Твердость

Твердость (Rigidity) металлов и минералов - свойство сопротивлятьсяизменению формы. Так как изменение формы сопровождается пластичнымидеформациями, т. е. сдвигами, то модуль сдвига (modulus of rigidity),может служить теоретически мерой Т. На практике Т. рассматривается каксопротивление тела углублению, производимому в нем другим телом, болеетвердым. Так, Т. металлов измеряется по способу Родмана, величинамиуглублений, производимых стальным закаленным ножом, имеющим формупирамиды с сильно вытянутым ромбическим основанием. Полагается, что приодной и той же нагрузке ножа, величина Т. металла обратнопропорциональна величине объема углубления. Подобным же образом, поспособу Кальверта и Джонсона, Т, измеряется величиной груза, потребногодля вдавливания закаленного стального усеченного конуса определенныхразмеров до половины его высоты. Т. минералов. При испытании на Т., если не требуется особеннойточности, проводят от руки стальным острием или острым угломкакого-нибудь минерала по ровной поверхности другого минерала инаблюдают, получается ли царапина на испытываемом минерале или же нет.Для определении Т, и ее обозначения пользуются так называемой шкалойМооса, состоящей из 10 минералов. Шкалу эту составляют: 1) тальк, 2)каменная соль, 3) известковый шпат, 4) плавиковый шпат, 5) апатит, 6)ортоклаз, 7) кварц, 8) топаз, 9) корунд, 10) алмаз. При пользованиишкалой Мооса, заготовляют куски названных минералов как с острымиуглами, так и с ровными поверхностями. Для того, чтобы не слишкомпортить более мягкие номера шкалы, испытуемым минералом чертят всегда потому члену шкалы, который кажется более твердым, а затем переходят кномерам с меньшей Т. Если находят Т. равной одному из членов шкалы, тоэту Т. выражают номером этого члена; напр., Т. 4 означает Т. плавиковогошпата. Если Т. не вполне совпадает с таковой члена шкалы, а находитсямежду двумя степенями Т., то к цифре первой степени прибавляют половину.Таким образом 3,5 будет Т., лежащая между Т. известкового шпата иплавикового шпата. Таким образом все числа, обозначающие Т., имеютзначение номеров. Для более точного, количественного выражения Т.употребляется прибор, устроенный впервые Зеебеком и называемыйсклерометром. Прибор этот состоит из равноплечного рычага, на одномконце которого на верхней стороне имеется чашка для груза, а под чашкойукрепляется вертикальное стальное или алмазное острие. Испытуемаяпластинка минерала устанавливается горизонтально на подставку прямо подострием; на чашку кладут груз до тех пор, пока при движении подставка вминерале не получатся царапина. Чем тверже минерал, тем больший грузнадо положить на чашку. Таким образом Т. можно выразить весом. Чтобыможно было чертить пластинку по различным направлениям и определять этинаправления, служит горизонтальный вращающийся круг, кроме тогоподставка устроена на салазках, которые приводятся в движение при помощивинта и служат для плавного параллельного перемещения минерала.Исследования Т. при помощи склерометра и сопоставление со шкалой Моосапоказали (Кальверт и Джонсон), что шкала Мооса дает только весьма грубоепредставление об относительной Т. тел и что интервалы в Т. членов шкалывесьма не одинаковы, особенно между высшими членами ее. На некоторых кристаллах и спайных осколках кристаллографическиразличные плоскости обладают различной степенью Т. У дистена иликианита, плоскости, соответствующее более совершенной спайности,чертятся гораздо легче других плоскостей, притом в первом случай Т.равна 5-ти, а во втором доходит до 7-ми. Точно также гипс и слюда наплоскостях совершеннейшей спайности обнаруживают значительно меньшую Т.,чем на остальных. Сверх этого, при дальнейшем исследовании (Франвенгейм)оказалось, что часто на одной и той же кристаллическое поверхностиобнаруживаются различные степени Т., смотря по направлению, по которомупроизводится черчение кристалла. Гюйгенс впервые показал это накристаллах известкового шпата. Чтобы изобразить величину Т. исоответствующее ей направление на кристаллической плоскости, Францвыразил груз и направления линии, исходящими из одной точки. На этихлиниях отложил длины, пропорционально давлению (грузу). Если концы такихлиний, лучеобразно исходящих из одной точки, соединить линией, тополучается кривая Т. Она представляется в различном виде, в зависимостиот числа и направление плоскостей спайности в данном кристалле. Онаимеет вид окружности, если по разным направлениям не существует различияв Т., вид эллипса, если существует только одна плоскость спайности,перпендикулярная к исследуемой плоскости, наконец, вид лопастной фигуры,если исследуемая плоскость пересекается несколькими направлениямиспаянности. Так, напр., моноклиноэдрический кристалл слюды обнаруживаетсовершенную спайность только по плоскости (001). Соответственно этому икривая Т. в плоскости (010) является в виде эллипса, положение длиннойоси которого показывает, что Т. наибольшая идет в направленииперпендикулярном к спайности. На конечной плоскости (001) фигура Т.имеет вид окружности, потому что здесь нет различии в Т. в разныхнаправлениях. Д. З.