Khoáng sản cứng nhất thế giới

Khoáng chất tồn tại ở các dạng khác nhau trên trái đất, và các thành phần tương ứng của chúng cung cấp cho mỗi khoáng chất độ cứng đặc trưng của nó. Có hai cách phổ biến được các nhà khoa học sử dụng để thiết lập các khoáng chất cứng nhất trên trái đất; kiểm tra độ cứng Vickers và thang đo Mohs. Mỗi trong hai phương pháp sử dụng một công thức để xác định độ cứng của khoáng chất. Kim cương đã được thiết lập là khoáng chất cứng nhất trên trái đất và được công nhận như vậy trong cả thang đo Mohs cũng như kiểm tra độ cứng của Vickers.

Thang đo Mohs

Thang đo Mohs phác thảo các khoáng chất cứng nhất trên trái đất. Thang đo được đặt theo tên của nhà phát minh của nó, Friedrich Mohs, một nhà khoáng vật học nổi tiếng người Đức thế kỷ 19, người đã giới thiệu thang đo vào năm 1812. Công thức được sử dụng để thiết lập vị trí của khoáng sản trên thang đo là khả năng làm trầy xước một khoáng chất khác và các vết trầy xước có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Tuy nhiên, công nghệ hiện đại đã chỉ ra rằng công thức này có một số khác biệt, với một số khoáng chất được phân loại thấp hơn trên thang đo đã được quan sát thấy tạo ra các vết xước siêu nhỏ trên các khoáng chất được tìm thấy ở trên thang Mohs. Thang đo độ cứng chuyển dần từ 1 đến 10 trong đó 10 đại diện cho khoáng chất cứng nhất và độ cứng giảm khi một người di chuyển xuống thang đo. Đứng đầu về thang đo độ cứng là khoáng sản được xếp hạng 10, viên kim cương không bị trầy xước bởi bất kỳ khoáng sản nào khác. Khoáng vật cứng thứ hai dựa trên thang Mohs là Corundum chỉ có thể bị trầy xước bởi kim cương. Thang đo độ cứng thường bị chỉ trích vì thiếu độ chính xác, nhưng ứng dụng của nó vẫn còn phổ biến trong các nhà địa chất học.

Kiểm tra độ cứng của Vickers

Một cách khác để thiết lập các khoáng chất cứng nhất trên trái đất là sử dụng bài kiểm tra độ cứng Vickers. Thử nghiệm được Robert Smith giới thiệu vào năm 1921 sau khi phát triển nó tại Vickers Ltd, công ty mà sau đó thử nghiệm được đặt tên. Thử nghiệm Vickers toàn diện hơn trong việc đánh giá độ cứng của khoáng chất vì nó có thể được sử dụng trên tất cả các kim loại. Số kim tự tháp Vickers, viết tắt là các đơn vị VH VH, thời gian và Pascal được sử dụng làm đơn vị độ cứng trong thử nghiệm. Việc thiết lập độ cứng của khoáng chất bằng thử nghiệm được xác định bởi khả năng chống biến dạng dẻo từ một nguồn cụ thể. Khoáng vật cứng nhất theo thử nghiệm là viên kim cương có giá trị HV cao nhất so với bất kỳ loại khoáng sản nào, có 10.000 HV. Khoáng vật có giá trị HV cao thứ hai là martensite, với 1.000 HV và do đó, là khoáng sản cứng thứ hai trên trái đất.

Kim cương

Sự hoàn hảo và tinh khiết của kim cương ảnh hưởng đến độ cứng của chúng, trong đó độ tinh khiết của kim cương tỷ lệ thuận với độ cứng của nó. Kim cương là một trong những khoáng sản lâu đời nhất trong tất cả các khoáng sản, với một số kim cương tự nhiên gần như già như hành tinh vì chúng có thể có tuổi đời lên tới 3, 5 tỷ năm. Cấu trúc phân tử của kim cương là lý do đằng sau độ cứng của chúng, vì các nguyên tử carbon tạo thành kim cương được kết nối với nhau để tạo thành cấu trúc mạng tinh thể. Một phân tử trong kim cương được tạo thành từ năm nguyên tử carbon được kết nối với nhau để tạo ra một đơn vị tứ diện mạnh, dẫn đến một phân tử mạnh và nguồn gốc của độ cứng của kim cương.