Mohs Hardness Scale

มาตราส่วนความแข็งของแร่ Mohs (/moʊz/) เป็นมาตราส่วนเชิงคุณภาพตั้งแต่ 1 ถึง 10 ซึ่งระบุลักษณะการต้านทานการขีดข่วนของแร่ธาตุต่างๆ ผ่านความสามารถของวัสดุที่แข็งกว่าในการขีดข่วนวัสดุที่อ่อนนุ่มกว่า

มาตราส่วนนี้ถูกนำมาใช้ในปี พ.ศ. 2365 โดยนักธรณีวิทยาและนักแร่วิทยาชาวเยอรมันชื่อฟรีดริช โมห์ส ในบทความเรื่องแร่วิทยา เป็นหนึ่งในคำจำกัดความของความแข็งในด้านวัสดุศาสตร์ ซึ่งบางคำมีเชิงปริมาณมากกว่า

วิธีการเปรียบเทียบความแข็งโดยการสังเกตว่าแร่ธาตุใดสามารถขีดข่วนผู้อื่นได้นั้นเก่าแก่มาก ตามที่ Theophrastus กล่าวถึงในบทความเรื่อง On Stones, c. 300 ปีก่อนคริสตกาล ตามด้วยพลินีผู้เฒ่าในหนังสือ Naturalis Historia ของเขา ค.ศ. 77.มาตราส่วน Mohs มีประโยชน์สำหรับการระบุแร่ธาตุในสนาม แต่ไม่ใช่ตัวทำนายที่แม่นยำว่าวัสดุจะทนทานในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมได้ดีเพียงใด – ความเหนียว

ประโยชน์

แม้จะขาดความแม่นยำ แต่มาตราส่วน Mohs ก็มีความเกี่ยวข้องกับนักธรณีวิทยาภาคสนาม ซึ่งใช้มาตราส่วนเพื่อระบุแร่ธาตุอย่างคร่าวๆ โดยใช้ชุดขูด ความแข็งของระดับ Mohs สามารถพบได้ทั่วไปในเอกสารอ้างอิง

ความแข็ง Mohs มีประโยชน์ในการกัด ช่วยให้สามารถประเมินได้ว่าโรงสีชนิดใดจะลดผลิตภัณฑ์ที่กำหนดซึ่งทราบความแข็งได้ดีที่สุด เครื่องชั่งนี้ใช้สำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อทดสอบความยืดหยุ่นของส่วนประกอบจอแสดงผลแบบจอแบน (เช่น ฝาครอบกระจกสำหรับ LCD หรือการห่อหุ้มสำหรับ OLED) ตลอดจนเพื่อประเมินความแข็งของหน้าจอสัมผัสในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค

Minerals

ระดับความแข็งของแร่ Mohs ขึ้นอยู่กับความสามารถของตัวอย่างแร่ธรรมชาติหนึ่งตัวในการขูดแร่อีกตัวหนึ่งอย่างเห็นได้ชัด ตัวอย่างของสสารที่ Mohs ใช้นั้นเป็นแร่ธาตุที่แตกต่างกันทั้งหมด แร่ธาตุเป็นของแข็งบริสุทธิ์ทางเคมีที่พบในธรรมชาติ หินประกอบด้วยแร่ธาตุอย่างน้อยหนึ่งชนิด ในฐานะที่เป็นสารที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติที่ยากที่สุดที่ทราบเมื่อออกแบบตาชั่ง เพชรจึงอยู่ที่ส่วนบนสุดของเครื่องชั่ง ความแข็งของวัสดุวัดเทียบกับมาตราส่วนโดยการค้นหาวัสดุที่แข็งที่สุดที่วัสดุดังกล่าวสามารถขีดข่วนได้ หรือวัสดุที่อ่อนที่สุดที่สามารถขีดข่วนวัสดุที่กำหนดได้ ตัวอย่างเช่น หากวัสดุบางอย่างเกิดรอยขีดข่วนด้วยอะพาไทต์แต่ไม่ใช่โดยฟลูออไรท์ ความแข็งของวัสดุนั้นในระดับ Mohs จะอยู่ระหว่าง 4 ถึง 5

"การเกา" วัสดุตามวัตถุประสงค์ของมาตราส่วน Mohs หมายถึงการสร้างความคลาดเคลื่อนที่ไม่ยืดหยุ่นซึ่งมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า บ่อยครั้งที่วัสดุที่อยู่ต่ำกว่ามาตราส่วน Mohsสามารถสร้างความคลาดเคลื่อนด้วยกล้องจุลทรรศน์และไม่ยืดหยุ่นบนวัสดุที่มีจำนวน Mohs สูงกว่า แม้ว่าความคลาดเคลื่อนด้วยกล้องจุลทรรศน์เหล่านี้จะถาวรและบางครั้งอาจเป็นอันตรายต่อความสมบูรณ์ของโครงสร้างของวัสดุที่แข็งกว่า แต่ก็ไม่ถือว่าเป็น "รอยขีดข่วน" สำหรับการกำหนดหมายเลขมาตราส่วน Mohs

มาตราส่วน Mohsเป็นมาตราส่วนล้วนๆ ตัวอย่างเช่น คอรันดัม (9) แข็งเป็นสองเท่าของบุษราคัม (8) แต่เพชร (10) แข็งเป็นสี่เท่าของคอรันดัม ตารางด้านล่างแสดงการเปรียบเทียบกับความแข็งสัมบูรณ์ที่วัดโดยเครื่องวัดความแข็งพร้อมตัวอย่างภาพ

Mohs hardness	Mineral	Chemical formula	Absolute hardness	Image
1	Talc	Mg3Si4O10(OH)2	1
2	Gypsum	CaSO4·2H2O	2
3	Calcite	CaCO3	14
4	Fluorite	CaF2	21
5	Apatite	Ca5(PO4)3(OH−,Cl−,F−)	48
6	Orthoclase feldspar	KAlSi3O8	72
7	Quartz	SiO2	100
8	Topaz	Al2SiO4(OH−,F−)2	200
9	Corundum	Al2O3	400
10	Diamond	C	1500

มาตราส่วน Mohsเป็นมาตราส่วนล้วนๆ ตัวอย่างเช่น คอรันดัม (9) แข็งเป็นสองเท่าของบุษราคัม (8) แต่เพชร (10) แข็งเป็นสี่เท่าของคอรันดัม ตารางด้านล่างแสดงการเปรียบเทียบกับความแข็งสัมบูรณ์ที่วัดโดยเครื่องวัดความแข็งพร้อมตัวอย่างภาพ

ในระดับ Mohsแผ่นลาย (พอร์ซเลนที่ไม่เคลือบ) มีความแข็งประมาณ 7.0 การใช้วัสดุทั่วไปที่มีความแข็งที่ทราบเหล่านี้อาจเป็นวิธีง่ายๆ ในการประมาณตำแหน่งของแร่บนเครื่องชั่ง

Intermediate hardness

ตารางด้านล่างรวมสารเพิ่มเติมที่อาจตกอยู่ระหว่างระดับ:

Hardness	Substance or mineral
0.2–0.3	caesium, rubidium
0.5–0.6	lithium, sodium, potassium, candle wax
1	talc
1.5	gallium, strontium, indium, tin, barium, thallium, lead, graphite, ice
2	hexagonal boron nitride,calcium, selenium, cadmium, sulfur, tellurium, bismuth, gypsum
2–2.5	halite (rock salt), fingernail,mica
2.5–3	gold, silver, aluminium, zinc, cryolite, lanthanum, cerium, jet
3	calcite, copper, arsenic, antimony, thorium, dentin, chalk
3.5	platinum
4	fluorite, iron, nickel
4–4.5	ordinary steel
5	apatite (tooth enamel), zirconium, palladium, obsidian (volcanic glass)
5.5	beryllium, molybdenum, hafnium, glass, cobalt
6	orthoclase, titanium, manganese, germanium, niobium, uranium, rhodium
6–7	fused quartz, iron pyrite, silicon, ruthenium, iridium, tantalum, opal, peridot, tanzanite, rhodium, jade, garnet,[21] pyrite[21]
7	osmium, quartz, rhenium, vanadium
7.5–8	emerald, beryl, zircon, tungsten, spinel
8	topaz, cubic zirconia, hardened steel, spinel
8.5	chrysoberyl, chromium, silicon nitride, tantalum carbide
9	corundum (includes sapphire and ruby), tungsten carbide, titanium nitride, aluminium oxide
9–9.5	silicon carbide (carborundum), tantalum carbide, zirconium carbide, alumina, beryllium carbide, titanium carbide, aluminum boride, boron carbide.
9.5–near 10	boron, boron nitride, rhenium diboride (a-axis), stishovite, titanium diboride, moissanite (crystal form of silicon carbide), boron carbide
10	diamond, carbonado