경도 테스트의 이해: 전체 가이드
다이아몬드가 왜 그렇게 단단한지 궁금한 적이 있나요? 이 글에서는 활석에서 다이아몬드에 이르기까지 재료 경도의 매혹적인 세계를 살펴봅니다. 브리넬, 로크웰 등 다양한 테스트가 어떻게 경도를 측정하는지 알아보세요.
주변 물질의 경도에 대해 궁금한 적이 있나요? 활석의 부드러움부터 다이아몬드의 탁월한 경도까지, 모스 눈금은 광물의 세계를 흥미진진하게 여행할 수 있게 해줍니다. 이 글에서는 이 필수 도구의 역사, 용도, 그리고 모스 저울을 정의하는 광물에 얽힌 흥미로운 이야기를 살펴보면서 이 복잡한 도구에 대해 자세히 알아볼 것입니다. 모스 척도의 비밀을 밝혀내고 세상을 형성하는 물질에 대한 새로운 인식을 얻을 준비를 하세요.
재료의 경도를 측정하는 방법에는 스크래치 경도와 정하중 압입 경도의 두 가지가 있습니다. 모스 경도라고도 하는 스크래치 경도는 상대적인 경도이며 다소 거칠게 측정됩니다.
10가지 천연 광물을 표준으로 사용합니다. 경도 순서는 특정 광물의 경도의 절대적인 크기를 나타내는 것이 아니라 경도 순서가 높은 광물이 낮은 광물을 긁을 수 있음을 나타냅니다. 다른 광물의 경도는 이러한 표준 광물과의 비교를 통해 결정됩니다.
모스 경도의 단위는 평방 센티미터당 킬로그램포스(kgf/cm²)이며, [Pa]로 표시됩니다. 1824년 독일의 광물학자 프레데리히 모스가 처음 제안한 광물의 경도를 표현하는 표준입니다. 경도는 피라미드 모양의 다이아몬드 바늘을 이용한 스크래치 방법을 사용하여 테스트한 광물의 표면에 생긴 스크래치의 깊이로 표시됩니다.
경도 척도는 활석 1(가장 부드러움), 석고 2, 방해석 3, 형석 4, 인회석 5, 오르토클라제(장석 또는 페리클라제라고도 함) 6, 석영 7, 토파즈 8, 커런덤 9, 다이아몬드 10(가장 단단함) 순입니다. 모스 경도는 다른 고체 물질의 경도를 표현하는 데도 사용됩니다.
| 레벨 | 미네랄 | 다음과 같습니다. |
| 1 | 활석 | 없음 |
| 2 | 석고 | 손톱 |
| 3 | Calcite | 구리 동전 |
| 4 | 형석 | 아이언 네일 |
| 5 | 아파타이트 | 유리 |
| 6 | Orthoclase | 펜나이프 |
| 7 | 쿼츠 | 파일 |
| 8 | 토파즈 | 샌드페이퍼 |
| 9 | Corundum | 없음 |
| 10 | 다이아몬드 | 없음 |
보다 구체적인 방법으로는 테스트할 광물을 모스 경도계의 표준 경도와 비교하여 긁어서 테스트할 광물의 경도를 측정하는 방법이 있습니다.
예를 들어, 방해석을 형석으로 긁을 수 있다면 해당 광물의 경도는 3에서 4 사이입니다. 또는 손톱(경도 2-2.5), 동전(경도 3.5) 또는 작은 칼(경도 5.5)을 사용하여 광물의 경도를 대략적으로 파악할 수 있습니다.
| 대표 광물 이름 | 일반적인 용도 | 경도 스케일 |
| 활석, 흑연 | 활석은 알려진 가장 부드러운 광물로, 일반적으로 활석 가루 형태로 사용됩니다. | 1 |
| 피부, 천연 비소 | 1.5 | |
| 석고 | 산업용 재료 | 2 |
| 아이스 큐브 | 2~3 | |
| 네일, 호박색, 아이보리 | 2.5 | |
| 골드, 실버, 알루미늄 | 2.5~3 | |
| 방해석, 구리, 진주 | 방해석은 조각 재료 및 산업용 원료로 사용할 수 있습니다. | 3 |
| 조개, 동전 | 3.5 | |
| 형석(플루오르파라고도 함) | 조각, 야금, 건축 자재 | 4 |
| 플래티넘 | 희귀 금속 | 4~4.5 |
| Iron | 4~5 | |
| 인산염 | 인은 생물학적 세포의 중요한 구성 요소로 사료, 비료, 화학물질 생산의 원료로 사용됩니다. | 5 |
| 유리, 스테인리스 스틸 | 5.5 | |
| 오르토클라제, 탄자나이트, 퓨어 티타늄 | 6 | |
| 치아(크라운의 바깥층) | 주성분은 하이드록시아파타이트입니다. | 6~7 |
| 소프트 옥 - 신장 헤티안 옥 | 6~6.5 | |
| 황철석 | 황산 생산, 금 정제의 원료로 사용되며 의약 목적으로도 사용할 수 있습니다. | 6.5 |
| 경옥 - 버마 경옥과 비취 | 6.5~7 | |
| 석영 유리, 자수정 | 7 | |
| 전기석, 지르콘 | 7.5 | |
| 쿼츠 | 기존 경도 척도에 따르면 석영은 7로 평가됩니다. | 8 |
| 페리도트 | 8.5 | |
| 토파즈, 크롬, 텅스텐 스틸 | 기존 경도 척도에서 토파즈는 8로 평가됩니다. | 9 |
| 모이사나이트 | 합성 보석은 다이아몬드보다 2.5배 더 밝고 가격은 1/10 수준입니다. | 9.5 |
| 가넷 | 10 | |
| 녹은 지르코니아 | 11 | |
| Corundum | 커런덤은 기존 경도 척도에서 9로 평가됩니다. 루비 및 사파이어와 같은 천연 보석은 이제 합성 사파이어 결정의 경도와 마찬가지로 커런덤의 한 종류로 간주됩니다. | 12 |
| 실리콘 카바이드 | 13 | |
| 탄화붕소 | 14 | |
| 다이아몬드 | 다이아몬드는 오래된 경도 척도에서 10으로 평가되어 지구상에서 가장 단단한 천연 보석으로 알려져 있습니다. | 15 |
모스 경도는 광물의 경도를 나타내는 표준으로, 1824년 독일의 광물학자 프리드리히 모스가 처음 제안했습니다. 이 표준은 피라미드 모양의 다이아몬드 드릴을 사용하여 광물의 표면을 긁어 그 긁힌 깊이에 따라 경도를 나타내는 방식으로 설정됩니다.
광물의 경도는 긁힘, 압흔 또는 연삭과 같은 특정 외부 기계적 힘에 저항하는 능력을 말합니다. 광물학에서 흔히 언급되는 경도는 모스 경도이며, 모스 경도는 모스 경도 척도와 비교한 스크래치 경도입니다.
모스 경도 척도는 경도가 다른 10가지 광물을 기준으로 1. 활석, 2. 석고, 3. 방해석, 4. 형석, 5. 인회석, 6. 오르토클라제, 7. 석영, 8. 토파즈, 9. 커런덤, 10. 다이아몬드 등 낮은 단계부터 높은 단계까지 10단계로 나뉩니다.
사용 시 표준 광물은 경도를 알 수 없는 광물에 긁힙니다. 인회석은 긁을 수 있지만 형석은 긁을 수 없는 광물은 경도가 4~5로 결정됩니다.
이 방법은 독일의 광물학 교수 프리드리히 모스(1773-1839)가 확립하고 명명한 방법입니다. 그러나 광물 경도를 정확하게 측정하려면 여전히 미세 경도 시험기 또는 경도 시험기가 필요합니다. 광물 경도는 광물의 물리적 특성 중 하나이기도 합니다. 경도가 높은 광물은 산업 기술에서 널리 사용되어 왔습니다.
다이아몬드, 커런덤 및 기타 광물은 산업에서 사용될 뿐만 아니라 귀중한 보석이 되기도 합니다. 보석은 일반적으로 경도가 높습니다.
예를 들어 오팔의 경도는 5.5-6.5, 석영은 6.5-7, 스팔러라이트는 7.5-8, 차보라이트는 8.5, 사파이어와 루비의 경도는 9로 다이아몬드에 이어 두 번째로 높습니다. 사람들이 높은 경도의 광물을 보석으로 선택하는 이유는 아마도 내마모성이 뛰어나고 시대를 초월한 가치를 상징하기 때문일 것입니다!
필요에 따라 사람들은 활석, 석고, 방해석, 불소석, 인회석, 지르콘, 커런덤, 탄화규소, 탄화붕소, 다이아몬드 등 가장 부드러운 광물부터 가장 단단한 광물까지 보석의 광물 경도를 식별하기 위해 보석 경도 척도를 개발하기도 했습니다.
표준 경도 광물이 없을 때 가장 간단하게 경도를 측정하는 방법은 손톱이나 작은 칼을 사용하는 것입니다. 손톱의 경도는 2.5, 구리 동전은 3, 유리와 작은 칼은 모두 5입니다. 6 이상이면 거의 모든 광물이 보석과 같은 광물입니다.
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