/ Твердість за шкалою Мооса

Твердість каменю - це опір, який чинить його поверхню при спробі подряпати її іншим каменем чи іншим предметом; твердість являє собою міру зв'язності атомної структури речовини. Кожен володар алмазного персня знає, що алмаз легко дряпає віконне скло. Якщо ми станемо пробувати інші дорогоцінні камені, то виявиться, що і вони дряпають скло, але не так легко, а якщо продовжувати цей експеримент, ми встановимо, що топаз дряпає віконне скло, але на самому топазі залишає подряпини корунд , Який в свою чергу піддається всесильному алмазу. Отже, існують значні відмінності в здатності дорогоцінних каменів протистояти зносу, абразії, т. Е. Каміння, як зазвичай кажуть, розрізняються по твердості.

Щоб спростити спосіб вираження цієї властивості, мінералог Фрідріх Моос розробив на початку минулого століття наступну умовну шкалу, яка широко вживається досі.

Для практичних цілей корисно запам'ятати, що ніготь залишає подряпину на гіпсі і більш м'яких речовинах і що звичайне віконне скло трохи м'якше польового шпату, тоді як сталеве лезо ножа трохи твердіше польового шпату, наближаючись по твердості до кварцу , І легко дряпає скло. Оскільки різні види дорогоцінних каменів мають щонайменше таку ж твердість, як і кварц, їх легко відрізнити від зовні на них схожих м'яких скляних виробів за допомогою напилка; до того як ввели в вживання рефрактометр, це був практично єдиний в ювелірній справі спосіб перевірки гранованих каменів.

Говорячи, що камінь має твердість 7, ми маємо на увазі, що він не дряпає кварц, а кварц не дряпає його. Номер за шкалою твердості вказує тільки на порядок у розподілі за твердістю, але не має будь-якого кількісного значення. Це важливо враховувати, так як тут часто припускаються помилки. Не можна, наприклад, вважати, що алмаз (10) вдвічі твердіше апатиту (5) або що твердість топазу і шпінелі (8) становить 80% твердості алмазу. Насправді інтервал між алмазом і корундом набагато більше, ніж між корундом і тальком - самим м'яким з мінералів. Проміжні ступеня твердості виражаються у вигляді дробів. Так, число 8 1/2, що відноситься до хризоберилу, означає, що він дряпає топаз приблизно так само, як сам дряпається корундом. гранат піроп кілька твердіше кварцу (7) і дещо м'якше берилу (7 1/2), тому його твердість позначається як 7 1/4.

Внаслідок особливостей правильної атомної структури, характерної для всіх кристалічних речовин, твердість одного і того ж каменю може бути різною в різних напрямках. Великим відмінністю твердості в різних напрямках серед інших мінералів виділяється кианит : Твердість змінюється у нього від 5 до 7, і в одних напрямах зразок дряпається ножем, а в інших немає. Однак для більшості речовин цей інтервал настільки малий, що звичайними способами виявити відмінність не вдається.

Ювеліри встановили, що зразки одних і тих же мінералів, отримані з різних місць, відрізняються один від одного за складністю процесу обробки і полірування. Так, про алмази з Калімантан п з Нового Південного Уельсу кажуть, що вони істотно твердіше алмазів з Південної Африки і з інших місць і що при їх огранювання виникають певні труднощі. Встановлено також, що цейлонський сапфіри твердіше, ніж рубіни, а кашмірські сапфіри - м'якше. Хоча твердість, як і інші фізичні характеристики, може змінюватися від кристала до кристалу навіть одного і того ж мінерального виду (завдяки зміні хімічного складу внаслідок изоморфного заміщення одного елемента іншим), це не пояснює відмінностей, виявлених ювелірами. Тут накладається інша властивість, яке можна назвати міцністю, або в'язкістю. Воно виникає в результаті двойникования, яке іноді має полісінтетіческій характер, і в результаті інших порушень безперервності внутрішньої структури. Двійникування в алмазі, яке часто важко розпізнати, може служити причиною того, що для огранки різних каменів потрібно затратити різний обсяг роботи. Таке ж пояснення придатне для випадку рубіна і сапфіра.

Для вимірювання твердості мінералів робилися спроби застосувати різні методи, засновані на опорі каменів дряпання, стирання, свердління, проколювання та деформації поверхні. Головна особливість цих спроб - дуже погане збіг результатів. Очевидний висновок полягає в тому, що результати різних методів непорівнянні і що зчеплення в мінералах є надзвичайно складним властивістю.

Хоча встановлення твердості мало допомагає при визначенні дорогоцінного каменю, сама ця характеристика дуже важлива для каменю в прикрасах, оскільки саме від твердості залежить довговічність його полірування і блиску. Звичайна пил - це в основ-ному найдрібніші частинки кварцу, тому твердість дорогоцінного каменю повинна бути не менше 7. Скляні пасти мають твердість тільки трохи вище 5, і тому, як показує досвід, їх полірування витримує всього кілька тижнів постійної шкарпетки, не кажучи вже про руйнівну дію на їх поверхню шкідливих домішок в повітрі.

Випробування на твердість цілком підходить для того, щоб відрізнити кварц і більш тверді дорогоцінні камені від їх скляних імітацій, оскільки останні легко піддаються дії напилка. Особливо корисно таке випробування в разі алмазу, тому що він, будучи набагато твердіше будь-якого іншого дорогоцінного каменю, залишає на склі подряпину значно глибшу, ніж це можна зробити рубіном або сапфіром.

Випробування на твердість не можна рекомендувати для загального застосування, так як існує очевидний ризик пошкодити камінь. Якщо камінь укладений в оправу, бажано його вийняти звідти і провести випробування на обідку каменю, оскільки подряпане місце можна в цьому випадку повністю закрити, знову вставивши камінь в оправу. Все цятки треба стерти, щоб переконатися, що вони не пов'язані з попаданням порошку абразиву, так як, якщо дві речовини мають приблизно однакову твердість, часто виникає плутанина. Якщо з тієї чи іншої причини потрібно визначити твердість гранованого каменю, краще спробувати подряпати кутом цього каменю якусь платівку, а не дряпати камінь вістрям, оскільки в першому випадку небезпека пошкодити камінь менш імовірна. Для зручності випробування мінералів на твердість застосовують так звані еталонні вістря, в яких шматочки матеріалу з відомою твердістю вставлені в невеликі власники; за вказаними вже причин застосовувати їх для гранованих каменів надзвичайно небажано, а якщо це неминуче, то треба проявляти велику обережність.