Шкала Мооса

Шкала́ Мо́оса (ми­не­ра­ло­ги́­че­ская шка­ла́ твёр­до­сти) — де­ся­ти­балль­ная шка­ла от­но­си­тель­ной твёр­до­сти поверхности минералов. Ес­ли ми­не­рал ца­ра­па­ет эталонный минерал из шкалы, его твёр­дость по шкале вы­ше; ес­ли он ца­ра­па­ет­ся эта­ло­ном — ни­же^[1].

Шкала Мооса
Медиафайлы на Викискладе

Разбиение шкалы по баллам основано на наборе эталонных минералов. В качестве эталонов приняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твёрдости^[2].

Шкала служит для определения минералов. Предназначена для ориентировочной оценки и сравнения относительной твёрдости материалов методом царапания.

История

Шкала и метод для определения твёрдости минералов был предложен в 1811 году немецким минералогом Фридрихом Моосом (1773—1839).

Описание

Значения шкалы от 1 до 10 соответствуют десяти достаточно распространённым минералам от талька до алмаза.

Твёрдость минерала измеряется путём поиска самого твёрдого эталонного минерала, который он может поцарапать; и/или самого мягкого эталонного минерала, который царапает данный минерал. Например, если минерал царапается апатитом, но не царапается флюоритом, то его твёрдость находится в диапазоне от 4 до 5.

Предназначена для грубой сравнительной диагностики твёрдости материалов по критерию мягче-твёрже. Испытываемый материал либо царапает эталонный образец и его твёрдость по шкале Мооса выше, либо царапается эталоном и его твёрдость ниже эталона. Известное исключение — кианит, твёрдость которого параллельно длинной стороне кристалла — 4,5, а поперёк — 7,5^[3]; то есть он может как царапаться эталоном (например, ортоклазом), так и царапать эталон. Таким образом, оценка по шкале Мооса характеризует только относительную твёрдость минералов или материалов. Например, корунд (9) в 2 раза твёрже топаза (8), но при этом в 4 раза менее твёрдый, чем алмаз (10).

Шкала твёрдости минералов

Абсолютная твёрдость, шкала Кнупа

В таблице приведено соответствие твёрдости по шкале Мооса с абсолютной твёрдостью, измеренной склерометром:

Твёрдость по Моосу	Эталонный минерал	Абсолютная твёрдость	Изображение	Обрабатываемость	Другие минералы и материалы с аналогичной твёрдостью
1	Тальк (Mg3Si4O10(OH)2)	1		Царапается ногтем	Графит
2	Гипс (CaSO4·2H2O)	3		Царапается ногтем	Галит, хлорит, слюда
3	Кальцит (CaCO3)	9		Царапается медью	Биотит, золото, серебро
4	Флюорит (CaF2)	21		Легко царапается ножом, оконным стеклом	Доломит, сфалерит
5	Апатит (Ca5(PO4)3(OH−,Cl−,F−))	48		С усилием царапается ножом, оконным стеклом	Гематит, лазурит
6	Ортоклаз (KAlSi3O8)	72		Царапает стекло. Обрабатывается напильником	Опал, рутил
7	Кварц (SiO2)	100		Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло	Гранат, турмалин, кремень
8	Топаз (Al2SiO4(OH−,F−)2)	200		Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло	Берилл (гелиодор, аквамарин, изумруд), шпинель,
9	Корунд (Al2O3)	400		Поддаётся обработке алмазом, царапает стекло	Разновидности корунда — Сапфир, рубин
10	Алмаз (C)	1600		Режет стекло	Среди искусственных — эльбор, природных аналогов не существует

Альтернативные методы определения твёрдости

Помимо шкалы Мооса есть и другие более точные методы определения твёрдости минералов c помощью приборов^[4].

Различные шкалы твёрдости трудно однозначно соотнести друг с другом. Практически приняты несколько более точных систем измерения твёрдости материалов, ни одна из которых не покрывает весь диапазон шкалы Мооса.

Для приблизительного определения твёрдости в быту можно использовать^[5]:

• простой карандаш — 1; соль поваренная — 2; ноготь — 2,5; медная монета — 3; железный гвоздь — 4; стекло — 5; стальной нож — 6; напильник — 7.

Другие методы:

• Метод Бринелля
• Метод Виккерса
• Твёрдость по Шору (Метод отскока)
• Метод Роквелла