ESCALA DE DUREZA DE MOHS

Vamos a estudiar la escala de dureza de Mohs, muy importante para conocer la dureza de los materiales. Pero primero hablemos un poco sobre la dureza.

¿Qué es la Dureza?

Dureza es la resistencia que opone un material a dejarse rayar por otro. Para medir la dureza de un material se utiliza la escala de Mohs, escala de 1 a 10, correspondiendo la dureza 10 al material más duro, que según esta escala es el diamante.



Otra definición más técnica sería: La capacidad de un material para resistir la deformación plástica, por lo general por indotación. El término también puede referirse a la resistencia a el rascado, a la abrasión, al corte y/o ala penetración.

* Indotación: Presionar sobre un material con otro material para dejarle marca (dejar una huella sobre un material por otro diferente)

La dureza es la propiedad de un metal que le da la capacidad de resistir deformarse permanentemente cuando se aplica una carga. Por lo tanto, la dureza es importante desde el punto de vista de la ingeniería, porque la resistencia al desgaste ya sea por fricción o la erosión por diversos elementos generalmente aumenta con la dureza. Cuanto mayor sea la dureza del metal, mayor será la resistencia que tiene a la deformación.

Mediciones de dureza importantes son:

- Dureza al rayado: Esta mide qué tan resistente es una muestra a la fractura o deformación plástica permanente debido a la fricción entre un objeto afilado. La escala de Mohs es la que se suele utilizar para medirla.

- Dureza de penetración: Esta mide la resistencia de una muestra a la deformación del material debido a una carga de compresión constante de un objeto afilado. Escalas de dureza de indotación son Rockwell, Vickers, Brinell y Shore.

- Dureza por rebote: Esto mide la altura del "rebote" de un martillo con punta de diamante cuando se deja caer desde una altura fija sobre un material. La prueba de dureza Leeb y la escala de dureza Bennett se utilizan para medir la dureza al rebote.

Dentro de cada una de estas clases de medida existen escalas de medición individuales. Nosotros vamos a estudiar aquí la Escala de Mohs.

Escala de Mohs

La escala de dureza de Mohs es una de las formas más antiguas de la medición de la dureza que fue ideada por el mineralogista alemán Friedrich Mohs en 1812. El ensayo de dureza de Mohs implica observar si una superficie de un material puede ser rayada por otra sustancia o material conocido con una dureza ya definida.

Es una de las pruebas más importantes para la identificación de muestras de minerales.

Esta prueba compara la resistencia de un mineral a ser rayado por diez minerales de referencia conocidos como la escala de dureza de Mohs, por eso se dice que es una prueba relativa. Veamos los minerales de referencia de la escala de Mohs en la siguiente imagen.



Un kit de laboratorio para durezas Mohs contiene: (1) talco; (2) de yeso; (3) calcita; (4) la fluorita; (5) apatita; (6) ortoclasa; (7) de cuarzo; (8) topacio; y (9) corindón. Normalmente no se incluye el diamante en los kits por tener un gran coste. El resto de minerales del Kit son baratos y fáciles de conseguir.

Medición de la Dureza

Partiendo de que la "Dureza" es la resistencia de un material a ser rayado. La prueba se lleva a cabo mediante la colocación de una punta de un material de los 10 anteriores (le llamaremos A) sobre una superficie sin marcas de otro material y el intento de producir un rasguño sobre él (le llamaremos material B). Aquí están las cuatro situaciones que es posible que observar al comparar la dureza de dos muestras:

- Intentamos rayar el material B con el material A. Si no sabemos nada sobre la dureza del B empezaremos por el más blando (menos duro) el Talco.

- Si el material A (talco) no raya al material B, entonces B es más duro que el material conocido A.

- Ponemos como material A otro más duro, por ejemplo yeso.

- Si el material A (Yeso) no raya al material B, entonces B es más duro que el material conocido A.

Así sucesivamente hasta que el material A raye al material B.

La dureza de la muestra será entre el material más duro que no la rayo y el que lo rayo.

Un ejemplo. Tenemos una muestra B que no le raya la Apatita, pero si que le raya la Ortoclasas. La muestra tiene una dureza entre 5 y 6 según la escala de Mohs. Así de sencillo.

- Si las dos muestras son iguales en dureza entonces no se rayará ninguno. Hay que tener cuidado porque pueden producirse pequeños arañazos y podría ser difícil determinar si son iguales o no.

La prueba es muy sencilla de hacer ya que se puede hacer simplemente apretando y arrastrando la muestra conocida contra la desconocida con las manos.



Si la dureza de la muestra desconocida es aproximadamente 5 o menos, deberías ser capaz de producir un rasguño sin mucho esfuerzo. Sin embargo, si la muestra desconocida tiene una dureza de aproximadamente 6 o superior, entonces la producción de un rasguño requerirá un poco más de fuerza y habilidad.

Algunas personas utilizan otros materiales cuya dureza es conocida para hacer la prueba sin mucha precisión. Por ejemplo las uñas tienen una dureza más o menos de 2 a 2,5. Una moneda de cobre tiene una dureza de 3, un cuchillo 5,5 y un vaso de vidrio 6,6.

A día de hoy el diamante no es la sustancia más dura conocida, pero los materiales que son más duros son mucho más raros. Los investigadores han encontrado que el nitruro de boro, la lonsdaleíta e incluso el grafeno pueden ser más duro que el diamante.

Es poco probable que se encuentra un mineral que es más blando que el talco. Sin embargo, algunos metales pueden ser más blandos como por ejemplo el cesio, el rubidio, el litio, el sodio, y el potasio, pero es muy poco probable que se tenga que calcular su dureza.

Otra cosa importante sobre la escala de dureza de Mohs es que no es lineal. Por ejemplo, la progresión desde la calcita a la fluorita (de 3 a 4 en la escala de Mohs) refleja un incremento en dureza de aproximadamente del 25 por ciento; pero la progresión del corindón al diamante (9 a 10 en la escala de Mohs), refleja un aumento de la dureza de más del 300 por ciento. Puedes verlo en la curva de la siguiente imagen:



La prueba de dureza desarrollado por Friedrich Mohs fue la primera prueba conocida para evaluar la resistencia de un material al rayado. Es una prueba comparativa muy simple pero inexacta. Tal vez su simplicidad ha permitido convertirse en la prueba de dureza que más se utiliza.

Como la escala de Mohs fue desarrollado en 1812, desde ese año hasta ahora, se han inventado muchos ensayos de dureza diferentes con el fin de mejorar los resultados. Estos incluyen pruebas de Brinell, Knoop, Rockwell, Vickers y Shore. Para cada una de estas pruebas se utiliza un pequeño "penetrador" que se aplica al material que se prueba con una cantidad cuidadosamente medida de fuerza. A continuación, el tamaño o la profundidad de la marca y la cantidad de fuerza que se utiliza en el ensayo nos permite calcular el valor de la dureza del material.

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