第一篇宝石学基础第五、六章宝石的物理性质

第五章 宝石的力学性质第一节 硬 度 宝石抵抗外来压入、刻划或研磨等机械作用的能力称为宝石的硬度。宝石的硬度与其晶体结构、化学键、化学组成等有关。 宝石的硬度可分为绝对硬度和相对硬度。绝对硬度是通过硬度仪在标准条件下测定的。宝石的相对硬度(或比较硬度)是与规定的标准矿物比对得出的相对刻划硬度，在鉴定宝石中最有意义。常用的相对硬度表是摩氏硬度(HM)表或称摩氏硬度计。摩氏硬度计是德国矿物学家 FriedrichMohs 在 1822 年根据 10 种标准矿物的相对硬度确定的定性级别，共分为十个级别，详见表 1-5-1。在摩氏硬度中，金刚石最硬(HM=10)，滑石最软(HM=1)。假如一个未知矿物能够刻划正长石(HM=6)，但又能被石英(HM=7)所刻动，这个未知矿物的摩氏硬度就介于 6 和 7 之间，近似定为 6．5，或记为 61／2。 在使用摩氏硬度计时，人们还以下面一些常见物质的相对硬度加以补充。指甲：2．5铜针：3窗玻璃：5～5．5刀片：5．5～6钢锉：6．5～7 1935 年 CharlsWoodel 以标准化磨蚀法为基础，对摩氏硬度表提出修正，刚玉的硬度仍为 9，而金刚石的硬度为 42．5，称为 Mohs-Woodel 硬度。虽然修订后的更为合理，但在宝石和矿物鉴定工作中仍沿用了最初的摩氏硬度。 另两种常用的测量硬度标度为 Knoop 标度(HK)和 Winkler 标度(HW也称维氏压人硬度)，以在被测量物体抛光表面产生永久性变形每单位面积所需的力来计算其硬度。它们的硬度值接近物体的绝对硬度(见表 1-5-1)。 对某种宝石矿物来说，其硬度是基本固定不变的，可作为鉴定宝石的依据。但需要指出的是，某些矿物晶体的硬度具一定的方向性差异，即在不同结晶方向上其硬度有不同程度的变化，这种差异硬度是宝石晶体结构中原子键合面和键合方向的规则排列所致。如金刚石，其平行立方体 1100)面对角线方向的硬度最大，平行菱形十二面体(110}面短对角线的方向硬度最低。金刚石粉末的方向是随机的，可能含有大量硬度较高方向的尖粒。因此，金刚石抛光粉可以抛磨钻石戒面。又如蓝晶石在平行柱面延长方向上摩氏硬度约为 4．5～5，而在垂直延长方向上为约 6．5～7。但是，硬度作为宝石矿物的固有性质，其各个方向尽管存在着硬度差异，但这种差异是服从晶体本身的对称性的，如钻石所有八面体方向的硬度特征都是相同的，立方体方向的硬度特征也是相同的。 另外，对摩氏硬度计需要说明的是，其十个标准矿物之间的硬度差异不是等间距的。例 如，硬度为 10 的钻石...