Определение твердости минералов

Старейшим методом определения твердости минералов является метод Мооса, который с успехом используется уже более ста лет. Этим методом твердость минерала оценивается по десятибалльной шкале в зависимости от того, царапается ли он минералами из стандартного набора или царапает их сам. Другой метод определения твердости царапания — метод Талмейджа, при котором выбирают такую нагрузку на иглу, чтобы получающаяся царапина имела стандартную глубину. Большинство минералов по величине твердости царапания попадает в узкий интервал значений грубой шкалы, используемой этими методами, но у некоторых минералов твердость царапания различна на разных плоскостях и даже в разных направлениях на одной и той же плоскости.

Другим видом твердости, который используется в определителях, является твердость полирования. В этом случае минералы распределяются по относительной шкале в соответствии с легкостью или трудностью их полировки абразивами, применяемыми при изготовлении шлифов. При современной машинной полировке стремятся получать очень ровные безрельефные поверхности, на которых подобные различия значительно сглаживаются. Именно такие поверхности предпочитают для оптического изучения и для исследования на электронном зонде. Однако различную твердость полировки можно выявить на готовом безрельефном шлифе путем кратковременной его обработки на сукне с тонким абразивом. При этом зерна мягких минералов слегка углубляются по сравнению с более твердыми зернами. Под микроскопом это можно наблюдать с помощью световой полоски Кальба. Эта полоска по виду сходна с полоской Бекке, но имеет совершенно иное происхождение, так как она обусловлена отражением света от скошенного края между твердым и мягким зернами. Если образец опускают относительно объектива, то можно наблюдать, что полоска движется на более мягкое зерно. На хорошо полированных и безрельефных шлифах эта световая полоска вообще не видна, и лишь иногда ее можно обнаружить на контакте двух зерен, очень сильно различающихся по твердости; для этого должна быть включена апертурная диафрагма и применен сильный объектив.

В последние годы проводят систематическое изучение твердости рудных минералов на микротвердометрах, первоначально созданных для нужд металлургии. В этих приборах алмазное острие пирамидальной формы вдавливают в образец при известной нагрузке и затем измеряют площадь отпечатка. Твердость определяется как нагрузка (в граммах), отнесенная к площади отпечатка (мкм2); она колеблется от десятков единиц для очень мягких материалов до более чем 2000 единиц для очень твердых. Самый простой тип микротвердометра, который очень легко освоить, устанавливается на микроскопе. С помощью микротвердометров определяют твердость на зернах размером не меньше чем 30 мкм в диаметре. Необходимо производить несколько измерений, чтобы вычислить среднее значение, так как получаемые величины могут несколько колебаться. Это обусловлено не только различной ориентировкой кристаллов, но и вариациями химического состава в различных образцах одного и того же минерала. Однако и при значительных колебаниях величин измерение твердости этим способом широко используют для определения рудных минералов. Возможность получения количественной характеристики очень малых зерен делает метод вдавливания алмазной пирамиды наиболее пригодным из всех способов определения твердости для целей диагностики минералов.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.