Твердость

Твердость. Наиболее распространенный (особенно в минералогии) прием, позволяющий сравнивать вещества по их твердости, состоит в следующем: заготовляют куски различных веществ, придав им такую форму, чтобы часть их поверхности была гладкой, а на другой части имелось заострение. Если заостренный конец тела А может сделать царапину на теле Б, и если в то же время тело Б своим острием может поцарапать тело А, то оба тела считаются одинаково твердыми. Если же тело А царапает Б, но Б не оставляет царапины на теле А, то А считается более твердым, чем Б. За основу для испытания твердости тел Мос принял скалу из следующих 10 образцовых веществ, твердость которых увеличивается в порядке их номеров (причем номер и служит цифровой характеристикой твердости):

Желая выразить цифрой твердость какого-нибудь иного вещества, чертят им сначала по тому члену шкалы, который кажется более твердым, чем оно (чтобы не портить без необходимости более мягкие номера), а затем постепенно переходят к номерам с меньшей твердостью; придя таким образом к номеру (скажем, 4-му), который уже царапается испытуемым телом, пробуют также чертить тело этим номером; если получится царапина, то и твердость тела равна 4; если же царапины не получится, то твердость испытуемого тела означается или символом 4—5, или цифрой 4 с некоторой дробью, определяемой (более или менее произвольно) по сравнению с другими веществами, твердость которых опять-таки заключается между 4 и 5. Мы видим, что такому способу определения твердость присущ не количественный, а лишь порядковый (следовательно, крайне относительный) характер. Многие исследователи старались придать цифровому определению твердость большую точность. Зебек построил с этой целью особый прибор, называемый склерометром. Здесь имеется вертикальное стальное или алмазное острие, которое придавливается грузом к испытуемому телу и при движении этого тела проводит по нем черту. Твердость  можно условиться измерять при этом разными способами, именно: 1) по величине наименьшего груза, которым нужно надавливать на острие для получения черты определенной резкости; 2) по величине силы, которую нужно приложить к испытуемому телу для того, чтобы передвинуть его при определенной нагрузке острия; 3) по ширине черты, прочерченной острием при постоянной нагрузке.

В технике определяют твердость металлов, вдавливая в полированную поверхность испытуемого материала стальное закаленное острие пирамидальной («нож Родмана») или иной формы; о сравнительной твердости двух материалов судят по величине следов, полученных при одинаковой давящей силе. По способу Бринелля, стальной шарик, диаметром в 1 см, вдавливается в поверхность испытуемого вещества с силой в 3 000 кг; твердость считается обратно пропорциональной площади получаемого круглого отпечатка.

Таким образом, твердость определяется как величина, характеризующая собой способность тела сопротивляться проникновению другого тела.  Своеобразный способ определения «абсолютной» твердости был предложен Герцом и практически разработан Ауэрбахом. Из испытуемого вещества приготовляется пластинка, и к ней придавливается чечевицеобразное тело сильнее и сильнее, пока на пластинке не получится первая трещина. Величина давления, приходящегося в этот момент на единицу поверхности в центре вдавления, и должна служить мерой «абсолютной твердости». Это определение применяется лишь к хрупким телам; для тел пластичных его приходится изменить. Сделанные Ауэрбахом определения абсолютной твердость веществ минералогической шкалы обнаружили любопытное свойство этой шкалы: абсолютная твердость каждого следующего номера приблизительно вдвое больше твердости предыдущего.

При повышении температуры твердость убывает.

А. Бачинский.