Фарий — твердейший

Страницы: 1 2 3 4 5

Смысл шкалы Мооса, таким образом, заключается в следующем: чем тверже минерал, тем выше его класс. Шкалу венчает алмаз — король твердости.

Закономерность моосовской шкалы правильна и очевидна, но она сама по себе еще ничего не говорит нам о принципе ее построения. Моос оценивал твердость минералов исходя примерно из такого правила: «тверже тот, у кого когти тверже». Если един минерал царапает другой, стало быть, он тверже, следовательно, его место в шкале должно быть ближе к заветной десятке. Способ Мооса лишь указывает на относительную твердость материала по сравнению с другим, но точного определения величины твердости он не дает. И все же шкала Мооса явилась крупным шагом вперед в деле исследования твердости различных тел, и ею пользуются даже в настоящее время.

Моос «экзаменовал» материалы, пользуясь простейшими приборами. Позднее для такого «экзамена» создали специальный прибор — склерометр (от греческих -слов «склерос» — твердый и «метрео» — меряю). В склерометре, сконструированном немецким ученым Т. Зеебеком, на закаленный стальной конус накладывали груз. Под конусом на специальной тележке укрепляли испытуемый материал, а затем начинали двигать тележку взад-вперед по рельсам-направляющим. Сталь оставляла на материале царапины. Чем больше твердость материала, тем тяжелее должен быть груз, чтобы конус мог оставить свой след — царапину. Иначе говоря, твердость как бы измерялась весом: о твердости материала судили по величине нагрузки на стальной конус.

Но даже самая крепкая закаленная сталь далеко не во всех случаях могла оставить след на испытуемом материале. Если под конусом оказывался кристалл, по своей твердости превосходивший сталь, то склерометр Зеебека был бессилен справиться с таким кристаллом: уже не сталь царапала вещество, а, напротив, вещество оставляло свои следы на стальном конусе, и «экзаменатор» превращался таким образом в «экзаменуемого».

Учитывая недостатки стального «испытателя», русский ученый Л. И. Панснер (один из основателей Российского Минералогического общества в 1817 году) предложил склерометр нового типа — с осколком алмаза вместо стального конуса. Панснер рассуждал просто: если по шкале Мооса наитвердейшим является алмаз, то именно его и надо заставить работать в склерометре.

Последователи Панснера трудились над дальнейшим усовершенствованием прибора. Ученые Франц, Мартене и Роквелл считали, что хорошо ограненный алмазный конус лучше простого осколка. Грейлих и Пекарек отдавали предпочтение алмазной игле. Тернер и Парсонс полагали, что алмазный кристалл в форме октаэдра — наилучший испытатель твердости, а Готфильд, Мейн и Виккерс выбрали для алмаза форму пирамиды.

Словом, каждый по своему применял один и тот же материал — алмаз для измерения величины твердости различных тел. И во всех случаях эта твердость определялась величиной царапины, лунки или вмятины, оставленной на испытываемом материале алмазным наконечником (разумеется, с учетом приложенной к нему нагрузки).

Роквелл пользовался алмазным конусом с углом 120° при вершине. Алмаз впаивался серебряным припоем в торец закаленной стальной оправки. Испытание твердости материалов производилось (да и сейчас производится так же) на специальном приборе методом вдавливания алмазного конуса.

По способу Виккерса применяется алмазная пирамида с углом между гранями 136 30°', которая крепится к торцу стальной закаленной оправки с помощью резьбы. Испытание производится вдавливанием пирамиды.

В склерометрах для испытания материалов методом царапания используется алмазный конус с углом у вершины 90°.