Твердость - одна из главных констант рудного минерала. Твердостью рудного минерала называется способность его полированной поверхности ока-зывать сопротивление при царапании, шлифовании и микровдавливании. Мине-ралам свойственна различная твердость в зависимости от кристаллографических направлений. Применяются два метода определения твердости минералов: каче-ственный и количественный.
Качественное определение твердости минерала методом царапания. В минераграфической практике широко применяется определение твердости рудных минералов методом царапания стальной и медной иглами. Твер-дость (по шкале Мооса) стальной иглы (швейной) равна 5, а медной 3.
Конец иглы вводят в поле зрения при объективе 4,7х; 9х и опускают до соприкосновения с полированной поверхностью минерала. Установив иглу под углом к поверхности минерала, проводят ею по направлению к руке. Следует рукой устойчиво опереться о столик микроскопа. Если у минерала твердость ниже иглы, тогда на полированной поверхности образуется царапина. Боль-шинство рудных минералов хрупки и дают порошок при царапании иглой. У некоторых минералов по сторонам вдоль царапины появляется стружка. Ес-ли минерал ковкий и вязкий, то игла оставляет желобок.
В определительных таблицах минералы по шкале Мооса в соответ-ствии с твердостью царапания подразделяются на три группы: 1) низкой твер-дости до 3, царапаются медной иглой; 2) средней твердости от 3 до 5 цара-паются стальной иглой, но не царапаются медной; 3) высокой твердости выше 5 царапаются с трудом или не царапаются совсем стальной иглой.
При проведении испытаний твердости методом царапания необходимо помнить о том, что твердость анизотропных минералов (антимонита, вольф-рамита и др.) изменяется в зависимости от ориентировки их зерен, а изотроп-ных - в зависимости от кристаллической структуры: у скрытокристаллических разностей минералов твердость ниже, чем у полнокристаллических. Например, колломорфный мельниковит-пирит и кристаллический пирит будут отличаться по твердости.
Качественное определение твердости по относительному рельефу или по шлифованию. При изготовлении полированного шлифа рудообразующие минералы имеют различное сопротивление истиранию. В результате этого при шлифовке и полировке твердые минералы стачиваются медленнее, чем мягкие, поэтому во всех полированных шлифах более твердые минералы слегка воз-вышаются над окружающими их мягкими минералами. При этом твердый ми-нерал имеет положительный рельеф, а мягкий – отрицательный.
Относительную твердость минералов по рельефу определяют, применяя правило световой полоски, которая видна даже в хорошо полированных шли-фах. Для этого устанавливают в поле зрения микроскопа границу срастания испытуемого минерала и минерала с известной твердостью, частично прикры-вают апертурную диафрагму и медленно поднимают тубус микроскопа. При подъеме тубуса световая полоска будет двигаться в сторону мягкого мине-рала, при опускании - полоска передвигается в сторону твердого минерала. Световую полоску можно наблюдать с объективами средних увеличений 9х; если при этом увеличении световой полоски не заметно, то нужно исполь-зовать объектив более сильный - 40х.
Правило световой полоски следует использовать при сравнении рель-ефа минералов близкой твердости, а также при определении твердости мине-ралов, представленных в виде мелких включений в другом минерале, твер-дость которого известна.
Количественное измерение твердости методом микровдавливания.
Твердость или микротвердость полированной поверхности минерала может быть измерена под микроскопом путем вдавливания алмазного наконечника (индентора) при определенных нагрузках. Микротвердость является одной из главных констант для диагностики минерала. Измеряют минимальные, максимальные величины микротвердости и вычисляют средние.
Форма и качество фигуры вдавливания также отличаются. Для большинства рудообразующих минералов микротвердость и твердость по рельефу, как правило, совпадают, но наблюдаются исключения, когда мик-ротвердость минерала ниже, чем твердость по рельефу (молибденит и халь-копирит, сфалерит и теннантит и др.). Это объясняется характером кри-сталлической структуры минерала, от которой зависят спайность, хруп-кость, ковкость, вязкость, а также химический состав минерала. Для измере-ния микротвердости минералов применяются различные модели микротвер-дометров. Наиболее широко используется микротвердометр ПМТ-3 фирмы ЛОМО.
В приборе ПМТ-3 используется четырехгранная алмазная пирамида с углом 136°, поэтому правильный отпечаток выглядит как квадрат. Микро-твердометры могут применяться для изучения зерен размером до 1μ в диа-метре. За рубежом для измерения микротвердости применяются различные инструменты и типы индекторов], наиболее типичны из которых индектор Виккерса (пирамида с квадратным основанием) и Кнупа (удлиненная пи-рамида).
В каждом микротвердометре при испытании микротвердости минерала алмазная пирамида под нагрузкой свободно погружается в зерно минерала и выдерживается в течение некоторого времени. В микротвердометре ПМТ-3 нагрузка колеблется от 10 до 300 г. Отпечаток пирамиды измеряют, и по ве-личине диагонали вычисляют микротвердость при данной нагрузке. Вели-чины твердости вдавливания выражаются отношением нагрузки к площади поверхности отпечатка.
Достарыңызбен бөлісу: |
