¿Qué es la escala de dureza de Mohs?

¿Qué es la escala de dureza de Mohs? Hemos hablado un poco sobre diamantes y se ha planteado este tipo de medida como referente de dureza. Creo que vale la pena detallar un poco más al respecto y sentar precisiones.

Una de las pruebas más importantes para identificar muestras de minerales es la prueba de dureza de Mohs. Esta prueba compara la resistencia de un mineral a ser rayada por diez minerales de referencia conocidos como la Escala de Dureza de Mohs (vea la tabla abajo). 

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 una dureza claramente diferente que iban desde un mineral muy suave (talco) hasta un mineral muy duro (diamante). Con la excepción del diamante, los minerales son relativamente comunes y fáciles de obtener o de bajo costo. 

Haciendo 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 sobre 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 el espécimen A no raya el espécimen B, entonces el espécimen B es más duro que el espécimen A. Si los dos especímenes tienen la misma dureza, entonces serán relativamente ineficaces para rascarse entre sí. Se pueden producir pequeños rasguños, o puede ser difícil determinar si se produjo un rasguño. Si la muestra A puede rayar la muestra A, pero la muestra C no puede rayarla, entonces la dureza de la muestra A se encuentra entre la dureza de la muestra B y la muestra C.

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 la parte superior de una mesa para que la superficie a probar esté expuesta y accesible. La parte superior de la mesa sostiene el espécimen y lo ayuda a mantenerlo inmóvil durante 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 sobre la superficie de la muestra desconocida. Examine la superficie de la muestra desconocida. Con un dedo, retire cualquier fragmento mineral o polvo producido. ¿La prueba produjo un rasguño? Tenga cuidado de no confundir polvo mineral o residuo con un rasguño. Un rasguño será un corte de ranura distinto en la superficie del mineral, no una marca en la superficie que se borra. Realice la prueba por segunda vez para confirmar sus resultados. 

Consejos de prueba de dureza 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 de la muestra desconocida es de aproximadamente 5 o menos, debería poder producir un rasguño sin mucho esfuerzo. Sin embargo, si el espécimen desconocido tiene una dureza de aproximadamente 6 o más, entonces producir un rasguño requerirá algo de fuerza. Para esas muestras, sostenga firmemente lo desconocido contra la mesa, coloque la muestra estándar contra ella, presione firmemente con determinación, luego mantenga presionada la presión arrastre la muestra estándar sobre la superficie de lo desconocido. No se deje engañar por un espécimen estándar blando que produce una marca en un incógnito duro. Esa marca es como lo que produce un trozo de tiza en una pizarra. Se limpiará sin dejar un rasguño. Limpie su dedo a través de la superficie probada. Si se produjo un rasguño, habrá un surco visible. Si las marcas se limpian, 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, tendrá que tener mucho cuidado al realizar la prueba. La prueba de muestras pequeñas o granulares puede ser difícil. Algunos especímenes 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 realizar la prueba. Es posible que una pequeña pieza de cuarzo (u otra impureza) estuviera incrustada en uno de sus especímenes. ¡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. No es así como 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 pase por uno de sus dedos. Esta prueba debe realizarse en una mesa de laboratorio o un banco de trabajo con una superficie duradera o una cubierta protectora. No hagas este tipo de pruebas en muebles finos. Pruebe partículas diminutas o granos colocándolos entre dos piezas de un índice mineral y raspándolos. Si los granos son más duros que el índice de minerales, se producirán arañazos. Si los granos son más suaves se frotan. 

¿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 de que el nitruro de boro 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, unos pocos metales son más suaves. Estos incluyen: cesio, rubidio, litio, sodio y potasio. Probablemente nunca necesitarás probar su dureza. 

Escala de Mohs de dureza comparada con otras 

Cuando Friedrich Mohs desarrolló su escala de dureza en 1812, había muy poca información sobre la dureza mineral disponible. 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 se podía probar un mineral de dureza desconocida contra un grupo de diez minerales índice para ver dónde se colocaba. la escala. La escala de Mohs ha superado la prueba del tiempo y se ha utilizado ampliamente en todo el mundo durante más de 200 años, principalmente porque es fácil de hacer, no es costosa y la gente lo comprende rápidamente. Se han ideado otras pruebas de dureza, pero ninguna de ellas está tan extendida. Una "dureza de Mohs" es una comparación relativa a escala de enteros de "resistencia a ser rayado". La mayoría de las otras escalas de dureza usan "resistencia a la indentación bajo un lápiz óptico al que se aplica una cantidad específica de presión durante un período específico de tiempo". 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 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 muesca se estima microscópicamente y se utiliza para calcular un valor de dureza. Los valores de dureza 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 la dureza de 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 son uniformes en anchura. Además, las brechas entre los minerales de mayor dureza de Mohs son mucho más amplias que las de los minerales más blandos. En términos de dureza Vickers, el diamante es enormemente más duro que el corindón. Variaciones de dureza en un solo mineral Aunque los libros de referencia y los sitios web a menudo enumeran una dureza única para cada mineral, muchos minerales tienen una dureza variable. Tienen una dureza mayor o menor dependiendo de la dirección en la que se rayen. Un ejemplo bien conocido de un mineral con dureza variable es la cianita. La cianita ocurre frecuentemente en cristales en forma de cuchilla. Estos cristales tienen una dureza de aproximadamente 5 si se prueban en paralelo al eje largo del cristal, y una dureza de aproximadamente 7 si se analizan en paralelo al eje corto de un cristal. ¿Por qué? Estas diferentes direcciones encuentran diferentes entornos de unión en el cristal de cianita. Los enlaces que se resisten al rayado paralelo al eje largo del cristal con cuchillas son más débiles que los encontrados al rayar a través del ancho del cristal. Las durezas intermedias se encuentran en otras direcciones. Otro ejemplo es el diamante. Las personas que cortan diamantes han sabido de 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 cortar 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 tallado. Comprenderlo y trabajar con él ahorra tiempo, dinero y crea un mejor producto con menos desperdicio. La intemperie también puede influir en la dureza de un espécimen mineral. La intemperie cambia la composición de un mineral, con el producto de intemperización generalmente más suave que el material original. Cuando se prueba la dureza o la veta u otra propiedad de un mineral, la mejor manera de realizar una prueba es en una superficie recién rota con brillo esperado que no haya 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 Mohs en 1812, se han inventado muchas pruebas de dureza diferentes. Estas incluyen pruebas de Brinell, Knoop, Rockwell, Shore y Vickers. Cada una de estas pruebas utiliza un pequeño "indentador" que se aplica al material que se está probando con una cantidad de fuerza cuidadosamente medida. Luego, el tamaño o la profundidad de la muesca y la cantidad de fuerza se utilizan para calcular un valor de dureza. Debido a que cada una de estas pruebas utiliza un aparato diferente y cálculos diferentes, no se pueden comparar directamente entre sí. Por lo tanto, si se realizó la prueba de dureza Knoop, el número generalmente se informa como "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 se determina por el tamaño, la forma y otras características de las muestras que se analizan. Aunque estas pruebas son bastante diferentes de la prueba de Mohs, existe cierta correlación entre ellas.

Cuando realice pruebas de dureza, recuerde que está probando "la resistencia al rayado". Durante la prueba, algunos materiales pueden fallar de otras maneras. Podrían romperse, deformarse o desmenuzarse 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 desmenuzarse cuando se someten a estrés. Estos materiales carecen de fuerza . Siempre tenga en cuenta que está probando la resistencia a ser rayado. No se deje engañar por otros tipos de fallas en la muestra que se está probando. 

Usos para pruebas de dureza 

La prueba de dureza de Mohs se usa casi exclusivamente para determinar la dureza relativa de las muestras de minerales. Esto se realiza como parte de un procedimiento de identificación de minerales en el campo, en un aula o en un laboratorio cuando se están examinando muestras fácilmente identificables o cuando no se dispone de pruebas más sofisticadas. En la industria, se realizan otras pruebas de dureza para determinar la idoneidad de un material para un proceso industrial específico o una aplicación de uso final específica. 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.

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