Thang đo độ cứng Mohs biểu thị khả năng chống trầy xước của các khoáng vật bằng cách so sánh độ cứng của chúng. Khoáng vật cứng hơn sẽ làm trầy xước khoáng vật mềm hơn. Được nhà khoáng vật học Friedrich Mohs phát triển vào năm 1812, đây là một trong những thang đo độ cứng quan trọng trong khoa học.
Thang Mohs sử dụng mười khoáng vật đã biết, trừ kim cương. Độ cứng của một vật liệu được xác định bằng cách thử nghiệm với hai loại khoáng vật: một vật liệu có thể làm trầy xước và một vật liệu bị làm trầy xước. Ví dụ: nếu một vật liệu bị apatit (độ cứng 5) làm trầy xước nhưng không bị fluorit (độ cứng 4) làm trầy xước, thì độ cứng của vật liệu đó trong thang Mohs là khoảng 4,5.
Thang đo độ cứng Mohs là một thang đo độ cứng tương đối. Chẳng hạn, corundum (độ cứng 9) chỉ cứng gấp đôi so với topaz (độ cứng 8), trong khi kim cương (độ cứng 10) cứng gấp bốn lần so với corundum.
Thang đo cơ bản
Dưới đây là bảng thể hiện độ cứng của 10 khoáng vật cơ bản.
Độ cứng thang Mohs | Khoáng vật | Độ cứng tuyệt đối |
---|---|---|
1 | 1 | |
2 | Thạch cao (CaSO4•2H2O) | 2 |
3 | Đá calcit (CaCO3) | 9 |
4 | Đá fluorit (CaF2) | 21 |
5 | Apatit
(Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)) |
48 |
6
|
Octoclas felspat (KAlSi3O8) | 72 |
7 | Thạch anh (SiO2) | 100 |
8 | Topaz (Al2SiO4(OH-,F-)2) | 200 |
9 | Corundum (Al2O3) | 400 |
10 | Kim cương (C) | 1500 |
Theo thang độ cứng Mohs, móng tay có độ cứng khoảng 2.5, đồng xu bằng đồng đạt độ cứng ; một lưỡi dao có độ cứng 5.5; thủy tinh cửa sổ cũng có độ cứng 5.5, và thanh thép có độ cứng 6.5. Việc sử dụng các vật liệu đã biết về độ cứng sẽ giúp xác định chính xác vị trí của một vật liệu trên thang đo Mohs.
Phiên bản sửa đổi
Thang đo độ cứng Mohs có thể được điều chỉnh để bao gồm các vật liệu có độ cứng nằm giữa các khoáng vật cơ bản. Dưới đây là phiên bản sửa đổi của thang độ cứng cho một số vật liệu phổ biến, lấy từ http://www.amfed.org/t_mohs, trang web của Hội Khoáng vật học Hoa Kỳ.
Độ cứng | Vật liệu hay khoáng vật |
---|---|
1 | Tan |
2 | Thạch cao |
2.5 đến 3 | Vàng, Bạc |
3 | Đá calcit, Đồng |
4 | Đá fluorit |
4 đến 4.5 | Bạch kim |
4 đến 5 | Sắt |
5 | Apatit |
6 | Orthoclas |
6.5 | Quặng pyrit sắt |
6 đến 7 | Thủy tinh, silica nguyên chất |
7 | Thạch anh |
7 đến 8 | Thép tôi |
8 | Topaz |
9 | Corundum |
10 | Garnet |
11 | Hợp chất zirconia |
12 | Hợp chất alumina |
13 | Carbide silic (SiC) |
- Độ cứng