Contenido
- ¿Qué es la escala de dureza de Mohs?
- Hacer comparaciones de dureza
- Procedimiento de prueba de dureza de Mohs
- Consejos de prueba de dureza de Mohs
- Dureza de objetos comunes
- Selecciones de dureza
- ¿Más duro que el diamante, más suave que el talco?
- Escala de dureza de Mohs en comparación con otros
- Variaciones de dureza en un solo mineral
- Acerca de las pruebas de dureza
- Dureza, dureza y resistencia
- Usos para pruebas de dureza
- Algunas notas sobre ortografía
Kit de dureza de Mohs: Un kit de escala de dureza Mohs de laboratorio que contiene: (1) talco; (2) yeso; (3) calcita; (4) fluorita; (5) apatita; (6) ortoclasa; (7) cuarzo; (8) topacio; y (9) corindón. El diamante no está incluido en la mayoría de los kits para mantener el costo bajo. Además, una muestra de diamante sería tan pequeña que necesitaría ser montada en un mango para ser útil. Compra un kit de dureza mineral.
¿Qué es la escala de dureza de Mohs?
Una de las pruebas más importantes para identificar especímenes minerales es la prueba de dureza de Mohs. Esta prueba compara la resistencia de un mineral a ser rayado por diez minerales de referencia conocidos como la Escala de dureza de Mohs (ver tabla a la izquierda). La prueba es útil porque la mayoría de las muestras de un mineral dado están muy cerca de la misma dureza. Esto hace que la dureza sea una propiedad de diagnóstico confiable para la mayoría de los minerales.
Friedrich Mohs, un mineralogista alemán, desarrolló la escala en 1812. Seleccionó diez minerales de dureza claramente diferente que iban desde un mineral muy blando (talco) hasta un mineral muy duro (diamante). Con la excepción del diamante, los minerales son relativamente comunes y fáciles o económicos de obtener.
Hacer comparaciones de dureza
La "dureza" es la resistencia de un material a ser rayado. La prueba se realiza colocando una punta afilada de una muestra en una superficie sin marcar de otra muestra e intentando producir un rasguño. Estas son las cuatro situaciones que puede observar al comparar la dureza de dos muestras:
- Si la muestra A puede rayar la muestra B, entonces la muestra A es más dura que la muestra B.
- Si la muestra A no raya la muestra B, entonces la muestra B es más dura que la muestra A.
- Si las dos muestras tienen la misma dureza, serán relativamente ineficaces para rascarse entre sí. Se pueden producir pequeños arañazos, o puede ser difícil determinar si se produjo un arañazo.
- Si la muestra A puede ser rayada por la muestra B pero no puede ser rayada por la muestra C, entonces la dureza de la muestra A está entre la dureza de la muestra B y la muestra C.
Prueba de dureza de Mohs: Al realizar la prueba, coloque la muestra desconocida sobre una mesa y sosténgala firmemente con una mano. Luego, coloque un punto de la muestra de referencia contra una superficie plana y sin marcar de la muestra desconocida. Presione el espécimen de referencia firmemente contra lo desconocido y arrástrelo deliberadamente sobre la superficie plana mientras presiona firmemente. Para evitar lesiones, arrastre la muestra conocida lejos de su cuerpo y paralela a los dedos que sostienen la muestra desconocida.
Procedimiento de prueba de dureza de Mohs
- Comience por ubicar una superficie lisa y sin rasguños para la prueba.
- Con una mano, sostenga el espécimen de dureza desconocida firmemente contra una mesa para que la superficie a analizar quede expuesta y accesible. La mesa soporta la muestra y lo ayuda a mantenerla inmóvil para la prueba.
- Sostenga una de las muestras de dureza estándar con la otra mano y coloque un punto de esa muestra contra la superficie plana seleccionada de la muestra desconocida.
- Presione firmemente la punta de la muestra estándar contra la muestra desconocida y arrastre firmemente la punta de la muestra estándar a través de la superficie de la muestra desconocida.
- Examine la superficie de la muestra desconocida. Con un dedo, limpie cualquier fragmento mineral o polvo producido. ¿La prueba produjo un rasguño? Tenga cuidado de no confundir polvo mineral o residuos con un rasguño. Un rasguño será un corte de surco distintivo en la superficie mineral, no una marca en la superficie que se limpia.
- Realice la prueba por segunda vez para confirmar sus resultados.
Consejos de prueba de dureza de Mohs
- Una lista de minerales en orden de dureza puede ser una referencia útil. Si determina que una muestra tiene una dureza de Mohs 4, puede obtener rápidamente una lista de minerales potenciales.
- La práctica y la experiencia mejorarán tus habilidades al hacer esta prueba. Te volverás más rápido y más seguro.
- Si la dureza del espécimen desconocido es de aproximadamente 5 o menos, debería ser capaz de producir un rasguño sin mucho esfuerzo. Sin embargo, si el espécimen desconocido tiene una dureza de aproximadamente 6 o mayor, producir un rasguño requerirá algo de fuerza. Para esas muestras, sostenga el desconocido firmemente contra la mesa, coloque el espécimen estándar contra él, presione firmemente con determinación, luego, manteniendo presionada, arrastre lentamente el espécimen estándar a través de la superficie de lo desconocido.
- No se deje engañar por un espécimen estándar blando que produzca una marca en un disco duro desconocido. Esa marca es como lo que produce una tiza en una pizarra. Se limpiará sin dejar un rasguño. Pase el dedo por la superficie probada. Si se produjo un rasguño, habrá una ranura visible. Si las marcas se borran, entonces no se produjo un rasguño.
- Algunos materiales duros también son muy frágiles. Si una de sus muestras se rompe o se desmorona en lugar de rascarse, deberá tener mucho cuidado al realizar la prueba. La prueba de muestras pequeñas o granulares puede ser difícil.
- Algunas muestras contienen impurezas. Si los resultados de su prueba no son visiblemente concluyentes, o si la información de su prueba no se ajusta a otras propiedades, no dude en volver a hacer la prueba. Es posible que se haya incrustado una pequeña pieza de cuarzo (u otra impureza) en una de sus muestras.
- No seas débil! Este es un problema muy común. Algunas personas frotan casualmente un espécimen de un lado a otro y luego buscan una marca. Así no se hace la prueba.Se realiza con un solo movimiento determinado con el objetivo de cortar un rasguño.
- Ten cuidado. Cuando sostenga el espécimen desconocido contra la mesa, colóquelo de modo que el espécimen conocido no se tire de uno de sus dedos.
- Esta prueba debe hacerse en una mesa de laboratorio o banco de trabajo con una superficie duradera o una cubierta protectora. No haga este tipo de pruebas en muebles finos.
- Pruebe pequeñas partículas o granos colocándolos entre dos piezas de un mineral índice y juntándolos. Si los granos son más duros que el mineral índice, se producirán arañazos. Si los granos son más suaves, se untarán.
Dureza de objetos comunes
Algunas personas usan algunos objetos comunes para pruebas rápidas de dureza. Por ejemplo, un geólogo en el campo siempre puede llevar una navaja de bolsillo. El cuchillo se puede usar para una prueba rápida de dureza para determinar si una muestra es más dura o más blanda que Mohs 5 a 6.5.
Antes de usar estos objetos como herramientas de prueba rápida, es una buena idea confirmar su dureza. Algunos cuchillos tienen acero más duro que otros. Prueba el tuyo y entonces sabrás su dureza.
Estos objetos comunes también pueden ser útiles si no tiene un conjunto de minerales de referencia. Incluimos el cuarzo en esta lista porque es un mineral omnipresente. En el campo, a menudo no está a más de unos pocos pasos de un pedazo de cuarzo.
Selecciones de dureza de Mohs: Las selecciones de dureza son fáciles de usar. Tienen un lápiz óptico de latón y un "pico" de aleación que se usa para pruebas de dureza. Coloque la punta afilada de un pico en su espécimen desconocido y arrástrelo por la superficie. Producirá un rasguño, se deslizará por la superficie o dejará un rastro de metal. Se suministran con una dureza de 2 (un punto de plástico), 3 (un punto de cobre) y de 4 a 9 (aleaciones cuidadosamente seleccionadas). Son excelentes para analizar muestras pequeñas o para analizar granos pequeños incrustados en una roca. Estas selecciones de dureza están disponibles en la tienda.
Selecciones de dureza
Una alternativa al uso de minerales de referencia para las pruebas es un conjunto de "selecciones de dureza". Estas selecciones tienen puntas de metal afiladas que puede usar para realizar pruebas muy precisas. Las púas permiten mucho más control, y sus puntas afiladas se pueden usar para probar pequeños granos minerales en una roca.
Las puntas afiladas se pueden usar fácilmente y producen un rasguño si son más duras que el espécimen que se está analizando o dejan una pequeña raya de metal si son más suaves. Examine el sitio de prueba con una lente de mano para ver los resultados de su prueba.
Hemos utilizado selecciones de dureza y creemos que hacen un gran trabajo. Son más fáciles de usar y más precisos que las pruebas con muestras. Se pueden reafilar cuando se aburren. El único inconveniente es su precio (alrededor de $ 80 por juego).
¿Más duro que el diamante, más suave que el talco?
El diamante no es la sustancia más dura conocida, pero los materiales que son más duros son mucho más raros. Los investigadores han informado que el nitruro de boro de wurtzita y la lonsdaleita pueden ser más duros que el diamante.
Es poco probable que encuentre un mineral que sea más suave que el talco. Sin embargo, algunos metales son más blandos. Estos incluyen: cesio, rubidio, litio, sodio y potasio. Probablemente nunca necesite probar su dureza.
Comparación de dureza Mohs - Vickers: Este gráfico compara la dureza de los minerales índices de la escala de dureza de Mohs (una escala entera) con su dureza Vickers (una escala continua). La dureza de Mohs es una resistencia al rayado, mientras que la dureza Vickers es una resistencia a la indentación bajo presión. El gráfico muestra la gran diferencia entre la dureza Vickers del corindón y el diamante, que están separados por una sola unidad en la escala de dureza de Mohs.
Escala de dureza de Mohs en comparación con otros
Cuando Friedrich Mohs desarrolló su escala de dureza en 1812, se disponía de muy poca información sobre la dureza mineral. Simplemente seleccionó diez minerales que variaban en dureza y los colocó arbitrariamente en una escala entera de 1 a 10. Era una escala relativa en la que un mineral de dureza desconocida se podía probar contra un grupo de diez minerales de índice para ver dónde se posicionaba. la escala.
La escala de Mohs ha resistido la prueba del tiempo y se ha utilizado ampliamente en todo el mundo durante más de 200 años, principalmente porque es fácil de hacer, económica y la gente la comprende rápidamente. Se han ideado otras pruebas de dureza, pero ninguna de ellas tiene un uso tan extendido.
Una "dureza de Mohs" es una comparación relativa en escala de enteros de "resistencia al rayado". La mayoría de las otras escalas de dureza usan "resistencia a la indentación debajo de un lápiz al que se aplica una cantidad específica de presión durante un período de tiempo específico". Estas pruebas difieren de la dureza de Mohs en su procedimiento, todas son pruebas de la resistencia a los átomos que se desprenden de sus posiciones por la presión contra la superficie de una muestra mineral.
Una de estas escalas es la escala de dureza Vickers. En la prueba de Vickers, el tamaño de la sangría se estima microscópicamente y se usa para calcular un valor de dureza. Los valores de dureza de Vickers forman una escala continua que proporciona más información sobre la dureza de los minerales en comparación con los valores enteros de la escala de Mohs. Aquí se muestra una tabla que compara los minerales de la escala de Mohs con su dureza Vickers junto con un gráfico de los datos. El gráfico muestra que, en términos de dureza Vickers, los espacios entre los valores enteros de la escala de Mohs no tienen un ancho uniforme. Además, las brechas entre minerales de mayor dureza de Mohs son mucho más amplias que las que existen entre los minerales más blandos. En términos de dureza Vickers, el diamante es enormemente más duro que el corindón.
La mejor manera de aprender sobre minerales es estudiar con una colección de especímenes pequeños que pueda manejar, examinar y observar sus propiedades. Las colecciones de minerales de bajo costo están disponibles en la tienda.
Variaciones de dureza en un solo mineral
Aunque los libros de referencia y los sitios web a menudo enumeran una única dureza para cada mineral, muchos minerales tienen una dureza variable. Tienen mayor o menor dureza dependiendo de la dirección en la que se rascan.
Un ejemplo bien conocido de un mineral con dureza variable es la cianita. La cianita ocurre con frecuencia en cristales en forma de cuchilla. Estos cristales tienen una dureza de aproximadamente 5 si se prueban paralelos al eje largo del cristal, y una dureza de aproximadamente 7 si se prueban paralelos al eje corto de un cristal. ¿Por qué? Estas diferentes direcciones encuentran diferentes entornos de unión en el cristal de cianita. Los enlaces que resisten el rayado paralelo al eje largo del cristal de hoja son más débiles que los que se encuentran al rayar a lo ancho del cristal. Las durezas intermedias se encuentran en otras direcciones.
Otro ejemplo es el diamante. Las personas que cortan diamantes han sabido sobre su dureza variable durante cientos de años. Saben que paralelamente a las caras de cristal octaédrico, un cristal de diamante es casi imposible de ver y muy difícil de pulir. El diamante se puede romper en esta dirección al cortarlo, y el mejor método para cortarlo en esta dirección es con un láser. La dirección más suave y mejor para aserrar o pulir un cristal de diamante es paralela a sus caras de cristal cúbico. Esta información es un conocimiento crítico para los artesanos que planean el diseño de un diamante facetado. Comprenderlo y trabajar con él ahorra tiempo, ahorra dinero y crea un mejor producto con menos desperdicio.
La meteorización también puede influir en la dureza de un espécimen mineral. La intemperie cambia la composición de los minerales, con el producto de la intemperie generalmente más suave que el material original. Cuando se prueba la dureza o la raya u otra propiedad de un mineral, la mejor manera de hacerlo es en una superficie recién rota con el brillo esperado que no ha estado expuesto a la intemperie.
Acerca de las pruebas de dureza
La prueba de dureza desarrollada por Friedrich Mohs fue la primera prueba conocida para evaluar la resistencia de un material al rayado. Es una prueba comparativa muy simple pero inexacta. Quizás su simplicidad le ha permitido convertirse en la prueba de dureza más utilizada.
Desde que se desarrolló la Escala de Mohs en 1812, se han inventado muchas pruebas de dureza diferentes. Estos incluyen pruebas de Brinell, Knoop, Rockwell, Shore y Vickers. Cada una de estas pruebas usa un pequeño "penetrador" que se aplica al material que se está probando con una cantidad de fuerza cuidadosamente medida. Luego, el tamaño o la profundidad de la sangría y la cantidad de fuerza se utilizan para calcular un valor de dureza.
Debido a que cada una de estas pruebas usa un aparato diferente y cálculos diferentes, no se pueden comparar directamente entre sí. Entonces, si se realizó la prueba de dureza Knoop, el número generalmente se informa como una "dureza Knoop". Por esta razón, los resultados de la prueba de dureza de Mohs también deben informarse como una "dureza de Mohs".
¿Por qué hay tantas pruebas de dureza diferentes? El tipo de prueba utilizado está determinado por el tamaño, la forma y otras características de las muestras que se prueban. Aunque estas pruebas son bastante diferentes de la prueba de Mohs, existe cierta correlación entre ellas.
Dureza, dureza y resistencia
Cuando pruebe la dureza, recuerde que está probando "la resistencia al rascado". Durante la prueba, algunos materiales pueden fallar de otras maneras. Podrían romperse, deformarse o desmoronarse en lugar de rascarse. Los materiales duros a menudo se rompen cuando se someten a estrés. Esto es una falta de dureza. Otros materiales pueden deformarse o desmoronarse cuando se someten a tensión. Estos materiales carecen de resistencia. Siempre tenga en cuenta que está probando la resistencia a los arañazos. No se deje engañar por otros tipos de fallas en la muestra que se está analizando.
Usos para pruebas de dureza
La prueba de dureza de Mohs se utiliza casi exclusivamente para determinar la dureza relativa de las muestras minerales. Esto se hace como parte de un procedimiento de identificación de minerales en el campo, en un salón de clases o en un laboratorio cuando se están examinando muestras fácilmente identificables o cuando no hay pruebas más sofisticadas disponibles.
En la industria, se realizan otras pruebas de dureza para determinar la idoneidad de un material para un proceso industrial específico o una aplicación específica de uso final. Las pruebas de dureza también se realizan en los procesos de fabricación para confirmar que los tratamientos de endurecimiento, como el recocido, el temple, el endurecimiento por trabajo o el endurecimiento de la carcasa, se hayan realizado según las especificaciones.
Algunas notas sobre ortografía
La escala de dureza de Mohs lleva el nombre de su inventor, Friedrich Mohs. Esto significa que no se necesita un apóstrofe al escribir el nombre de la prueba. "Mohs" y "Mohs" son incorrectos.
Google es realmente inteligente con estos nombres. Incluso puede escribir "Escala de dureza de Moes" como consulta y Google sabe que devolverá los resultados de "Escala de dureza de Mohs". :-)