Mohs hardleiksskala
Mohs hardleiksskala er eit mål for kor harde eller ripefaste ulike mineral er. Skalaen gjekk opphavleg frå 1 til 10, der 10 er mest ripefast. Eit materiale med hardleik på 7 etter Mohs skala kan laga riper i eit materiale med same hardleik og mindre, men ikkje i eit materiale med høgare verdi.[1]
Metoden vart utvikla slik at ein kan nytte godt kjente mineral eller lett tilgjengelege material, for å finne kor ripefaste andre er. Skalaen er derfor ikkje lineær og hardleiken mellom nivåa på skalaen kan variere.
Skalaen vart skapt i 1812 av den tyske mineralogen Friedrich Mohs og er ein av fleire definisjonar på hardleik i materialvitskap.[2][3]
Metoden er ikkje nøyaktig nok til å nyttast i industrien der ein heller nyttar eit sklerometer for å måle absolutt hardleik til mineral og keram. Ein kan òg nytte Vickers hardleik eller Knoop hardleik for å lage nøyaktige målingar av hardleiken til mineral.[4][5]
Metoden er lite eigna til måle hardleiken på sprø material ved å ripe i dei.
Historie
[endre | endre wikiteksten]Metoden med å samanlikne hardleik ved å sjå kva mineral kan ripe andre går attende til antikken. Han var først nemnd av Theofrastos i verket Peri teon Litheon Biblion frå ca. 300 f.Kr.[6] Plinius den eldre fortel i ca. år 77 korleis falske diamantar lèt seg ripe av ekte, og korleis nokre mineral lèt seg ripe av ei jernfil, medan andre ikkje i verket Naturalis Historia.[6][7][8]
Mineral
[endre | endre wikiteksten]Mohs hardleiksskala for mineral tar utgangspunkt i eit naturleg materiale si evne til å ripe eit anna. Alle prøver som var nytta av Mohs er minerial. Mineral er reine stoff som ein finn i naturen. Stein er sett saman at eir eller fleire mineral.[9] Sidan diamant var det hardaste naturlege materialet ein kjente då skalaen vart laga står det øvst på skalaen. For å finne kor hardt eit materiale er, finn ein det hardaste materialet eit gitt material kan ripe og/eller det mjukaste materialet som kan ripe det gitte materialet. Til dømes, dersom eit materiale er ripa av apatitt, men ikkje av fluoritt, er hardleiken på Mohs skala mellom 4 og 5.[10]
Mohs skala er ein rein ordningsskala. For eksempel er korund (9) dobbelt så hard som topas (8), men diamant (10) er nesten fire gonger så hard som korund. For å vise skilnaden til Mohs skala viser tabellen nedanfor absolutt hardleik målt med eit sklerometer.[11][12]
Sidan skalaen vart oppfunnen har ein funne material som er hardare enn det høgste mineralet, diamant, på skalaen. Det betyr at Mohs skala kan bli endra ein gong i framtida.[13]
| Mohs hardleik | Mineral | Formel | Absolutt hardleik | Bilde |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Talk | Mg3Si4O10(OH)2 | 1 | 
|
| 2 | Gips | CaSO4·2H2O | 3 | 
|
| 3 | Kalsitt | CaCO3 | 9 | 
|
| 4 | Fluoritt | CaF2 | 21 | 
|
| 5 | Apatitt | Ca5(PO4)3(OH–,Cl–,F–) | 48 | 
|
| 6 | Ortoklas feltspat | KAlSi3O8 | 72 | 
|
| 7 | Kvarts | (SiO2) | 100 | 
|
| 8 | Topas | Al2SiO4(OH–,F–)2 | 200 | 
|
| 9 | Korund | Al2O3 | 400 | 
|
| 10 | Diamant | C | 1600 | 
|
Identifisering av mineral
[endre | endre wikiteksten]Saman med testing av eigenskapane brot og kløyv, er Mohs skala eit viktig verktøy for å identifisere mineral. Mohs skala er godt eigna for bruk i felten for både geologar og steinsamlarar. Han er konstruert slik ein kan nytte material som er lett tilgjengelege for å fastslå kor hardt eit materiale er. På Mohs skala har blyant-«bly» (grafitt) ein hardleik på 1; ein fingernagl 2,2–2,5; ein koparpenny 3,2–3,5; ein lommekniv 5,1; eit knivblad 5,5; vindaugsglas 5,5; og ei stålfil eller stålnål 6.5.[14] Ei streakplate (uglasert porselen, porselensikring) har ein hardleik på 7,0. Ved å nytte desse vanlege materiala med kjent hardleik kan ein på ein lett måte finne ei tilnærma plass for mineralet på Mohs skala.[2]
Mellomliggande hardleik
[endre | endre wikiteksten]Tabellen nedanfor lister andre stoff som fell mellom dei ulike nivå i tabellen over:
| Hardleik | Stoff eller mineral |
|---|---|
| 0,2–0,3 | cesium, rubidium |
| 0,5–0,6 | litium, natrium, kalium |
| 1 | talk, grafitt |
| 1,5 | gallium, strontium, indium, tinn, barium, thallium, bly |
| 2 | heksagonal bornitrid,[15] kalsium, selen, kadmium, svovel, tellur, vismut |
| 2,5 til 3 | magnesium, gull, sølv, aluminium, sink, lantan, cerium |
| 3 | kalsitt, kopar, arsenikk, antimon, thorium, dentin (tannbein) |
| 4 | fluoritt, jern, nikkel |
| 4 til 4,5 | platina, stål |
| 5 | apatitt, kobolt, zirkonium, palladium, tannemalje |
| 5,5 | beryllium, molybden, hafnium |
| 6 | ortoklas, titan, mangan, germanium, niob, rhodium, uran |
| 6 til 7 | glas, kvartsglas, jernpyritt, silisium, ruthenium, iridium, tantal |
| 7 | kvarts, vanadium, osmium, rhenium |
| 7,5 til 8 | herda stål, wolfram, smaragd |
| 8 | topas, kubisk zirconia |
| 8,5 | krysoberyll (gullberyll), krom |
| 9-9,5 | korund, silisiumkarbid (karborundum), wolframkarbid, titankarbid, stishovitt |
| 9,5–10 | rheniumdiborid, tantalkarbid, titandiborid, bor[16][17][18] |
| 10 | diamant |
| >10 | nanokrystallinsk diamant (hyperdiamant, ultrahard fulleritt) |
Sjå òg
[endre | endre wikiteksten]Kjelder
[endre | endre wikiteksten]- ↑ Norsk Steinbok. Torgeir T. Garmo. 3. utgåva 1995
- ↑ 2,0 2,1 Encyclopædia Britannica. 2009. Encyclopædia Britannica Online. 22. feb. 2009 "Mohs hardness."
- ↑ Mohs Scale of Mineral Hardness.American Federation of Mineralogical Societies [1]
- ↑ "Mohs hardness." Encyclopædia Britannica. 2008. Encyclopædia Britannica Online. 23 Dec. 2008 [2]
- ↑ Mineral Hardness and Hardness Scales.Inland Lapidary [3] Arkivert 2008-10-17 ved Wayback Machine.
- ↑ 6,0 6,1 Theophrastus on Stones
- ↑ Pliny the Elder. Naturalis Historia.Book 37.Chap. 15. ADamas: six varieties of it. Two remedies.
- ↑ Pliny the Elder. Naturalis Historia. Book 37. Chap. 76. The methods of testing precious stones.
- ↑ Learn science, Intermediate s. 42
- ↑ American Federation of Mineralogical Societies. "Mohs Scale of Mineral Hardness"
- ↑ Amethyst Galleries' Mineral Gallery What is important about hardness? Arkivert 2006-12-30 ved Wayback Machine.
- ↑ Inland Lapidary Mineral Hardness and Hardness Scales Arkivert 2008-10-17 ved Wayback Machine.
- ↑ Irifune, Tetsuo; Kurio, Ayako; Sakamoto, Shizue; Inoue, Toru; Sumiya, Hitoshi (2003). «Materials: Ultrahard polycrystalline diamond from graphite». Nature 421: 599. doi:10.1038/421599b.
- ↑ William S. Cordua (1998). «The Hardness of Minerals and Rocks». Lapidary Digest. Henta 19. august 2007. Hosted at International Lapidary Association
- ↑ Berger, Lev I. (1996). Semiconductor Materials (First utg.). Boca Raton, FL: CRC Press. s. 126. ISBN 978-0849389122.
- ↑ Weintraub E. (1911). «On the properties and preparation of the element boron.». J. Ind. Eng. Chem. 3: 299–301.
- ↑ Solozhenko, V. L.; Kurakevych O. O.; Oganov A. R. (2008). «On the hardness of a new boron phase, orthorhombic γ-b28». Journal of superhard materials 30: 428–429. doi:10.3103/s1063457608060117.
- ↑ Zarechnaya, E. Yu.; Dubrovinsky, L.; Dubrovinskaia, N.; Filinchuk, Y.; Chernyshov, D.; Dmitriev, V.; Miyajima, N.; El Goresy, A.; Braun, H. (2009). «Superhard semiconducting optically transparent high pressure phase of boron». Phys. Rev. Lett. 102: 185501. doi:10.1103/physrevlett.102.185501.
- Hardleik til stoff etter Mohs hardleiksskala er henta frå G.V. Samsonov (red.) i Handbook of the physicochemical properties of the elements, IFI-Plenum, New York, USA, 1968.
- Cordua, William S. "The Hardness of Minerals and Rocks". Lapidary Digest, c. 1990.