Бытовые средства измерения твердости

Степень крепости материала оценивают посредством вдавливания в него более прочного предмета, а также шлифования и царапания его поверхности. Выбор, по какой шкале измерять твёрдость минералов, большой. Кроме оставления борозды эталонными кристаллами Мооса существует 6 основных методов измерения:

  1. Шкала Роквелла – фиксируется глубина проникновения идентора с алмазным наконечником в материал. Применяется в отношении металлов и сплавов.
  2. Твёрдость по Шору определяют так же. Дополнительно метод позволяет исследовать крепкость пластмассы и эластичных предметов.
  3.  твердость по моосу таблицаШкала Кнупа работает по принципу вдавливания. Оценка результата производится в единицах Кнупа: алмаз – 8500, корунд – 2000.
  4. Твёрдость горной породы по методу Шрейнера количественно определяется отношением нагрузки на пуансон к площади штампа. Сопровождается измерение вычерчиванием диаграммы деформации.
  5. Шкала Розиваля построена по примеру таблицы Мооса: показатели для ряда минералов получены с помощью прибора твердомера по результатам шлифования образцов. Трудоёмкость метода не позволила ему вытеснить классику.
  6. Пирамида Виккерса, армированная алмазами, статически вдавливается в предмет испытаний, а результат смотрят по площади отпечатка через микроскоп. Приборы называются твердомерами (например, ПМТ-3).

Все точные методы нахождения крепкости уступают быстрому табличному способу определения по сравниванию прочностных свойств минералов. Не всегда необходимо видеть разрушающую нагрузку, в большинстве случаев достаточно знать, какой камень является более твёрдым.

Иногда для определения твердости приходится пользоваться средствами, которые есть под рукой, хотя в некоторых случаях они бывают недостаточно точны (карандаш -1, соль поваренная – 2, ноготь – 2.5, медная монета – 3, железный гвоздь – 4, стекло – 5, стальной нож – 6, напильник – 7). При определении твердости всегда следует испытывать свежую поверхность минерала.

Для практических целей хорошо запомнить:

  • ноготь оставляет царапину на гипсе и более мягких веществах;
  • обычное оконное стекло немного мягче полевого шпата;
  • стальное лезвие ножа немного тверже полевого шпата, приближаясь по твердости к кварцу, и легко царапает стекло.

Принципы градации от Мооса

Систему сравнений твёрдости кристаллов изобрёл немецкий геолог Фридрих Моос (другой вариант звучания — Мосс). Она представляет собой десятибалльную шкалу из эталонных минералов, расположенных в порядке возрастания прочности.

При попытке поцарапать одним кристаллом другой выстраивается цепочка от самого мягкого камня (талька) до наикрепчайшего (алмаза). Информирует шкала твердости Мооса только о сравнительной прочности сопоставляемых минералов.

Контрольный минерал Номер по определителю Другие камни той же прочности Царапающий предмет Значение твёрдости резца
Тальковый камень 1 Графит Ноготь 2,5
Гипс (селенит) 2 Галит, слюда, хлорит ~ ~
Кальцит (исландский шпат) 3 Биотит, серебро, золото Медная монета 3,5
Флюорит (плавиковый шпат) 4 Сфалерит, доломит Нож из железа, оконное стекло 5,5
Апатит 5 Лазурит, гематит ~ ~
Ортоклаз (адуляр, полевой шпат) 6 Опал, рутил Гвоздь из стали 6,5
Кварц (агат, яшма, аметист, горный хрусталь, авантюрин) 7 Турмалин, гранат Победитовое сверло 8,5
Топаз 8 Аквамарин, изумруд, шпинель ~ ~
Корунд (сапфир, рубин) 9 Карбид вольфрама Алмаз 10
Алмаз 10 Эльбор

Для удобства использования эталонный минерал закрепляют на конце трубки эпоксидным клеем. Царапают осторожно, стараясь не повредить образец. Таким же образом работают и с подручными предметами. Поскольку твердость стекла по шкале Мооса занимает среднее положение (между значениями 5 и 6), то испытание начинают именно с царапания его поверхности.

Классификация
природных каменных материалов по твердости

Твердые

Средней твердости

Мягкие

Гранит, гнейс, диорит, сиенит, габбро, лабрадорит, тешенит, диабаз, кварцевый порфир, базальт

Мрамор (ахроматический и хроматический), конгломерат, брекчия, известняк, песчаник, вулканический туф, известковый туф, сланцы

Гипсовый, тальковый

Таблица со шкалой сравнения

Сопоставление прочностной характеристики, полученной по различным методикам, с таблицей Мооса полезно в практическом применении камней. Абсолютные значения твёрдости определяют по другим оценкам, сравнение критериев видно в таблице.

Минералы и горные породы Градация по Моосу По Шрейнеру, МПа Крепкость по шкале Кнупа, единиц Твёрдость шлифования в воде по Розивалю Прочность по микротвердомеру ПМТ-2, ПМТ-3, кг/мм²
Тальк 1 250―400 12 0,03 2,4
Гипс 2 32 1,25 40
Кальцит, мрамор, ангидрит 3 950―1400 135 4,5 110
Флюорит, доломит 4 2500―3200 160 5 190
Апатит, гранит 5 3000―3700 400 6,5 530
Ортоклаз, базальт 6 3900 500 37 790
Кварц, диабаз 7 6300 1250 120 1120
Топаз 8 1550 175 1430
Корунд 9 1900 1000 2060
Алмаз 10 8300 140000 10060

Причина твёрдости гранита заключается в сложном минеральном составе, где основные компоненты, кварц и слюда, отнесены к разным категориям — 7 и 2. Их количественное соотношение и определяет свойства горной породы.

С помощью шкалы Мооса сравнивают также твёрдость металлов — это удобно, когда подбирается оправа для драгоценного камня.

Наименование Олово Золото, серебро Медь, бронза Никель Платина Палладий Титан Вольфрам
Значение по градации 1,5 2,5―3 3 4 4,5 4,7 6 7,5

Линейная твердость

Тальк – 1 – Скоблится ногтемГипс – 3 – Царапается ногтемКальцит – 9 – Царапается медной монетойФлюорит – 21 – Легко царапается ножомАпатит – 48 – С трудом царапается ножомОртоклаз – 72 – Царапается напильникомКварц – 100 – Царапает оконное стеклоТопаз – 200 – Легко царапает кварцКорунд – 400 – Легко царапает топазАлмаз – 1600 – Не царапается ничем (а сам при этом легко царапает корунд)

Твердость

Минерал

Абсолютная твердость

1

Тальк (Mg3Si4O10(OH)2)

1

2

Гипс (CaSO4·2H2O)

3

3

Кальцит (CaCO3)

9

4

Флюорит (CaF2)

21

5

Апатит (Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-))

48

6

Полевые шпаты (KAlSi3O8)

72

7

Кварц (SiO2)

100

8

Топаз (Al2SiO4(OH-,F-)2)

200

9

Корунд (Al2O3)

400

10

Алмаз (C)

1500

Значения прочности драгоценных минералов

Твердость

Твердость минералов по Шкале Мооса

Применительно к минералам и драгоценным камням под твердостью понимают, во-первых, твердость при царапаньи (или твердость царапанья) и, во-вторых, твердость при шлифовании. Твердость царапанья прежде, когда оптические методы исследования еще не были столь развиты, как сейчас, играла большую роль при определении драгоценных камней.

Предлагаем ознакомиться  Ближний космос наличие атмосферы

Сегодня проверка твердости путем царапанья проводится, вообще говоря, лишь у менее ценных камней и в основном коллекционерами. Для профессионального испытания точность такого определения твердости слишком низка. Кроме того, очень велика связанная с ним опасность повреждения камня. Правда, основное преимущество метода царапанья состоит в том, что он позволяет простыми средствами определять драгоценные камни в первом приближении. В минералогии этот способ по-прежнему широко применяется.

Метод определения твердости путем царапанья принадлежит венскому минералогу Фридриху Моосу. Моос определил твердость царапанья как сопротивление, оказываемое минералом при царапанье его поверхности острым контрольным предметом. Камни, имеющие твердость по Моосу выше 7, считаются твердыми. О минералах с твердостью от 8 до 10 говорят, что они имеют «твердость драгоценных камней».

Однако это не совсем удачное определение, ибо драгоценные камни характеризуются не только высокой твердостью, хотя она и представляет собой весьма ценное для них качество. Драгоценные камни с твердостью ниже 7 по Моосу нестойки против вездесущей пыли, которая всегда содержит мельчайшие зерна кварца (его твердость по Моосу 7), а потому повреждает полировку и ухудшает блеск мягких камней.

При определении твердости царапанья необходимо следить за тем, чтобы последнее производилось только острым краем образца и только на ровных и свежих поверхностях. У ребристых образований, листоватых кристаллов или выветренных с поверхности штуфов значения твердости царапанья получаются заниженными.

Некоторые драгоценные камни имеют на разных гранях, равно как и по разным направлениям, совершенно различную твердость. Например, у кианита на гранях переднего пинакоида твердость по Моосу составляет в продольном направлении (по удлинению кристалла) 4,5, а в поперечном – 6-7. Поэтому кианит называют также дистеном – «оказывающим двоякое сопротивление».

Большие различия в твердости существуют также у алмаза. Только благодаря этому вообще возможно шлифовать алмаз – самый твердый из известных материалов (твердость 10). Шлифовальщик драгоценных камней обязательно должен знать различия в их твердости (как при царапанье, так и при шлифовании), ибо в этом состоит одна из важных предпосылок успешной работы мастера.

Шкала твердости царапанья по Моосу – относительная шкала. С ее помощью можно установить лишь, каким минералом царапается другой (испытуемый) минерал. О том, насколько возрастает (в количественном выражении) твердость от ступени к ступени шкалы Мооса, ничего сказать нельзя. А этот рост в действительности резко различается, как видно из приведенной ниже таблицы, где сопоставлены значения твердости по Моосу и значения абсолютной твердости (твердости шлифования в воде по А. Розивалю).

Относительная и абсолютная шкала твердости

Твердость царапанья (по Моосу) Эталонный минерал Простейший способ определения твердости Твердость шлифования (по Розивалю)12345678910

Тальк Скоблится ногтем 0,03
Гипс Царапается ногтем 1,25
Кальцит Царапается медной монетой 4,5
Флюорит Легко царапается ножом 5
Апатит Еще царапается ножом 6,5
Ортоклаз Царапается стальным напильником 37
Кварц Царапает оконное стекло 120
Топаз 175
Корунд 1 000
Алмаз 140 000

Твердость самоцветов по шкале Мооса

Алмаз 10
Рубин 9
Сапфир 9
Александрит 8,5
Хризоберилл 8,5
Цейлонит 8
Родицит 8
Шпинель 8
Таафеит 8
Топаз 8
ИАГ-гранат (гранатит) 8
Аквамарин 7,5—8
Берилл 7,5—8
Ганит 7,5—8
Пейнит 7,5—8
Фенакит 7,5—8
Изумруд 7,5—8
Альмандин 7,5—8
Андалузит 7,5
Эвклаз 7,5
Гамбергит 7,5
Уваровит 7,5
Кордиерит 7—7,5
Данбурит 7—7,5
Гроссуляр 7—7,5
Пироп 7—7,5
Спессартин 7—7,5
Ставролит 7—7,5
Турмалин 7—7,5
Аметист 7
Авантюрин 7
Горный хрусталь 7
Цитрин 7
Дюмортьерит 7
Дымчатый кварц (раухтопаз) 7
Розовый кварц 7
Тигровый глаз 7
Циркон 6,5—7,5
Агат 6,5—7
Аксинит 6,5—7
Халцедон 6,5—7
Хлоромеланит . 6,5—7
Хризопраз 6,5—7
Демантоид 6,5—7
Окаменелое дерево 6,5—7
Жадеит 6,5—7
Яшма 6—7
Корнерупин 6,5—7
Перидот (хризолит) 6,5—7
Танзанит 6,5—7
Галлиант 6,5
Перистерит 6,5
Соссюрит 6,5
Сингалит 6,5
Смарагдит 6,5
Везувиан 6,5
Силлиманит 6—7,5
Касситерит 6—7
Эпидот 6—7
Гидденит 6—7
Кунцит 6—7
Амазонит 6—6,5
Авантюриновый полевой шпат 6—6,5
Бенитоит 6—6,5
Эканит 6—6,5
Фабулит 6—6,5
Лабрадор 6—6,5
Лунный камень 6—6,5
Нефрит 6—6,5
Ортоклаз 6—6,5
Петалит 6—6,5
Пренит 6—6,5
Пирит 6—6,5
Рутил 6—6,5
Амблигонит 6
Битовнит 6
Санидин 6
Тугтупит 6
Гематит 5,5—6,5
Опал 5,5—6,5
Родонит 5,5—6,5
Тремолит 5,5—6,5
Актинолит 5,5—6
Анатаз 5,5—6
Бериллонит 5,5—6
Элеолит 5,5—6
Гаюин 5,5—6
Периклаз 5,5—6
Псиломелан 5,5—6
Содалит 5,5—6
Бразилианит 5,5
Хромит 5,5
Энстатит 5,5
Лейцит 5,5
Молдавит 5,5
Натролит 5,5
Виллемит 5,5
Скаполит 5—6,5
Канкринит 5—6
Диопсид 5—6
Гиперстен 5—6
Ильменит 5—6
Лазурит 5—6
Лазулит 5—6
Танталит 5—6
Бирюза 5—6
Датолит 5—5,5
Обсидиан 5—5,5
Томсонит 5—5,5
Титанит 5—5,5
Апатит 5
Аугелит 5
Диоптаз 5
Гемиморфит 5
Смитсонит 5
Страз 5
Вардит 5
Кианит 4,5 и 7
Апофиллит 4,5—5
Шеелит 4,5—5
Цинкит 4,5—5
Колеманит 4,5
Варисцит 4—5
Пурпурит 4,5
Баритокальцит 4
Флюорит 4—4,5
Магнезит 4
Родохрозит 4
Доломит 3,5—4,5
Сидерит 3.5—4
Арагонит 3,5—4,5
Азурит 3,5—4
Куприт 3,5—4
Халькопирит 3,5—4
Малахит 3,5—4
Сфалерит 3,5—4
Церуссит 3,5
Говлит 3,5
Витерит 3,5
Кораллы 3—4
Жемчуг 3—4
Ангидрит 3—3,5
Барит 3
Кальцит 3
Курнаковит 3
Вульфенит 3
Гагат 2,5—4
Крокоит 2,5—3
Гарниерит 2,5—3
Гейлюссит 2,5
Прустит 2,5
Серпентин 2,5
Хризоколла 2—2,5
Слоновая кость 2—4
Янтарь 2—3
Морская пенка (сепиолит) 2—2,5
Алебастр 2—2,5
Улексит 2
Вивианит 1,5—3
Стихтит 1,5—2,5
Сера 1,5—2

Спайность и излом

Многие минералы раскалываются или расщепляются по ровным плоским поверхностям. Это свойство минералов называется спайностью и зависит от строения их кристаллической решетки, от сил сцепления между атомами. Различают спайность весьма совершенную (эвклаз), совершенную (топаз) и несовершенную (гранат).

Наличие спайности необходимо учитывать при шлифовке и огранке камней, а также при вставке их в оправу. Сильное механическое воздействие может вызвать раскол (трещину) по спайности. Часто для этого бывает достаточно легкого удара или чрезмерного надавливания при определении твердости. Термические напряжения, возникающие в процессе ювелирной газоплазменной пайки, могут приводить к образованию в камне трещин спайности, а это не только снижает ценность камня, но и чревато опасностью того, что он в дальнейшем и вовсе расколется по возникшим трещинам. Огранка фасетами драгоценного камня с весьма совершенной спайностью (например, эвклаза) требует большого искусства.

Прежде спайность использовалась для аккуратного расчленения крупных камней на части или для отделения дефектных участков. Самый большой из когда-либо найденных алмазов ювелирного качества «Куллинан» (3106 кар) был в 1908 г. расколот по спайности на три крупных куска и множество мелких частей. Теперь подобные операции выполняются преимущественно путем распиловки, что позволяет лучше использовать форму камня.

Форму поверхности фрагментов, на которые распадается минерал при ударе, называют изломом. Он бывает раковистым (похожим на отпечаток раковины), неровным, занозистым, волокнистым, ступенчатым, ровным, землистым и пр. Иногда излом может служить диагностическим признаком, позволяющим различать сходные по внешнему облику минералы. Раковистый излом типичен, например, для всех разновидностей кварца и для имитаций драгоценных камней из стекла.

Предлагаем ознакомиться  Как найти золотой самородок

Плотность

Плотностью (прежде ее именовали удельным весом) называется отношение массы вещества к массе того же объема воды. Следовательно, камень, имеющий плотность 2,6, во столько же раз тяжелее равного объема воды.

Плотность драгоценных камней колеблется от 1 до 7. Камни с плотностью ниже 2 кажутся нам легкими (янтарь 1,1), от 2 до 4 – нормальной тяжести (кварц 2,65), и выше 5 – тяжелыми (касситерит 7,0). Наиболее дорогие драгоценные камни, такие, как алмаз, рубин, сапфир, имеют более высокую плотность, чем главные породообразующие минералы, прежде всего кварц и полевой шпат. Благодаря этому в текучих водах они отлагаются раньше кварцевых песков и накапливаются в так называемых россыпных месторождениях.

Определение плотности драгоценных камней может очень помочь коллекционеру при их идентификации.

В геммологии, которая обычно оперирует малыми количествами материала, плотность определяют двумя методами: методом гидростатического взвешивания и методом погружения в тяжелые жидкости. Первый из них хотя и отнимает много времени, но не требует больших затрат. Что же касается второго метода, то он довольно сложен, а подчас и дорог, но зато позволяет быстро провести надежное сравнение по плотности крупных партий незнакомых камней.

Твердость минералов по Шкале Мооса

Метод гидростатического взвешивания основан на законе Архимеда; путем погружения неизвестного камня в воду определяется его объем, а плотность затем рассчитывается по простой формуле: Плотность камня = Масса камня / Объём камня

Гидростатические весы каждый может смастерить собственными силами. Достаточно приспособить для этого аптекарские рычажные весы. Испытуемый объект взвешивается сначала в воздухе, а затем в воде; разность полученных значений соответствует массе вытесненной воды и тем самым в числовом выражении – объему камня.

Даже любитель, пользуясь этим способом, в силах измерить плотность с точностью до первого, а при некотором навыке – и до второго десятичного знака. Разумеется, необходимо следить за тем, чтобы камни не соприкасались с посторонними веществами; они должны быть без оправы, а при взвешивании на воздухе – непременно сухими.

Пример:Масса в воздухе 5,2 г Масса в воде 3,3 г Разность = объему 1,9 Плотность = Масса / Объём = 5,2 / 1,9 = 2,7

https://www.youtube.com/watch?v=NHOi8SY49_g

Основная идея метода погружения в тяжелые жидкости опирается на тот известный факт, что твердые тела в жидкости равной плотности пребывают во взвешенном состоянии, не опускаясь на дно, но и не плавая на поверхности. При испытании неизвестный камень помещают в более тяжелую жидкость, на поверхности которой он плавает;

Свойства драгоценных камней

Так как различные виды драгоценных камней имеют по меньшей мере такую же твердость, как и кварц (7), их легко можно отличить от внешне похожих на них «мягких» стеклянных изделий, имитирующих драгоценные камни, с помощью напильника (надфиля). Особенно полезно такое испытание в случае алмаза, потому что он, будучи гораздо тверже любого другого драгоценного камня, оставляет на стекле царапину значительно более глубокую, чем это можно сделать рубином или сапфиром.

До того, как ввели в употребление рефрактометр, это был практически единственный метод проверки ограненных камней.

Если камень заключен в оправу, лучше всего его вынуть оттуда и провести испытание па ободке камня, поскольку поцарапанное место можно в этом случае полностью закрыть, снова вставив камень в оправу.

Для удобства испытания минералов на твердость применяют так называемые эталонные острия, в которых кусочки материала с известной твердостью вставлены в небольшие держатели.

Плотность

Плотность самоцветов и поделочных камней

Танталит 5,18—8,20
Касситерит 6,8—7,1
Вульфенит 6,7—7,0
Галлиант 7,05
Церуссит 6,46—6,57
Куприт 5,85—6,15
Фосгенит 6,13
Крокоит 5,9—6,1
Шеелит 5,1—6,1
Джевалит 5,60—5,71
Цинкит 5,66
Прустит 5,57—5,64
Пирит 5,0—5,2
Гематит 4,95—5,16
Фабулит 5,13
Хромит 4,1—4,9
Ильменит 4,72
Циркон 3,90—4,71
ИАГ-гранат 4,6
Барит 4,5
Смитсонит 4,3—4,5
Псиломелан 4,35
Витерит 4,27—4,35
Рутил 4,20—4,30
Халькопирит 4,1—4,3
Спессартин 4,12—4,20
Альмандин 3,95—4,20
Страз 3,15—4,20
Виллемит 3,89—4,18
Пейнит 4,1
Сфалерит 4,08—4,10
Рубин 3,97—4,05
Сапфир 3,99—4,00
Целестин 3,97—4,05
Ганит 3,99—4,00
Анатаз 3,58—3,98
Малахит 3,82—3,95
Азурит 3,75—3,95
Периклаз 3,7—3,9
Плеонаст 3,7—3,9
Сидерит 3,85
Демантоид 3,82—3,85
Ставролит 3,7—3,8
Пироп 3,65—3,80
Уваровит 3,77
Александрит 3,70—3,73
Хризоберилл 3,70—3,72
Родонит 3,40—3,70
Родохрозит 3,30—3,70
Кианит 3,65—3,69
Бенитоит 3,65—3,68
Гроссуляр 3,60—3,68
Баритокальцит 3,66
Шпинель 3,58—3,61
Таафеит 3,6
Топаз 3,53—3,56
Алмаз 3,47—3,55
Титанит 3,52—3,54
Гемиморфит 3,52—3,54
Гиперстен 3,4—3,5
Сингалит 3,47—3,49
Везувиан 3,32—3,42
Дюмортьерит 3,26—3,41
Эпидот 3,4
Родицит 3,4
Пурпурит 3,2—3,4
Перидот (хризолит) 3,27—3,37
Жадеит 3,30—3,36
Танзанит 3,35
Диоптаз 3,28—3,35
Корнерупин 3,28—3,35
Диопсид 3,27—3,31
Аксинит 3,27—3,29
Эканит 3,28
Энстатит 3,26—3,28
Турмалин 3,02—3,26
Силлиманит 3,25
Смарагдит 3,25
Апатит 3,17—3,23
Гидденит 3,16—3,20
Кунцит 3,16—3,20
Лазулит 3,1—3,2
Флюорит 3,18
Андалузит 3,12—3,18
Магнезит 3,00—3,12
Эвклаз 3,1
Тремолит 2,9—3,1
Актинолит 3,03—3,07
Амблигонит 3,01—3,03
Нефрит 2,90—3,02
Данбурит 3
Датолит 2,90—3,00
Бразилианит 2,98—2,99
Ангидрит 2,90—2,99
Фенакит 2,95—2,97
Доломит 2,85—2,95
Арагонит 2,94
Пренит 2,87—2,93
Яшма 2,58—2,91
Лазурит 2,4—2,9
Бериллонит 2,80—2,85
Вардит 2,81
Стеатит (жировик) 2,7—2,8
Бирюза 2,60—2,80
Серпентин 2,4—2,8
Гарниерит 2,3—2,8
Изумруд 2,67—2,78
Жемчуг 2,60—2,78
Берилл 2,65—2,78
Битовнит 2,71—2,74
Скаполит 2,57—2,74
Кальцит 2,71
Аквамарин 2,67—2,71
Тигровый глаз 2,64—2,71
Аугелит 2,7,
Мраморный оникс 2,7
Лабрадорит 2,69—2,7
Кораллы 2,6—2,7
Вивианит 2,6—2,7
Кордиерит 2,58—2,66
Авантюрин 2,65
Горный хрусталь 2,65
Цитрин 2,65
Празиолит 2,65
Дымчатый кварц (раухтопаз) 2,65
Розовый кварц 2,65
Аметист 2,63—2,65
Авантюриновый полевой шпат 2,62—2,65
Агат 2,60—2,65
Моховой агат 2,58—2,62
Элеолит 2,55—2,65
Халцедон 2,58—2,64
Хризопраз 2,58—2,64
Перистерит 2,61—2,63
Лунный камень 2,56—2,62
Ортоклаз 2,56—2,60
Псевдофит 2,5—2,6
Варисцит 2,4—2,6
Обсидиан 2,3—2,6
Говлит 2,53—2,59
Санидин 2,57—2,58
Амазонит 2,56—2,58
Тугтупит 2,36—2,57
Лейцит 2,45—2,50
Канкринит 2,4—2,5
Апофиллит 2,30—2,50
Колеманит 2,42
Гаюин 2,4
Петалит 2,4
Томсонит 2,3—2,4
Хризоколла 2,00—2,40
Молдавит 2,32—2,38
Гамбергит 2,35
Алебастр (гипс) 2,30—2,33
Содалит 2,13—2,29
Натролит 2,20—2,25
Стихтит около 2,2
Опал 1,98—2,20
Сера 2,05—2,08
Морская пенка (сепиолит) 2
Улексит 1,9—2,0
Слоновая кость 1,7—2,0
Гейлюссит 1,99
Курнаковит 1,86
Гагат 1,30—1,35
Янтарь 1,05—1,30
Предлагаем ознакомиться  Камни Скорпиона - какой талисман подходит по гороскопу? По дате рождения для женщин и мужчин.

Карат – единица массы, бытующая в торговле драгоценными камнями и в ювелирном деле с античных времен. Не исключено, что само слово «карат» происходит от местного названия (kuara) африканского кораллового дерева, семена которого использовались для взвешивания золотого песка, но более вероятно, что оно ведет начало от греческого названия (keration) широко распространенного в Средиземноморье рожкового дерева, плоды которого изначально служили «гирьками» при взвешивании драгоценных камней (масса одной такой гирьки в среднем примерно равна карату). В 1907 г.

Твердость минералов по Шкале Мооса

Международным комитетом мер и весов на конференции в Париже был введен метрический карат, равный 200 мг, или 0,2 г. До того масса карата, принятого в крупнейших центрах мировой торговли драгоценными камнями, несколько различалась. Отсюда расхождения в массе исторических алмазов, встречающиеся в литературе.

Сокращенное обозначение карата – кар. Доли карата выражают в виде простых (например, 1/16 кар) или десятичных (с точностью до второго знака после запятой, например 1,25 кар) дробей. При взвешивании самых мелких алмазов используется также единица массы, называемая «пункт» (англ. point) и равная 0,01 кар.

На помещенном здесь рисунке представлены в натуральную величину точные размеры бриллиантов с современной огранкой и соответствующие им значения массы в каратах; из него видно, как соотносятся поперечник бриллианта и его масса. Разумеется, для камней, имеющих другую плотность и другие формы огранки, эти соотношения будут иными.

Не следует путать карат как единицу массы драгоценных камней с каратом как мерой чистоты (пробности) золота, употребляемой в ювелирном деле. В этом втором случае карат служит не единицей массы, а мерой качества золотого сплава. Чем больше число каратов, тем выше содержание чистого золота в ювелирном изделии, а масса его может быть при этом какой угодно.

Гран [от лат. granum – зерно (пшеницы)] – мера массы жемчуга. Соответствует 0,05 г, то есть 0,25 кар. Сейчас гран все более вытесняется каратом. Употребляемая прежде в торговле жемчугом японская мера массы «момма» (=3,75 г= 18,75 кар) теперь в европейской торговле практически не используется.

Оптические свойства

Твердость минералов по Шкале Мооса

В ряду физических свойств драгоценных камней оптические свойства играют главенствующую роль, определяя их цвет и блеск, сверкание («огонь») и люминесценцию, астеризм, иризацию и прочие световые эффекты. При испытании и идентификации драгоценных камней также все большее место отводится оптическим явлениям.

Цвет – первое, что бросается в глаза при взгляде на всякий драгоценный камень. Однако для большинства камней их цвет не может служить диагностическим признаком, так как многие из них окрашены одинаково, а некоторые выступают в нескольких цветовых обличиях.

красному, оранжевому, желтому, зеленому, голубому, синему, фиолетовому. При смешении всех спектральных цветов получается белый цвет. Если, однако, какой-либо интервал длин волн абсорбируется («поглощается»), из смеси остальных цветов возникает определенная – уже не белая – окраска. Камень, пропускающий все длины волн оптического диапазона, кажется бесцветным;

если же, напротив, весь свет поглощается, то камень приобретает самую темную из видимых окрасок – черную. При частичном поглощении света по всему видимому диапазону волн камень выглядит мутно-белым или серым. Но если, наоборот, абсорбируются только вполне определенные длины волн, то камень приобретает окраску, соответствующую смешению оставшихся непоглощенными частей спектра белого света.

Главными носителями цвета – хромофорами, обусловливающими окраску драгоценных камней, – являются ионы тяжелых металлов: железа, кобальта, никеля, марганца, меди, хрома, ванадия и титана, способные абсорбировать определенные длины волн в видимой области. Эти ионы часто присутствуют в столь малых количествах, что даже не находят отражения в химических формулах.

Окраска циркона и некоторых других минералов вызывается не ионами-хромофорами, а деформациями кристаллической решетки, точнее, возникновением в ней радиационных дефектов под воздействием радиоактивного излучения, что вызывает селективное (избирательное) поглощение света.

На поглощение света и тем самым на окраску кристалла влияет также длина пути, проходимого в нем световыми лучами. Соответственно при шлифовке необходимо стремиться использовать это обстоятельство к максимальной выгоде для камня. Светлоокрашенные камни шлифуются более толстыми, а при огранке фасеты наносятся с таким расчетом, чтобы удлинить путь прохождения лучей сквозь камень, то есть усилить абсорбцию.

Цвет драгоценных камней зависит также от освещения, поскольку спектры искусственного (электрического) и дневного (солнечного) света различны. Существуют камни, на окраску которых искусственный свет оказывает неблагоприятное влияние (сапфир), и такие, которые при вечернем (искусственном) свете только выигрывают, усиливая свое сияние (рубин, изумруд). Но резче всего перемена цвета выражена у александрита: днем он выглядит зеленым, вечером – красным.

Шкала мооса

Несмотря на то что для драгоценных камней цвет играет столь большую роль, практические способы его объективной оценки (кроме случая алмаза) не разработаны. Сравнительные таблицы цветов – лишь весьма скудный суррогат, оставляющий широкий простор для субъективных суждений. Применяемые в научном цветоведении измерительные методы для ювелирной промышленности и торговли чересчур сложны и требуют слишком больших затрат.