Thang Mohs là thang điểm 10 do Carl Friedrich Mohs tạo ra vào năm 1812 cho phép so sánh độ cứng của các khoáng chất. Quy mô đưa ra đánh giá định tính, không định lượng về độ cứng của một loại đá cụ thể.
Lịch sử Sáng tạo
Để tạo ra quy mô, Mohs đã sử dụng 10 khoáng chất tham chiếu - talc, thạch cao, canxit, fluorit, apatit, orthoclase, thạch anh, topaz, corundum đỏ và kim cương. Ông sắp xếp các khoáng chất theo thứ tự tăng dần độ cứng, lấy đó làm điểm bắt đầu rằng một khoáng chất cứng hơn sẽ làm xước một khoáng chất mềm hơn. Canxit, ví dụ, thạch cao làm trầy xước, và fluorit để lại vết xước trên canxit, và tất cả các khoáng chất này làm cho talc vỡ vụn. Vì vậy, các khoáng vật nhận được các giá trị độ cứng tương ứng trong thang Mohs: phấn -1, thạch cao - 2, canxit - 3, fluorit - 4. Các nghiên cứu sâu hơn cho thấy những khoáng vật có độ cứng dưới 6 bị thủy tinh làm xước, những khoáng vật có độ cứng là mặt kính trên 6 xước. Độ cứng của thủy tinh trong thang đo này là khoảng 6,5.
Đá có độ cứng lớn hơn 6 được cắt bằng kim cương.
Mohs quy môchỉ nhằm mục đích đánh giá sơ bộ độ cứng của khoáng chất. Một chỉ số chính xác hơn là độ cứng tuyệt đối.
Vị trí của các khoáng chất trong thang Mohs
Khoáng chất trong thang đo được sắp xếp theo thứ tự độ cứng. Loại mềm nhất có độ cứng là 1, dùng móng tay cào, ví dụ như bột talc (phấn). Tiếp theo là một số khoáng chất cứng hơn - ulexite, hổ phách, muscovite. Độ cứng của chúng trên thang Mohs thấp - 2. Các khoáng chất mềm như vậy không được đánh bóng, điều này làm hạn chế việc sử dụng chúng trong đồ trang sức. Đá đẹp với độ cứng thấp là loại đá trang trí và thường không đắt. Quà lưu niệm thường được làm từ chúng.
Khoáng chất có độ cứng từ 3 đến 5 rất dễ bị xước bằng dao. Jet, rhodochrosite, malachite, rhodonite, turquoise, ngọc bích thường được cắt cabochon, đánh bóng tốt (thường sử dụng oxit kẽm). Các khoáng chất này không có khả năng chống nước.
Khoáng chất trang sức cứng, kim cương, hồng ngọc, ngọc lục bảo, ngọc bích, topazes và ngọc hồng lựu, được xử lý tùy thuộc vào độ trong suốt, màu sắc, sự hiện diện của tạp chất. Ví dụ, những viên ruby hoặc ngọc bích hình sao được cắt cabochon để nhấn mạnh sự khác thường của đá, những loại trong suốt được cắt theo hình bầu dục, hình tròn hoặc hình giọt nước, giống như kim cương.
| Mohs độ cứng | Ví dụ về khoáng chất |
| 1 | Talc, than chì |
| 2 | Ulexite, muscovite, hổ phách |
| 3 | Biotite, chrysocolla, máy bay phản lực |
| 4 | Rhodochrosite, fluorit, malachit |
| 5 | Turquoise, rhodonite, lapis lazuli, obsidian |
| 6 | Benitoite, larimar, moonstone, opal, hematit, amazonit, labradorite |
| 7 | Thạch anh tím, ngọc hồng lựu, các loại tourmaline indicolite, verdelite, rubellite, schorl), morion, mã não, aventurine, citrine |
| 8 | Lục corundum (ngọc lục bảo), heliodor, topaz, painite, taaffeite |
| 9 | Corundum đỏ (ruby), corundum xanh (sapphire), leucosapphire |
| 10 | Kim cương |
Đá quý
Tất cả các khoáng chất có độ cứng nhỏ hơn 7 được coi là mềm, những khoáng chất trên 7 được coi là cứng. Các khoáng chất cứng có thể được cắt bằng kim cương, sự đa dạng của các vết cắt, độ trong suốt và độ quý hiếm khiến chúng trở nên lý tưởng để sử dụng làm đồ trang sức.
Độ cứng của một viên kim cương theo thang Mohs là 10. Kim cương được mài theo cách sao cho sự hao hụt khối lượng của viên đá là nhỏ nhất trong quá trình xử lý. Một viên kim cương cắt được gọi là hình thoi. Do độ cứng cao và khả năng chịu nhiệt độ cao, kim cương hầu như vĩnh cửu.
Độ cứng của ruby và sapphire thấp hơn một chút so với độ cứng của kim cương và là 9 trên thang Mohs. Giá trị của những viên đá này, cũng như ngọc lục bảo, phụ thuộc vào màu sắc, độ trong suốt và số lượng khuyết tật - viên đá càng trong suốt, màu sắc càng đậm và càng ít vết nứt thì giá càng cao.
Đá bán quý
Thấp hơn một chút so với kim cương và corundum, topazes và garnet có giá trị. Độ cứng của chúng trên thang Mohs là7-8 điểm. Những viên đá này cho phép cắt kim cương rất tốt. Giá trực tiếp phụ thuộc vào màu sắc. Màu sắc của topaz hoặc garnet càng phong phú, thì sản phẩm có nó sẽ càng đắt tiền. Những thứ được đánh giá cao nhất là topazes màu vàng cực kỳ hiếm và garnet màu tím (đa số). Viên đá cuối cùng hiếm đến mức có thể có giá trị hơn một viên kim cương nguyên chất.
Tourmalines màu: hồng (rubellite), xanh lam (indicolite), xanh lá (verdelite), tourmaline dưa hấu cũng được xếp vào loại đá bán quý. Các loại đá tourmalin trong suốt chất lượng cao rất hiếm trong tự nhiên, đó là lý do tại sao chúng đôi khi đắt hơn nhiều so với đá kim loại và đá topazes xanh lam, và các nhà sưu tập không cảm thấy mệt mỏi khi săn lùng những viên đá dưa hấu (xanh hồng). Độ cứng của đá trên thang Mohs khá cao và từ 7-7,5 điểm. Những viên đá này có khả năng đánh bóng tốt, không thay đổi màu sắc và việc tìm được một món đồ trang sức có đá tourmaline trong suốt sáng sủa là một thành công thực sự.
Loại tourmaline (shorl) màu đen thuộc loại đá cảnh. Schorl là một loại đá cứng nhưng giòn, có thể dễ vỡ trong quá trình xử lý. Đó là lý do mà các tourmalines đen thường được bán thô. Sherl được coi là lá bùa bảo vệ mạnh nhất.
Ứng dụng công nghiệp
Khoáng sản và đá có độ cứng cao được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Ví dụ, độ cứng của đá granit trên thang Mohs là từ 5 đến 7, tùy thuộc vào lượng mica trong đó. Loại đá cứng này được sử dụng rộng rãi trong xây dựng như một vật liệu hoàn thiện.
Ngọc bích hoặc ngọc bích không màu, mặc dù có độ cứng cao và độ hiếm tương đối, nhưng các thợ kim hoàn không có nhu cầu, nhưng được sử dụng rộng rãi trong lắp đặt laser và quang học khác.
Ứng dụng thực tế của cân
Mặc dù thực tế là thang đo độ cứng Mohs chỉ đánh giá định tính chứ không phải định lượng, nó được sử dụng rộng rãi trong địa chất. Sử dụng thang Mohs, các nhà địa chất và khoáng vật học có thể xác định một cách đại khái một tảng đá không xác định dựa trên khả năng dễ bị xước bằng dao hoặc thủy tinh. Hầu như tất cả các nguồn tham khảo đều chỉ ra độ cứng của khoáng chất trên thang Mohs, chứ không phải độ cứng tuyệt đối của chúng.
Trong trang sức, thang Mohs cũng được sử dụng rộng rãi. Độ cứng của đá quyết định phương pháp xử lý, các tùy chọn mài có thể có và các công cụ cần thiết cho việc này.
Thang đo độ cứng khác
Thang Mohs không phải là thang đo độ cứng duy nhất. Có một số quy mô khác dựa trên khả năng của khoáng chất và các vật liệu khác để chống lại sự biến dạng. Nổi tiếng nhất trong số này là thang điểm Rockwell. Phương pháp Rockwell rất đơn giản - nó dựa trên việc đo độ thâm nhập của chất nhận dạng sâu vào vật liệu đang nghiên cứu. Một đầu kim cương thường được sử dụng như một dấu hiệu nhận biết. Điều đáng chú ý là các khoáng chất hiếm khi được kiểm tra bằng phương pháp Rockwell, nó thường được sử dụng cho kim loại và hợp kim.
Thang đo độ cứng ngắn được xây dựng theo cách tương tự. Phương pháp Shore cho phép bạn xác định độ cứng của cả hai kim loại và độ đàn hồi hơnvật liệu (cao su, nhựa).
