광물학 3: 광물특성 3.5.3: 광물 경도

[백산]

광물학  3: 광물특성 3.5.3: 광물 경도  

 
출처 덱스터 퍼킨스 노스다코타 대학교  소스: EK 이페어케이 플러스

3.5.3: 경도

경도는 마모 또는 긁힘에 대한 광물의 저항력입니다.

우리는 긁힘 시험을 사용하여 상대 경도를 결정합니다.

우리는 한 광물의 표면을 두 번째 광물의 가장자리 또는 모서리로 긁습니다.

긁힘 또는 마모의 결과가 발생하면 첫 번째 광물이 더 부드럽습니다.

절대 경도는 상대 경도와 완전히 같지는 않습니다.

그것은 영구적인 변형에 저항하는 물질의 능력을 측정하는 것입니다.

광물학자들이 거의 하지 않지만 절대 경도의 값은 여러 가지 방법으로 결정할 수 있습니다.

가장 쉬운 것은 강철의 경도를 측정하는 데 사용되는 것과 비슷한 만입 도구를 사용하는 것입니다.

만입 도구는 평평한 표면에서 영구적인 만입을 생성하는 데 필요한 힘을 측정합니다.

이 표는 광물학자들이 사용하는 상대적인 경도 척도를 제공합니다.

잘 알려진 10개의 광물을 기반으로 하여, 그것은 1812년에 그것을 개발한 오스트리아의 광물학자 프리드리히 모스의 이름을 따서 모스 경도 척도라고 불립니다.

모스 척도는 광물들을 서로 긁는 능력으로 순위를 매깁니다. 모스 척도는 절대 경도와 관련이 있지만 긁는 것에 대한 저항은 움푹 들어간 곳을 만드는 데 필요한 힘 외에 추가적인 요인에 따라 달라지기 때문에 같은 것을 측정하지 않습니다.

모스 경도 척도를 절대 경도와 비교하면 모스 척도는 선형이 아니며 지수 함수에 가깝다는 것을 알 수 있습니다.

가장 부드러운 광물의 경도는 가장 단단한 네 가지 광물의 경도보다 더 유사합니다.

석고(H = 2)는 탈크(H = 1)보다 약간 더 단단할 뿐이지만 다이아몬드(H = 10)는 갈크(H = 9)보다 경도가 5배 더 큽니다.

3.72 손톱 긁기 석고

우리는 모르스 경도 척도에 있는 광물과 미지의 광물의 경도를 비교하기 위해 스크래치 테스트를 수행하여 상대적 경도를 추정할 수 있습니다.

많은 실험실에는 이를 위해 참조 광물 상자가 설치되어 있습니다.

또는 광물의 경도를 손톱, 페니, 포켓나이프, 유리 또는 다른 일반적인 물체의 경도와 비교하여 경도를 근사할 수 있으며, 가장 일반적으로 사용되는 것은 위의 표에 나열되어 있습니다.

그림 3.72는 석고가 손톱으로 긁히는 것을 보여줍니다.

알려진 가장 부드러운 광물 중 하나인 석고는 모스 경도 척도에서 2의 경도를 가지고 있으며, 손톱은 약 2½의 경도를 가지고 있습니다.

페니는 ½의 경도를 가지고 있고, 철은 약 4½의 경도를 가지고 있으며, 포켓나이프는 ½의 경도를 가지고 있으며, 금속 파일은 6½의 경도를 가지고 있습니다.

스크래치 테스트는 종종 간단하지만, 복잡한 문제가 있을 수 있습니다.

광물 표본은 긁기에 너무 작거나 가치가 너무 높을 수 있습니다.

큰 표본은 많은 알갱이들이 느슨하게 결합되어 있어 스크래치 테스트가 불가능할 수 있습니다.

다른 표본은 우리가 테스트를 수행할 때 갈라지거나 골절될 수 있습니다.

또 다른 경우에는, 특히 우리가 경도가 같거나 거의 비슷한 광물로 스크래치 테스트를 시도할 때 스크래치 테스트의 결과가 모호할 수 있습니다.

대부분의 광물은 경도가 2보다 크고 7보다 작습니다. 아래 표는 이 범위 밖에 있는 비교적 일반적인 광물의 몇 가지 예를 나열한 것입니다.

가장 단단한 광물

이름 수식 경도

cordierite (Mg,Fe)2Al4Si5O18   7

석영 SiO2  7

andalusite Al2SiO5   7½

지르콘 ZrSiO4  7 ½

beryl Be3Al2Si6O18   7½ to   8

spinel MgAl2O4    7½ to  8

topaz Al2SiO4(F,OH)2   8

chrysoberyl BeAl2O4   8½

corundum Al2O3 9

다이아몬드 C   10

가장 부드러운 광물

이름 수식 경도

talc Mg3Si4O10(OH)2   1

molybdenite MoS2 1 to  1½

흑연 C   1~2

pyrophyllite Al2Si4O10(OH)   1½

커버라이트 CuS    1- 2 ½

orpiment As2S3     1½ to 2

리얼가 ASS   1- 2 ½

gypsum CaSO4•2H2O     2

stibnite Sb2S3   2

sylvite KCl     2

광물의 경도는 가장 약한 결합력과 관련이 있습니다.

따라서 광물에서 결합은 보통 모든 방향에서 같지 않기 때문에 광물을 긁는 방향에 따라 경도가 달라질 수 있습니다.

예를 들어 캬나이트에서는 긁는 시험의 방향에 따라 경도가 4 ½에서 6 ½까지 다양합니다.

그러나 대부분의 광물에서 경도는 모든 방향에서 거의 비슷합니다.

경도와 결합력 사이의 일반적인 관계는 알려져 있지만 광물학자들은 복잡한 원자 구조에 대한 경도를 예측하는 데 어려움을 겪습니다.

그러나 일부 단순한 이온 화합물의 경우 이론적 계산이 측정값과 잘 맞습니다.

밀도가 높고 전하가 높은 이온, 작은 이온, 공유 결합을 가진 광물이 가장 어려운 경향이 있습니다.