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Product Categories珠寶玉石鑒定儀器 寶石顯微鏡 珠寶顯微鏡-深圳麥哲倫 更新日期：2015-03-21 點擊數(shù)：2220
礦物的硬度
礦物的硬度是指礦物抵抗某種外來機械作用力(如刻劃、壓入、研磨等)侵入的能力...... 礦物的硬度是指礦物抵抗某種外來機械作用力(如刻劃、壓入、研磨等)侵入的能力。
測定礦物硬度的方法有：
根據(jù)礦物與標(biāo)準硬度礦物間的相互刻劃對比來測定。
這種方法在礦物學(xué)中一直沿用的是摩氏硬度計。摩氏硬度計由10種礦物組成，按其軟硬程度排列成10級：
表1 摩氏硬度計
礦物 | 硬度等級 | 礦物 | 硬度等級 |
滑石 Mg[Si4O10](OH)2 石膏 CaSO4·2H2O 方解石CaCO3 螢石CaF2 磷灰石Ca5[PO4]3(F,Cl,OH) | 1 2 3 4 5 | 正長石 K[AlSi3O8] 石英 SiO2 黃玉Al2[SiO4](F·OH)2 剛玉Al2O3 金剛石 C | 6 7 8 9 10 |
以上10種標(biāo)準礦物等級之間只表示硬度的相對大小，各級之間硬度的差異不是均等的，不成倍數(shù)和比例的關(guān)系。
利用摩氏硬度計測定礦物硬度的方法很簡單。將欲測礦物和硬度計中某一礦物相互刻劃，如某一礦物能劃動磷灰石(即其硬度大于磷灰石)但又能被正長石所刻劃(即其硬度小于正長石)，則該礦物的硬度為5到6之間，可寫成5～6.不過，經(jīng)常要與摩氏硬度計的標(biāo)準礦物進行比較，實際上還不夠方便。因此，通常還可用其他工具幫助測定礦物的硬度。如指甲的硬度為2.5，小刀的硬度約為5～5.5.因而可把礦物的硬度粗略地劃分為小于指甲(<2.5)，指甲和小刀之間(2.5～5.5)及大于小刀(>5.5)三級。
風(fēng)化、裂隙、雜質(zhì)及集合體方式等都會影響礦物的硬度。風(fēng)化后的礦物硬度一般會降低;有裂隙及雜質(zhì)的存在，會影響礦物內(nèi)部構(gòu)造的連接力，也會使硬度降低。集合體如呈細粒狀、土狀、粉末狀或纖維狀，則很難精確其單體的硬度。因此，測試礦物硬度時要盡量在顆粒大的單體的新鮮面上進行。有時某些礦物具有明顯脆性，當(dāng)被小刀刻劃時極易脆裂成小粒脫落，此并非表示礦物的硬度小于小刀。
根據(jù)礦物表面(晶面、解理面等)上所能承受的重量來測定硬度。
這是目前所采用的精密測定礦物硬度的方法，它通過各種顯微硬度儀測定出礦物的顯微硬度。其方法是在礦物磨光面上加一定重量的金剛石角錐壓入，以重量與壓痕面積之比(kg/mm2)來表示礦物的硬度。顯然，產(chǎn)生單位面積壓痕所需重量愈大，礦物的硬度愈大。這樣測得的硬度叫壓入硬度。是礦物絕對硬度的一種。
用絕對硬度來衡量摩氏硬度的十個等級。發(fā)現(xiàn)它們很不均勻。但摩氏硬度使用方便，至今仍廣為采用。
礦物的硬度決定于礦物的成分和構(gòu)造。具原子晶格者硬度最高，如金剛石。具分子晶格的礦物硬度最低，如自然硫。離子晶格礦物則決定于離子的電價和半徑。在一般情況下，礦物的硬度隨離子電位(電價/半徑)的絕對值增大而提高(表2)。金屬晶格礦物的硬度較低(除某些過渡金屬外)。
表2 礦物的硬度與離子電位的關(guān)系
礦物名稱及化學(xué)式 | 離子電位 | 壓入硬度（kg/mm2） | 摩氏硬度 | |
陰離子 | 陽離子 | |||
石鹽 NaCl | -0.55 | 1.03 | 35 | 2 |
螢石 CaF2 | -0.75 | 2.02 | 248 | 4 |
方鎂石 MgO | -1.51 | 3.03 | 5.5 | |
剛玉 Al2O3 | -1.51 | 5.88 | 2100 | 9 |
晶體構(gòu)造中質(zhì)點排列方式，對硬度的影響也很大。構(gòu)造不緊密，將降低硬度。例如石英SiO2，其Si4+的離子帶你為超過Al3+。但硬度卻比剛玉低。其原因就是石英的構(gòu)造為空心架狀，遠不如剛玉緊密(剛玉比重為3.965，石英為2.65)。具層狀構(gòu)造的礦物，其層間聯(lián)系力弱，因而硬度一般較低。如滑石、石墨、輝鉬礦都具層狀構(gòu)造，層間為分子鍵，它們的硬度均為1。含有水分子的礦物，其硬度通常也不高，如硬度為2的石膏(CaSO4·2H2O)，就是含水礦物。
硬度和解理一樣也具有異向性，只是一般差別不大，不用專門儀器無法發(fā)現(xiàn)。圖1為螢石用專門的儀器測定出的硬度曲線。研究硬度曲線圖形，即可以了解晶面上硬度隨方向而變化的情況，以及硬度和晶體構(gòu)造間的關(guān)系。如在螢石(CaF2)的立方體晶面{100}及八面體晶面{111}上，分別測量硬度時，則其硬度曲線如圖1所示的形狀，在立方體晶面上呈四裂葉形，表現(xiàn)了晶體四次對稱關(guān)系。兩對角線的方向硬度最小，這正與螢石的八面體解理相適應(yīng)。在八面體晶面上是呈三裂葉形，表現(xiàn)了五次對稱的關(guān)系。
圖1 螢石的硬度曲線
個別低級晶簇的礦物硬度差異比較明顯，如三斜晶系的藍晶石，在(100)面上沿延長方向的硬度為4.5，而垂直延長方向則為6.5。
在肉眼鑒定時，測試礦物的硬度，要在新鮮平整的面上進行。刻劃時，用力不能過猛，要緩而勻。盡量避免因風(fēng)化、裂隙、脆性以及礦物集合方式的影響所造成的虛假硬度。
硬度是礦物物理性質(zhì)中具普遍性的、比較固定的性質(zhì)，因而是一項重要的鑒定特征。同時也是影響礦石工藝加工生產(chǎn)效率和選礦成本的重要因素之一。
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