Escala de Mohs de dureza mineral

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Caixa de madeira aberta com dez compartimentos, cada um contendo um espécime mineral numerado.
Kit de dureza de Mohs, contendo uma amostra de cada mineral na escala de dureza de dez pontos

A escala de dureza mineral de Mohs ( / m z / ) é uma escala ordinal qualitativa , de 1 a 10, que caracteriza a resistência ao risco de vários minerais através da capacidade do material mais duro de riscar o material mais macio.

A escala foi criada em 1822 pelo geólogo e mineralogista alemão Friedrich Mohs ; é uma das várias definições de dureza na ciência dos materiais , algumas das quais são mais quantitativas. [1] [2]

O método de comparar a dureza observando quais minerais podem arranhar outros é de grande antiguidade, tendo sido mencionado por Teofrasto em seu tratado Das Pedras , c.   300 aC , seguido por Plínio, o Velho , em sua Naturalis Historia , c. 77   d.C. [3] [4] [5] A escala de Mohs é útil para a identificação de minerais no campo, mas não é um preditor preciso de quão bem os materiais resistem em um ambiente industrial – tenacidade . [6]

Usar

Apesar de sua falta de precisão, a escala de Mohs é relevante para geólogos de campo, que usam a escala para identificar aproximadamente minerais usando kits de raspagem. A dureza dos minerais na escala de Mohs pode ser comumente encontrada em folhas de referência.

A dureza de Mohs é útil no fresamento . Permite avaliar qual tipo de moinho reduzirá melhor um determinado produto cuja dureza é conhecida. [7] A escala é usada em fabricantes de eletrônicos para testar a resiliência de componentes de tela plana (como vidro de cobertura para LCDs ou encapsulamento para OLEDs ), bem como para avaliar a dureza de telas sensíveis ao toque em eletrônicos de consumo. [8]

Minerais

A escala Mohs de dureza mineral é baseada na capacidade de uma amostra natural de mineral riscar visivelmente outro mineral. As amostras de matéria usadas por Mohs são todos minerais diferentes. Os minerais são sólidos quimicamente puros encontrados na natureza. As rochas são constituídas por um ou mais minerais. Como a substância natural mais dura conhecida quando a escala foi projetada, os diamantes estão no topo da escala. A dureza de um material é medida em relação à escala, encontrando o material mais duro que um determinado material pode arranhar, ou o material mais macio que pode arranhar um determinado material. Por exemplo, se algum material é riscado pela apatita, mas não pela fluorita, sua dureza na escala de Mohs cairia entre 4 e 5. [9]

"Coçar" um material para fins da escala de Mohs significa criar deslocamentos não elásticos visíveis a olho nu. Frequentemente, materiais que são mais baixos na escala de Mohs podem criar deslocamentos microscópicos e não elásticos em materiais que têm um número de Mohs mais alto. Embora esses deslocamentos microscópicos sejam permanentes e às vezes prejudiciais à integridade estrutural do material mais duro, eles não são considerados "arranhões" para a determinação de um número de escala de Mohs. [10]

A escala de Mohs é uma escala puramente ordinal . Por exemplo, o corindo (9) é duas vezes mais duro que o topázio (8), mas o diamante (10) é quatro vezes mais duro que o corindo. A tabela abaixo mostra a comparação com a dureza absoluta medida por um esclerômetro , com exemplos pictóricos. [11] [12]

Dureza de Mohs Mineral Fórmula química Dureza absoluta [13] Imagem
1 Talco Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 1 Bloco de talco.jpg
2 Gesso CaSO 4 · 2H 2 O 2 Gypse Arignac.jpg
3 Calcita CaCO3 _ 14 Calcite-sample2.jpg
4 Fluorita CaF2 _ 21 Fluorita com Pirita de Ferro.jpg
5 Apatita Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH ,Cl ,F ) 48 Apatite Canada.jpg
6 Ortoclásio feldspato KAlSi 3 O 8 72 OrthoclaseBresil.jpg
7 Quartzo SiO2 _ 100 Quartz Brésil.jpg
8 Topázio Al 2 SiO 4 (OH ,F ) 2 200 Topázio-120187.jpg
9 Corindo Al 2 O 3 400 Corindom-dtn14b.jpg
10 Diamante C 1500 Diamante bruto.jpg

Na escala de Mohs, uma placa de estrias ( porcelana não esmaltada ) tem uma dureza de aproximadamente 7,0. Usar esses materiais comuns de dureza conhecida pode ser uma maneira simples de aproximar a posição de um mineral na escala. [14]

Dureza intermediária

A tabela abaixo incorpora substâncias adicionais que podem cair entre os níveis: [15]

Dureza Substância ou mineral
0,2–0,3 césio , rubídio
0,5–0,6 lítio , sódio , potássio , cera de vela
1 talco
1,5 gálio , estrôncio , índio , estanho , bário , tálio , chumbo , grafite , gelo [16]
2 nitreto de boro hexagonal , [ 17] cálcio , selênio , cádmio , enxofre , telúrio , bismuto , gesso
2–2,5 halita ( sal-gema ), unha , [18] mica [19]
2,5–3 ouro , prata , alumínio , zinco , lantânio , cério , jato
3 calcita , cobre , arsênico , antimônio , tório , dentina , giz [20]
3,5 platina
4 fluorita , ferro , níquel
4–4,5 aço comum
5 apatita ( esmalte do dente ), zircônio , paládio , obsidiana ( vidro vulcânico )
5,5 berílio , molibdênio , háfnio , vidro , cobalto
6 ortoclásio , titânio , manganês , germânio , nióbio , urânio
6–7 quartzo fundido , pirita de ferro , silício , rutênio , irídio , tântalo , opala , peridoto , tanzanita , ródio , jade , granada , [20] pirita [20]
7 ósmio , quartzo , rênio , vanádio
7,5–8 esmeralda , berilo , zircão , tungstênio , espinélio
8 topázio , zircônia cúbica , aço temperado , espinélio [21]
8,5 crisoberilo , cromo , nitreto de silício , carboneto de tântalo
9 corindo (inclui safira e rubi ), carboneto de tungstênio , nitreto de titânio , óxido de alumínio
9–9,5 carboneto de silício (carborundum), carboneto de tântalo, carboneto de zircônio , alumina , carboneto de berílio, carboneto de titânio , boreto de alumínio , carboneto de boro . [a] [22] [23]
9,5-perto de 10 boro , nitreto de boro , diboreto de rênio ( a- eixo), [24] stishovite , diboreto de titânio , moissanite (forma de cristal de carboneto de silício), carboneto de boro [20]
10 diamante , carbonado

Comparação com a escala Vickers

Comparação entre dureza Mohs e dureza Vickers : [25]


Nome do mineral
Dureza (Mohs) Dureza (Vickers)
(kg/mm 2 )
Grafite 1–2 VHN 10 = 7-11
Lata 1,5 VHN 10 = 7-9
Bismuto 2–2,5 VHN 100 = 16-18
Ouro 2,5 VHN 10 = 30-34
Prata 2,5 VHN 100 = 61-65
Calcocita 2,5–3 VHN 100 = 84-87
Cobre 2,5–3 VHN 100 = 77-99
Galena 2,5 VHN 100 = 79-104
Esfalerita 3,5–4 VHN 100 = 208–224
Heazlewoodita 4 VHN 100 = 230–254
Carrollita 4,5–5,5 VHN 100 = 507-586
Goethita 5–5,5 VHN 100 = 667
Hematita 5–6 VHN 100 = 1.000–1.100
Cromita 5,5 VHN 100 = 1.278–1.456
Anatase 5,5–6 VHN 100 = 616-698
Rutilo 6–6,5 VHN 100 = 894-974
Pirita 6–6,5 VHN 100 = 1.505–1.520
Bowieite 7 VHN 100 = 858–1.288
Euclase 7,5 VHN 100 = 1.310
Cromo 8,5 VHN 100 = 1.875–2.000

Veja também

Notas explicativas

  1. Os carbonetos de alguns metais e semi-metais são bastante duros (assim como quebradiços); carbonetos de tungstênio ( WC ), tântalo ( TaC ), zircônio ( ZrC ), berílio ( Be 2 C ), titânio ( TiC ), silício ( SiC ) e boro ( B 4 C ) todos têm níveis de dureza Mohs entre 9 e 10 [22] [ 23]

Referências

  1. ^ "Pedras minerais" . Serviço Geológico dos Estados Unidos . 18 de junho de 1997 . Recuperado em 10 de fevereiro de 2021 .
  2. ^ "Escala de dureza de Mohs" . Sociedade Mineralógica da América . Recuperado em 10 de fevereiro de 2021 .
  3. ^ Teofrasto . Teofrasto em Pedras . Recuperado em 10/12/2011 – via Farlang.com.
  4. ^ Plínio, o Velho . "Livro 37, Cap. 15" . Naturalis Historia . Adamas : Seis variedades dele. Dois remédios.
  5. ^ Plínio, o Velho . "Livro 37, Cap. 76" . Naturalis Historia . Os métodos de teste de pedras preciosas.
  6. ^ "Dureza" . Dureza Mecânica dos Materiais. Centro de Recursos de Testes Não Destrutivos. Arquivado a partir do original em 14/02/2014.
  7. ^ "Redução de tamanho, cominuição" . Moagem e moagem. PowderProcess.net . Recuperado em 27 de outubro de 2017 .
  8. Purdy, Kevin (16 de maio de 2014). "Dureza não é resistência: por que a tela do seu telefone pode não arranhar, mas quebrar" . Computerworld . IDG Communications Inc. Recuperado em 16 de abril de 2021 .
  9. ^ Federação Americana de Sociedades Mineralógicas. "Escala de Mohs de dureza mineral" . amfed.org
  10. ^ Geels, Kay. "A verdadeira microestrutura dos materiais" , pp. 5–13 em Preparação Materialográfica de Sorby até o Presente . Struers A/S, Copenhague, Dinamarca - arquivado em 7 de março de 2016
  11. ^ Galeria Mineral das Galerias Ametista O que é importante sobre a dureza? . galerias.com
  12. ^ Escalas minerais da dureza e da dureza arquivadas 2008-10-17 no Wayback Machine . Lapidar Interior
  13. ^ Mukherjee, Swapna (2012). Mineralogia Aplicada: Aplicações na Indústria e no Meio Ambiente . Springer Science & Business Media. pág. 373. ISBN 978-94-007-1162-4.
  14. ^ "Dureza de Mohs" na Encyclopædia Britannica Online
  15. ^ Samsonov, GV, ed. (1968). "Propriedades mecânicas dos elementos". Manual das Propriedades Físico-Químicas dos Elementos . Nova York: IFI-Plenum. pág. 432. doi : 10.1007/978-1-4684-6066-7 . ISBN 978-1-4684-6068-1.
  16. "Ice is a mineral" Arquivado em 30/10/2015 na Wayback Machine in Exploring Ice in the Solar System . messenger-education.org
  17. ^ Berger, Lev I. (1996). Materiais Semicondutores (Primeira ed.). Boca Raton, Flórida: CRC Press. pág. 126 . ISBN 978-0849389122.
  18. ^ "Escala de dureza de Mohs: testando a resistência a ser riscado" . geology . com .
  19. ^ "mica | Estrutura, Propriedades, Ocorrência e Fatos" . Enciclopédia Britânica . Recuperado 2021-08-09 .
  20. ^ a b c d "Reade Advanced Materials - dureza de Mohs (típica) de abrasivos" . www.reade.com . Recuperado 2021-08-09 .
  21. ^ "Escala de dureza de Mohs: testando a resistência a ser riscado" . geology . com . Recuperado 2021-08-09 .
  22. ^ a b "Tabelas de dureza de materiais" . www.tedpella.com . Recuperado 2019-05-09 .
  23. ^ a b "Tabela de dureza" (PDF) . Recuperado 2019-05-09 .
  24. ^ Levine, Jonathan B.; Tolbert, Sarah H.; Kaner, Richard B. (2009). "Avanços na busca de boretos metálicos ultra-incompressíveis superduros" (PDF) . Materiais Funcionais Avançados . 19 (22): 3526-3527. doi : 10.1002/adfm.200901257 . Arquivado a partir do original (PDF) em 2016-03-04 . Recuperado 2015-12-08 .
  25. ^ Ralph, Jolyon. "Bem-vindo ao mindat.org" . mindat.org . Instituto Hudson de Mineralogia . Recuperado em 16 de abril de 2017 .

Leitura adicional