La escala de Mohs de dureza mineral ( / m oʊ z / ) es una escala ordinal cualitativa que caracteriza la resistencia al rayado de varios minerales a través de la capacidad del material más duro para rayar el material más blando. Creado en 1822 por el geólogo y mineralogista alemán Friedrich Mohs , es una de las varias definiciones de dureza en la ciencia de los materiales , algunas de las cuales son más cuantitativas. [1] [2]
El método de comparar la dureza observando qué minerales pueden rayar a otros es de gran antigüedad, habiendo sido mencionado por Teofrasto en su tratado Sobre las piedras , c. 300 a . C. , seguido por Plinio el Viejo en su Naturalis Historia , c. AD 77 . [3] [4] [5] Si bien facilita enormemente la identificación de minerales en el campo, la escala de Mohs no muestra qué tan bien se desempeñan los materiales duros en un entorno industrial. [6]
Uso [ editar ]
A pesar de su falta de precisión, la escala de Mohs es relevante para los geólogos de campo, quienes usan la escala para identificar aproximadamente los minerales usando kits de raspado. La dureza de los minerales en la escala de Mohs se puede encontrar comúnmente en las hojas de referencia.
La dureza de Mohs es útil en el fresado . Permite evaluar qué tipo de molino reducirá mejor un producto dado cuya dureza se conoce. [7] La báscula se utiliza en los fabricantes de productos electrónicos para probar la resistencia de los componentes de las pantallas planas (como la cubierta de vidrio para LCD o la encapsulación para OLED ).
La escala de Mohs se ha utilizado para evaluar la dureza de las pantallas de los teléfonos inteligentes. La mayoría de las pantallas de teléfonos inteligentes modernos usan Gorilla Glass que se raya en el nivel 6 con surcos más profundos en el nivel 7 en la escala de dureza de Mohs. [8]
Minerales [ editar ]
La escala de Mohs de dureza mineral se basa en la capacidad de una muestra natural de mineral para rayar visiblemente otro mineral. Las muestras de materia utilizadas por Mohs son todos minerales diferentes. Los minerales son sólidos químicamente puros que se encuentran en la naturaleza. Las rocas están formadas por uno o más minerales. Como la sustancia natural más dura conocida cuando se diseñó la escala, los diamantes están en la parte superior de la escala. La dureza de un material se mide contra la escala encontrando el material más duro que el material dado puede rayar, o el material más blando que puede rayar el material dado. Por ejemplo, si algún material es rayado por apatita pero no por fluorita, su dureza en la escala de Mohs estaría entre 4 y 5. [9]
"Rayar" un material a los efectos de la escala de Mohs significa crear dislocaciones no elásticas visibles a simple vista. Con frecuencia, los materiales que están por debajo de la escala de Mohs pueden crear dislocaciones microscópicas y no elásticas en materiales que tienen un número de Mohs más alto. Si bien estas dislocaciones microscópicas son permanentes y en ocasiones perjudiciales para la integridad estructural del material más duro, no se consideran "arañazos" para la determinación de un número de escala de Mohs. [10]
La escala de Mohs es una escala puramente ordinal . Por ejemplo, el corindón (9) es dos veces más duro que el topacio (8), pero el diamante (10) es cuatro veces más duro que el corindón. La siguiente tabla muestra la comparación con la dureza absoluta medida por un esclerómetro , con ejemplos pictóricos. [11] [12]
| Dureza de Mohs | Mineral | Fórmula química | Dureza absoluta [13] | Imagen |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Talco | Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 | 1 | |
| 2 | Yeso | CaSO 4 · 2H 2 O | 2 | |
| 3 | Calcita | CaCO 3 | 14 | |
| 4 | Fluorita | CaF 2 | 21 | |
| 5 | Apatito | Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH - , Cl - , F - ) | 48 | |
| 6 | Feldespato ortoclasa | KAlSi 3 O 8 | 72 | |
| 7 | Cuarzo | SiO 2 | 100 | |
| 8 | Topacio | Al 2 SiO 4 (OH - , F - ) 2 | 200 | |
| 9 | Corundo | Al 2 O 3 | 400 | |
| 10 | Diamante | C | 1500 |
En la escala de Mohs, una placa de rayas ( porcelana sin esmaltar ) tiene una dureza de aproximadamente 7,0. El uso de estos materiales ordinarios de dureza conocida puede ser una forma sencilla de aproximar la posición de un mineral en la escala. [14]
Dureza intermedia [ editar ]
La siguiente tabla incorpora sustancias adicionales que pueden estar entre niveles: [15]
| Dureza | Sustancia o mineral |
|---|---|
| 0,2-0,3 | cesio , rubidio |
| 0,5-0,6 | litio , sodio , potasio , cera de vela |
| 1 | talco |
| 1,5 | galio , estroncio , indio , estaño , bario , talio , plomo , grafito , hielo [16] |
| 2 | hexagonal de nitruro de boro , [17] de calcio , selenio , cadmio , azufre , telurio , bismuto , yeso |
| 2–2,5 | halita ( sal de roca ), uña [18] |
| 2.5–3 | oro , plata , aluminio , zinc , lantano , cerio , jet |
| 3 | calcita , cobre , arsénico , antimonio , torio , dentina |
| 3,5 | platino |
| 4 | fluorita , hierro , níquel |
| 4–4,5 | acero ordinario |
| 5 | apatita ( esmalte dental ), circonio , paladio , obsidiana ( vidrio volcánico ) |
| 5.5 | berilio , molibdeno , hafnio , vidrio , cobalto |
| 6 | ortoclasa , titanio , manganeso , germanio , niobio , uranio |
| 6–7 | cuarzo fundido , pirita de hierro , silicio , rutenio , iridio , tantalio , ópalo , peridoto , tanzanita , rodio , jade |
| 7 | osmio , cuarzo , renio , vanadio |
| 7.5–8 | esmeralda , berilo , circón , tungsteno , espinela |
| 8 | topacio , circonita cúbica , acero templado |
| 8.5 | crisoberilo , cromo , nitruro de silicio , carburo de tantalio |
| 9 | corindón (incluye zafiro y rubí ), carburo de tungsteno , nitruro de titanio |
| 9–9,5 | carburo de silicio (carborundo), carburo de tántalo , carburo de circonio , alúmina , carburo de berilio , carburo de titanio , boruro de aluminio , carburo de boro . [nota 1] [19] [20] |
| 9.5 – cerca de 10 | de boro , nitruro de boro , renio diboruro ( un eje y), [21] stishovite , diboruro de titanio , moissanite (forma de cristal de carburo de silicio) |
| 10 | diamante , carbonado |
Comparación con la escala de Vickers [ editar ]
Comparación entre la dureza de Mohs y la dureza de Vickers : [22]
Nombre mineral | Dureza (Mohs) | Dureza (Vickers) (kg / mm 2 ) |
|---|---|---|
| Grafito | 1-2 | VHN 10 = 7–11 |
| Estaño | 1,5 | VHN 10 = 7–9 |
| Bismuto | 2–2,5 | VHN 100 = 16-18 |
| Oro | 2.5 | VHN 10 = 30–34 |
| Plata | 2.5 | VHN 100 = 61–65 |
| Calcocita | 2.5–3 | VHN 100 = 84–87 |
| Cobre | 2.5–3 | VHN 100 = 77–99 |
| Galena | 2.5 | VHN 100 = 79-104 |
| Esfalerita | 3,5–4 | VHN 100 = 208–224 |
| Heazlewoodita | 4 | VHN 100 = 230–254 |
| Carrollita | 4.5–5.5 | VHN 100 = 507–586 |
| Goethita | 5–5,5 | VHN 100 = 667 |
| Hematites | 5-6 | VHN 100 = 1.000-1.100 |
| Cromita | 5.5 | VHN 100 = 1278-1,456 |
| Anatasa | 5.5–6 | VHN 100 = 616–698 |
| Rutilo | 6–6,5 | VHN 100 = 894–974 |
| Pirita | 6–6,5 | VHN 100 = 1,505–1,520 |
| Bowieite | 7 | VHN 100 = 858-1,288 |
| Euclasa | 7.5 | VHN 100 = 1310 |
| Cromo | 8.5 | VHN 100 = 1.875-2.000 |
Ver también [ editar ]
- Escala Brinell
- Durezas de los elementos (página de datos)
- Prueba de dureza Knoop
- Prueba de dureza Meyer
- Dureza del lápiz
- Escala de Rockwell
- Dureza al rayado
Notas [ editar ]
- ^ El nivel de dureza de los carburos de los siguientes elementos se encuentra entre 9 y 10: [19] [20] W , Ta , Zr , Be , Ti , Si , B .
Referencias [ editar ]
- ^ "Piedras preciosas minerales" . USGS . 18 de junio de 1997 . Consultado el 10 de febrero de 2021 .
- ^ "Escala de dureza de Mohs" . Sociedad Mineralógica de América . Consultado el 10 de febrero de 2021 .
- ^ Teofrasto sobre piedras . Farlang.com. Consultado el 10 de diciembre de 2011.
- ^ Plinio el Viejo. Naturalis Historia . Libro 37. Cap. 15. ADamas: seis variedades. Dos remedios.
- ^ Plinio el Viejo. Naturalis Historia . Libro 37. Cap. 76. Los métodos de prueba de piedras preciosas.
- ^ Dureza Archivado el 14 de febrero de 2014 en la Wayback Machine . Centro de recursos de pruebas no destructivas
- ^ "Reducción de tamaño, trituración - trituración y fresado" . PowderProcess.net . Consultado el 27 de octubre de 2017 .
- ^ https://www.youtube.com/watch?v=7jD5Gkh4K34&feature=youtu.be&t=101
- ^ Federación Americana de Sociedades Mineralógicas. "Escala de Mohs de dureza mineral" . amfed.org
- ^ Geels, Kay. "La verdadera microestructura de los materiales" , págs. 5-13 en Preparación Materialográfica desde Sorby hasta el presente . Struers A / S, Copenhague, Dinamarca - archivado el 7 de marzo de 2016
- ^ Galería de minerales de Amethyst Galleries ¿Qué es importante acerca de la dureza? . galleries.com
- ^ Dureza mineral y escalas de dureza Archivado el 17 de octubre de 2008 en la Wayback Machine . Lapidario interior
- ^ Mukherjee, Swapna (2012). Mineralogía aplicada: aplicaciones en la industria y el medio ambiente . Springer Science & Business Media. pag. 373. ISBN 978-94-007-1162-4.
- ^ "Dureza de Mohs" en Encyclopædia Britannica Online
- ^ Samsonov, GV, ed. (1968). "Propiedades mecánicas de los elementos". Manual de propiedades fisicoquímicas de los elementos . Nueva York: IFI-Plenum. pag. 432. doi : 10.1007 / 978-1-4684-6066-7 . ISBN 978-1-4684-6068-1.
- ^ "El hielo es un mineral" Archivado el 30 de octubre de 2015 en la Wayback Machine en Exploring Ice in the Solar System . messenger-education.org
- ^ Berger, Lev I. (1996). Materiales semiconductores (Primera ed.). Boca Raton, FL: CRC Press. pag. 126 . ISBN 978-0849389122.
- ^ "Escala de dureza de Mohs: prueba de la resistencia al rayado" . geology.com .
- ^ a b "Tablas de dureza de materiales, Ted Pella, Inc" . www.tedpella.com . Consultado el 9 de mayo de 2019 .
- ^ a b "Tabla de dureza" (PDF) . Consultado el 9 de mayo de 2019 .
- ^ Levine, Jonathan B .; Tolbert, Sarah H .; Kaner, Richard B. (2009). "Avances en la búsqueda de boruros metálicos superduros ultraincompresibles" (PDF) . Materiales funcionales avanzados . 19 (22): 3526–3527. doi : 10.1002 / adfm.200901257 . Archivado desde el original (PDF) el 4 de marzo de 2016 . Consultado el 8 de diciembre de 2015 .
- ^ Ralph, Jolyon. "Bienvenido a mindat.org" . mindat.org . Instituto Hudson de Mineralogía . Consultado el 16 de abril de 2017 .
Lectura adicional [ editar ]
- Cordua, William S. "La dureza de minerales y rocas" . Lapidary Digest , c. 1990.
