如果随便问一个人地球上最硬的物质是什么,最有可能的答案是金刚石(也称钻石),这是相当普遍的知识。但金刚石真的是地球上最硬的矿物吗?还有哪些硬度高的矿物? 我们将在本文中找到答案。
硬度是如何确定的?
任何矿物的硬度都是由它的莫氏硬度来决定的: 矿物越硬,它的莫氏硬度就越高。莫氏硬度是由德国地质学家和矿物学家弗里德里希·莫氏于1812年发明的。
这个尺度对矿物学家和地质学家很重要,因为它提供了一种可行的技术,通过与一组标准参考矿物进行比较来评估矿物的硬度。
虽然莫氏硬度并不精确,也不是严格的顺序,但它在地质学上有相关的用途,主要是用来鉴定各种矿物的硬度。它的工作原理是分析一种材料刮擦另一种(较软)材料的能力。电子制造商经常使用这个尺度来测试平板显示模块的回弹性。
例如,现代手机显示屏使用的大猩猩玻璃在莫氏硬度等级中达到8级。
下面是列出了世界上最硬的10种矿物,是根据它们的莫氏硬度排名。
10. 石英莫氏硬度:7
石英属于硅酸盐矿物。它主要存在于变质岩、火成岩和沉积岩中,是地球大陆地壳中第二丰富的矿物,仅次于长石。
它是由硅原子和氧原子组成的一个四面体的三维框架。硅和氧原子之间的这些强化学键使石英具有硬度。
石英在莫氏硬度指数中排名第七,这使得它非常耐刮擦和磨损。它可以是不透明的、半透明的或透明的,这取决于所含的夹杂物和杂质。
清澈透明的石英矿物在宝石应用中具有很高的价值。像紫水晶和黄水晶这样的有色品种是珠宝中受欢迎的选择。
由于其压电特性,这种矿物也被广泛应用于电子工业。它是晶体振荡器和谐振器的重要组成部分,用于收音机、计算机和手表等设备,提供频率控制和精确计时。
9. 黄玉莫氏硬度:8
黄玉是一种天然存在的(硅酸盐)矿物,由氟和铝制成。在自然状态下,黄玉大多是无色的,但也可以发现金棕色和黄色。不同的杂质可以使黄玉晶体呈现粉红色、红色或金橙色,尽管这种情况极为罕见。
黄玉的莫氏硬度为8,比一些众所周知的矿物如石英、钨和锆石还要硬。但比碳化硅和金刚石软得多。
由于其非凡的硬度、多样的颜色和典型的透明度,石英是珠宝的热门选择,经常被切割和抛光成宝石。
它在世界各地的几个地方被发现,这些地方形成了流纹岩和伟晶岩等岩石。大多数高品质的皇家黄玉产于巴西东南部的米纳斯吉拉斯州。在美国、斯里兰卡、澳大利亚、墨西哥、日本和俄罗斯也发现了大量的黄玉。
8. 氮化硅莫氏硬度:8.5
氮化硅(Si3N4)是地球上已知最硬的陶瓷材料之一,在矿物硬度的莫氏指数中排名非常高,通常在8.25到8.5之间。
这种矿物由硅原子和氮原子组成。它可以存在于许多不同的晶体结构中,以六角形和立方相最为常见。
众所周知,氮化硅具有许多有利的性质。它的高拉伸强度和韧性使其抗断裂,能够承受机械应力。
它还表现出优异的热稳定性,这意味着它不会随着温度变化而显着膨胀或收缩。此外,它具有化学惰性,耐多种腐蚀性物质、酸和碱。
氮化硅滚珠轴承比金属更硬。这种矿物的硬度和耐磨性使其成为切割和塑造坚硬材料(如钢和合金)的理想选择。
在医疗领域,氮化硅已用于人工髋关节,与传统材料相比,它具有耐用性和减少磨损的优点。
7. 金绿玉莫氏硬度:8.5