コンテンツ
- モース硬度計とは何ですか？
- 硬さの比較
- モース硬度試験手順
- モース硬度試験のヒント
- 一般的なオブジェクトの硬度
- 硬度ピック
- ダイヤモンドよりも硬く、タルクよりも柔らかい？
- モース硬度と他との比較
- 単一の鉱物の硬度の変化
- 硬さ試験について
- 硬さ、靭性、強度
- 硬さ試験の用途
- スペルに関する注意事項
モース硬度キット： 以下を含む実験室モース硬度計キット：（1）タルク; （2）石膏; （3）方解石; （4）蛍石; （5）アパタイト; （6）正長石; （7）クオーツ; （8）トパーズ; （9）コランダム。ダイヤモンドは、コストを抑えるためにほとんどのキットに含まれていません。また、ダイヤモンドの標本は非常に小さいので、ハンドルに取り付けて使用する必要があります。ミネラル硬度キットを購入します。
モース硬度計とは何ですか？
鉱物標本を識別するための最も重要なテストの1つは、モース硬度テストです。このテストでは、Mohs Hardness Scale（左の表を参照）として知られる10個の参照ミネラルによって引っ掻かれたときのミネラルの耐性を比較します。特定の鉱物のほとんどの標本が同じ硬度に非常に近いため、このテストは有用です。これにより、硬度はほとんどのミネラルの信頼できる診断特性になります。
ドイツの鉱物学者フリードリヒ・モースは、1812年にスケールを開発しました。彼は、非常に柔らかい鉱物（タルク）から非常に硬い鉱物（ダイヤモンド）に至るまで、硬度の異なる10種類の鉱物を選択しました。ダイヤモンドを除いて、ミネラルはすべて比較的一般的で入手が容易または安価です。
硬さの比較
「硬さ」とは、材料の引っかきに対する耐性です。このテストは、ある標本の鋭い点を別の標本のマークされていない表面に置き、傷をつけようとすることによって行われます。 2つの試験片の硬さを比較するときに観察できる4つの状況を次に示します。
- 標本Aが標本Bを引っ掻くことができる場合、標本Aは標本Bよりも硬い。
- 標本Aが標本Bに傷を付けない場合、標本Bは標本Aよりも硬くなります。
- 2つの試験片の硬度が等しい場合、互いに傷を付けるのは比較的効果がありません。小さな引っかき傷が生じるか、引っかき傷が生じたかどうかを判断するのが難しい場合があります。
- 標本Aが標本Bによって傷付けられるが、標本Cによって傷付けられない場合、標本Aの硬度は標本Bの硬度と標本Cの硬度の間にあります。
モース硬度試験： テストを行うときは、未知の標本をテーブルの上に置き、片手でしっかりと保持します。次に、参照試料の点を、未知の試料の平らでマークのない表面に置きます。基準試料を未知のものにしっかりと押し付け、しっかり押しながら意図的に平らな面にドラッグします。怪我を避けるために、既知の標本を体から引き離し、未知の標本を保持している指と平行にします。
モース硬度試験手順
- テストのために、滑らかで傷のない表面を見つけることから始めます。
- 片方の手で、未知の硬さの試験片をテーブルトップにしっかりと当てて、試験する表面が露出してアクセスできるようにします。テーブルトップは試験片を支え、試験のために動かずに保持するのに役立ちます。
- 一方の標準硬さ試験片の1つを持ち、未知の試験片の選択された平面にその試験片のポイントを置きます。
- 標準標本のポイントを未知の標本にしっかりと押し付け、標準標本のポイントを未知の標本の表面全体にしっかりとドラッグします。
- 未知の標本の表面を調べます。指で、生成された鉱物の破片や粉を払い落とします。テストで傷ができましたか？ミネラルパウダーや残留物を傷と混同しないように注意してください。引っかき傷は、鉱物表面にはっきりと刻まれた溝であり、表面の拭き取り跡ではありません。
- テストをもう一度実行して、結果を確認します。
モース硬度試験のヒント
- 硬さの順での鉱物のリストは、便利な参考になることがあります。試料の硬度がモース4であると判断した場合、潜在的な鉱物のリストをすばやく取得できます。
- このテストを行うとき、実践と経験があなたの能力を向上させます。あなたはより速く、より自信を持つようになります。
- 未知の標本の硬度が約5以下の場合、あまり労力をかけずに傷を付けることができます。ただし、未知の標本の硬度が約6以上の場合、引っかき傷を生成するにはある程度の力が必要です。それらの標本については、未知の標本をテーブルにしっかりと当て、標準標本をテーブルにしっかりと当てて、決意を持ってしっかりと押してから、圧力を保持して未知の表面全体にゆっくりと標準標本をドラッグします。
- 未知のハードにマークを付けるソフトな標準標本にだまされてはいけません。そのマークは、黒板にチョークが描くものに似ています。スクラッチを残さずに拭き取ります。テストした表面で指を拭きます。スクラッチが発生した場合、目に見える溝があります。マークが拭き取られた場合、スクラッチは生成されませんでした。
- 硬い材料の中には非常に脆いものもあります。標本の1つが引っ掻くのではなく、壊れたり崩れたりしている場合は、テストを行う際に非常に注意する必要があります。小さな試験片や粒状の試験片のテストは困難な場合があります。
- 一部の標本には不純物が含まれています。テストの結果が目に見えて決定的でない場合、またはテストからの情報が他のプロパティと一致しない場合は、再度テストを行うことをheしないでください。石英片（または別の不純物）が試料の1つに埋め込まれている可能性があります。
- 弱虫にしないでください！これは非常に一般的な問題です。一部の人々は、ある標本を別の標本とさりげなくこすり合わせて、マークを探します。それはテストが行われる方法ではありません。これは、傷を切ることを目的とした、単一の決まった動きで行われます。
- 注意してください。未知の標本をテーブルに当てるときは、既知の標本が指に引っ張られないように置きます。
- このテストは、耐久性のある表面または保護カバーを備えた実験台または作業台で行う必要があります。高級家具ではこの種のテストを行わないでください。
- インデックスミネラルの2つのピースの間に小さな粒子または粒子を置き、それらを一緒にこすってテストします。粒子がインデックスミネラルよりも硬い場合、スクラッチが発生します。穀物が柔らかい場合、それらは汚れます。
一般的なオブジェクトの硬度
一部の人々は、迅速な硬度テストのためにいくつかの一般的なオブジェクトを使用します。たとえば、現場の地質学者は常にポケットナイフを持っているかもしれません。ナイフは、試験片がモース5〜6.5より硬いか柔らかいかを判断するための迅速な硬さ試験に使用できます。
これらのオブジェクトをクイックテストツールとして使用する前に、その硬さを確認することをお勧めします。ナイフの中には、他のナイフよりも硬いものがあります。あなたのものをテストすれば、その硬度がわかります。
これらの共通オブジェクトは、一連の参照鉱物がない場合にも役立ちます。石英は遍在する鉱物なので、このリストに含めました。現場では、クォーツからわずか数歩しか離れていません。
モース硬度ピック： 硬さピックは使いやすいです。彼らは、硬さ試験に使用される真鍮のスタイラスと合金「ピック」を持っています。未知の標本にピックの鋭いポイントを置き、表面上でドラッグします。スクラッチが発生するか、表面をスライドするか、金属の痕跡が残ります。硬度は2（プラスチックポイント）、3（銅ポイント）、および4〜9（厳選された合金）です。小さな標本のテストや、岩に埋め込まれた小さな穀物のテストに最適です。これらの硬度ピックは店頭で入手できます。
硬度ピック
テストに参照鉱物を使用する代わりに、「硬さピック」のセットがあります。これらのピックには、非常に正確なテストに使用できる鋭い金属ポイントがあります。ピックを使用すると、より多くの制御が可能になり、鋭利なポイントを使用して岩石の小さな鉱物粒をテストできます。
鋭いピックは簡単に使用でき、テスト対象の試料より硬い場合は傷を付け、柔らかい場合は金属の小さな縞を残します。ハンドレンズでテストサイトを調べて、テストの結果を確認します。
硬さピックを使用しており、素晴らしい仕事をしていると思います。これらは、標本を使用したテストよりも使いやすく、より正確です。彼らは鈍くなったときに再シャープすることができます。唯一の欠点は、価格（セットあたり約80ドル）です。
ダイヤモンドよりも硬く、タルクよりも柔らかい？
ダイヤモンドは知られている最も硬い物質ではありませんが、硬い材料ははるかにまれです。研究者たちは、ウルツ鉱窒化ホウ素とロンズダライトはダイヤモンドよりも硬い可能性があると報告しています。
タルクよりも柔らかい鉱物を見つけることはまずありません。ただし、いくつかの金属は柔らかいです。これらには、セシウム、ルビジウム、リチウム、ナトリウム、カリウムが含まれます。おそらく、その硬度をテストする必要はないでしょう。
モース-ビッカース硬度比較： このチャートは、モース硬度スケール（整数スケール）の指標鉱物の硬度をビッカース硬度（連続スケール）と比較しています。モース硬度は引っかき傷に対する耐性であり、ビッカース硬度は圧力下での押し込みに対する耐性です。グラフは、コランダムとダイヤモンドのビッカース硬度の大きな違いを示しています-モース硬度スケールで1単位しか離れていません。
モース硬度と他との比較
フリードリヒ・モースが1812年に硬度計を開発したとき、鉱物硬度に関する情報はほとんど入手できませんでした。彼は単に硬度が異なる10個のミネラルを選択し、1から10の整数スケールで任意に配置しました。これは、10個のインデックスミネラルのグループに対して硬度が不明なミネラルをテストして、その位置を確認できる相対的なスケールでしたスケール。
モーススケールは時の試練に耐え、200年以上にわたって世界中で広く使用されています。これは主に、簡単で安価であり、人々がすぐに理解できるからです。他の硬度試験が考案されましたが、どれも広く使用されていません。
「モース硬度」は、「引っかき抵抗」の相対的な整数スケールの比較です。他のほとんどの硬度スケールは、「特定の時間、特定の量の圧力が加えられたスタイラスの下の押し込みに対する抵抗」を使用します。これらのテストは、手順がモース硬度と異なります。これらはすべて、鉱物試料の表面に対する圧力によって原子がその位置から取り除かれることに対する耐性のテストです。
これらのスケールの1つは、ビッカース硬度スケールです。ビッカース試験では、くぼみのサイズが顕微鏡で推定され、硬度値の計算に使用されます。ビッカース硬度値は、モーススケールの整数値と比較したときに、鉱物の硬度に関するより多くの情報を提供する連続スケールを形成します。モーススケールの鉱物とビッカース硬度を比較した表を、データのグラフとともにここに示します。このグラフは、ビッカース硬度の観点から、モーススケールの整数値間のギャップの幅が均一ではないことを示しています。さらに、モース硬度の高い鉱物間のギャップは、柔らかい鉱物間のギャップよりもはるかに広くなっています。ビッカース硬度に関しては、ダイヤモンドはコランダムよりも非常に硬いです。
鉱物について学ぶ最良の方法は、小さな標本のコレクションを調べて、その標本を処理、検査、および観察できることです。安価なミネラルコレクションは、ストアで入手できます。
単一の鉱物の硬度の変化
参考図書やウェブサイトには、各鉱物の硬度が記載されていることがよくありますが、多くの鉱物は硬度が異なります。それらは、引っかかれている方向に応じて多かれ少なかれ硬さを持っています。
硬さが変化する鉱物のよく知られた例は、藍晶石です。藍晶石は、ブレード状の結晶で頻繁に発生します。これらの結晶は、結晶の長軸に平行にテストされた場合、約5の硬度を持ち、結晶の短軸に平行にテストされた場合、約7の硬度を持ちます。どうして？これらの異なる方向は、藍晶石結晶の異なる結合環境に遭遇します。ブレード付き結晶の長軸に平行な引っ掻きに抵抗する結合は、結晶の幅を横切って引っ掻くときに遭遇する結合よりも弱い。中間硬度は他の方向で発生します。
別の例はダイヤモンドです。ダイヤモンドをカットする人々は、何百年もの間、その硬さが変化することを知っています。彼らは、八面体の結晶面と平行に、ダイヤモンドの結晶を見るのはほとんど不可能で、磨くのが非常に難しいことを知っています。ダイアモンドは、direction開によってこの方向に破壊することができます。この方向にダイアモンドを切断する最良の方法は、レーザーを使用することです。ダイアモンドクリスタルを研磨または研磨するための最もソフトで最適な方向は、その立方晶面と平行です。この情報は、ファセットダイヤモンドのデザインを計画する職人にとって重要な知識です。これを理解して操作することで、時間を節約し、お金を節約し、無駄の少ない優れた製品を作成できます。
風化は鉱物標本の硬度にも影響を与える可能性があります。風化は鉱物組成を変化させ、通常、風化製品は元の材料よりも柔らかくなります。鉱物の硬度または縞または他の特性をテストするとき、テストする最善の方法は、風化にさらされていない予想される光沢のある、新しく壊れた表面上です。
硬さ試験について
フリードリッヒモースが開発した硬度試験は、材料の引っかき抵抗性を評価した最初の試験です。これは非常に単純ですが、不正確な比較テストです。おそらくそのシンプルさが、最も広く使用されている硬度試験になることを可能にしたのでしょう。
モーススケールは1812年に開発されて以来、さまざまな硬さ試験が発明されてきました。これらには、ブリネル、ヌープ、ロックウェル、ショア、ビッカーズによるテストが含まれます。これらの各テストは、慎重に測定された力でテスト対象の材料に適用される小さな「インデンター」を使用します。次に、くぼみのサイズまたは深さと力の量を使用して、硬度値を計算します。
これらのテストはそれぞれ異なる装置と異なる計算を使用するため、互いに直接比較することはできません。そのため、ヌープ硬さ試験が行われた場合、その数値は通常「ヌープ硬さ」として報告されます。このため、モース硬度試験の結果も「モース硬度」として報告する必要があります。
なぜ非常に多くの硬さ試験があるのですか？使用する試験の種類は、試験する試験片のサイズ、形状、およびその他の特性によって決まります。これらのテストはモーステストとはかなり異なりますが、それらの間にはある程度の相関関係があります。
硬さ、靭性、強度
硬さをテストするときは、「引っかき抵抗」をテストしていることを忘れないでください。テスト中、一部の材料は他の方法で故障する場合があります。傷を付ける代わりに、破損、変形、または崩れる可能性があります。硬い材料は、応力を受けるとしばしば破損します。これは靭性の欠如です。他の材料は、応力を受けると変形または崩壊する可能性があります。これらの材料には強度がありません。スクラッチに対する耐性をテストしていることに常に留意してください。試験対象の標本の他のタイプの失敗にだまされないでください。
硬さ試験の用途
モース硬さ試験は、鉱物試料の相対硬さを決定するためにほぼ独占的に使用されます。これは、簡単に識別された標本が検査されている場合、またはより高度なテストが利用できない場合、フィールド、教室、または実験室での鉱物識別手順の一部として行われます。
業界では、特定の工業プロセスまたは特定の最終用途に適した材料を判断するために、他の硬度テストが行われます。また、製造プロセスで硬度テストが行われ、焼きなまし、焼き戻し、加工硬化、表面硬化などの硬化処理が仕様どおりに行われたことを確認します。
スペルに関する注意事項
モース硬度計は、発明者のフリードリッヒ・モースにちなんで命名されました。これは、テストの名前を入力するときにアポストロフィが必要ないことを意味します。 「Mohs」と「Mohs」は間違っています。
Googleはこれらの名前について本当に賢いです。クエリとして「Moes Hardness Scale」と入力することもでき、Googleは「Mohs Hardness Scale」の結果を返すことを知っています。 :-)