Шкала твердості (шкала Мооса)

Для практичних цілей корисно запам`ятати, що ніготь залишає подряпину на гіпсі й більш м`яких речовинах і що звичайне шибка небагато м`якше польового шпату, тоді як сталеве лезо ножа небагато твердіше польового шпату, наближаючись по твердості до кварцу, і легко дряпає скло. Оскільки різні види дорогоцінних каменів мають щонайменше таку ж твердість, як і кварц, їх легко відрізнити від зовні на них схожих м`яких скляних виробів за допомогою напилка; перше ніж увели у вживання рефрактометр, це був практично єдиний у ювелірній справі спосіб перевірки гранованих каменів

Говорячи, що камінь має твердість 7, ми маємо на увазі, що він не дряпає кварц, а кварц не дряпає його. Номер по шкалі твердості вказує тільки на порядок у розподілі по твердості, але не має якого-небудь кількісного значення. Це важливо враховувати, тому що тут часто припускаються помилки. Не можна, наприклад, уважати, що алмаз (10) удвічі твердіше апатиту (5) або що твердість топазу й шпінелі (8) становить 80% твердості алмаза. У дійсності інтервал між алмазом і корундом набагато більше, чим між корундом і тальком — самим м`яким з мінералів. Проміжні ступені твердості виражаються

у вигляді] дробів. Так, число ву, що ставиться до хризоберилу, означає, що він дряпає топаз приблизно так само, як сам дряпається корундом. Гранат піроп трохи твердіше кварцу (7) і трохи.

11 м`якше берилла (7-g-), тому його твердість позначається як 7-- .

Внаслідок особливостей правильної атомної структури, характерної для всіх кристалічних речовин, твердість того самого каменю може бути різної в різних напрямках. Більшою відмінністю твердості в різних напрямках серед дру-.

гих мінералів виділяється кіаніт: твердість змінюється в нього про*г 5 до 7, і в одних напрямках зразок дряпається ножем, а в інших немає. Однак для більшості речовин цей інтервал настільки малий, що звичайними способами виявити відмінність не вдається

Ювеліри встановили, що зразки тих самих мінералів, отримані з різних місць, відрізняються друг від друга по складності процесу огранювання й полірування. Так, про алмази з Калимантана й з Нового Південного Уельсу говорять, що вони суттєво твердіше алмазів з Південної Африки й з інших місць і що при їхнім огранюванні виникають відомі труднощі. Установлене також, що цейлонські сапфіри твердіше, чим рубіни, а кашмірські сапфіри — м`якше. Хоча твердість, як і інші фізичні характеристики, може мінятися від кристала до кристала навіть того самого мінерального виду ( завдяки зміні хімічного складу внаслідок ізоморфного заміщення одного елемента іншим), це не пояснює відмінностей, виявлених ювелірами. Тут накладається інша властивість, яку можна назвати міцністю, або в`язкістю. Воно виникає в результаті двойникования, яке іноді має полісинтетичний характер, і в результаті інших порушень безперервності внутрішньої структури* Двойникование в алмазі, яке часто важко розпізнати, може служити причиною того, що для огранювання різних каменів потрібно затратити різний об`єм роботи. Таке ж пояснення придатне для випадку рубіна й сапфіру

Для виміру твердості мінералів робилися спроби застосувати різні методи, засновані на опорі каменів царапанию, стиранню, свердлінню, проколюванню й деформації поверхні. Головна особливість цих спроб — дуже поганий збіг результатів. Очевидний висновок полягає в тому, що результати різних методів непорівнянні й що зчеплення в мінералах є надзвичайно складним властивістю

Хоча встановлення твердості мало допомагає при визначенні дорогоцінного каменю, сама ця характеристика дуже важлива для каменю в прикрасах, оскільки саме від твердості залежить довговічність його полірування й блиску. Звичайний пил — це в основному дрібні частки кварцу, тому твердість дорогоцінного каменю повинна бути не менше 7. Скляні пасти мають твердість тільки трохи вище 5, і тому, як показує досвід, їх полірування витримує всього кілька тижнів постійної носки, не говорячи вже про руйнівну дію на їхню поверхню шкідливих домішок ввоздухе.

Випробування на твердість цілком підходить для того, щоб відрізнити кварц і більш тверді дорогоцінні камені від їхніх скляних імітацій, оскільки останні легко піддаються дії напилка. Особливо корисно таке випробування у випадку алмаза, тому що він, будучи набагато твердіше будь-якого іншого дорогоцінного каменю, залишає на склі подряпину значно більш глибоку, чому це можна зробити рубіном або сапфіром

Випробування на твердість не можна рекомендувати для загального застосування, тому що існує очевидний ризик ушкодити камінь. Якщо камінь укладений в оправу, бажане його вийняти звідти й провести випробування на ободку каменю, оскільки подряпане місце можна в цьому випадку повністю закрити, знову вставивши камінь в оправу. Усе цятки треба стерти, щоб переконатися, що вони не пов`язані із влученням порошку абразиву, тому що, якщо дві речовини мають приблизно однакову твердість, часто виникає плутанина. Якщо по тій або іншій причині потрібно визначити твердість гранованого каменю, краще спробувати подряпати кутом цього каменю яку-небудь пластинку, а не дряпати камінь вістрям, оскільки в першому випадку небезпека ушкодити камінь менш імовірна. Для зручності випробування мінералів на твердість застосовують так звані еталонні вістря, у яких шматочки матеріалу з відомою твердістю вставлені в невеликі власники; за зазначеними вже причинами застосовувати їх для гранованих каменів надзвичайно небажане, а якщо це неминуче, те треба проявляти найбільшу обережність

Твердість дорогоцінних каменів наведена в таблиці в частині IV.

Зв`язок між атомами, що входять у деякі кристалічні структури, така, що в певних напрямках зчеплення виявляється дуже слабким, тоді як в усі інших — значним; іншими словами, навіть дуже тверді мінерали можуть легко розколюватися по площинах спайності. І дійсно

ця властивість характерна для багатьох мінералів, що сильно різняться по твердості. Слюда, яка являє собою дуже м`який мінерал (її твердість близько 2), легко розщеплюється на пластинки тонше аркуша паперу. Алмаз, самий твердий з мінералів, може розколюватися в чотирьох напрямках паралельно граням правильного октаєдра; ця властивість використовується в ювелірній справі для додання каменю потрібної форми перед огранюванням, у результаті чого заощаджується багато праці. Надзвичайно характерна властивість топазу — це та легкість, з якої він розколюється під прямим кутом до вертикальної кристалографічної осі. Плагіоклаз має два напрямки спайності, розташовані майже під прямим кутом друг до друга, а сподумен легко розколюється у двох напрямках, кут між якими становить близько 87°. Як ми вже відзначали вище, завдяки явищу полісинтетичного двойникования кристали деяких дорогоцінних каменів (добре відомий приклад — корунд) мають площини окремості. Ця властивість відрізняється від спайності тим, що розкол можливий тільки по площинах, що розділяють сдвойникованние пластинки

У частині IV наведений список дорогоцінних каменів, що характеризуються наявністю площин спайності або окремості

Слід пам`ятати, що всі камені більш-менш тендітні й розколюються при досить сильному ударі; але неправильну поверхню зламу, що має звичайно раковистий вигляд, не можна поплутати з добре вираженою поверхнею розколу по спайності. Спайність у всіх згадані тут видах каменів виявляється з різною легкістю. Щоб розколоти алмаз, потрібні значні зусилля, про що, по суті, можна судити по тому, що за давніх часів надійним випробуванням для виділення самого твердого з дорогоцінних каменів уважалося його опір удару молотка. З іншого боку, топаз розколюється так легко, що, якщо постукати їм по твердому предмету, у камені починають виникати «пір`я» тріщин, що зароджуються. Кунцит — прекрасний бузковий різновид сподумену — так легко розколюється по спайності, що при його огранюванні треба проявляти обережність. Євклаз також ставиться до тем дорогоцінним каменям,, огранювання яких дуже утруднена сильним розвитком спайності

. -