Typical)ofAbrasives"www.reade.com 2021-08-09を取得
  22. ^ 「モース硬度スケール:引っかき傷に対する耐性のテスト」geology.com 2021-08-09を取得
  23. ^ ab 材料硬度表」www.tedpella.com 2019-05-09を取得しました。
  24. ^ a b 「硬度表」(PDF)2019-05-09を取得しました。
  25. ^ Levine、Jonathan B .; トルバート、サラH .; カナー、リチャードB.(2009)。「超硬超非圧縮性金属ホウ化物の探索の進歩」(PDF)高度な機能材料19(22):3526–3527。土井10.1002/adfm.2009012572016年3月4日にオリジナル(PDF)からアーカイブされました2015年12月8日取得
  26. ^ ラルフ、ジョリオン。「mindat.orgへようこそ」mindat.orgハドソン鉱物学研究所2017年4月16日取得

さらに読む