Échelle de Mohs
L'échelle de dureté de Mohs fut découverte en 1812 par le minéralogiste allemand Friedrich Mohs pour mesurer la dureté des minéraux.
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- L'échelle de dureté de Mohs et la dureté entre les différents minéraux.... Dureté, Minéral. 1, Talc, friable sous l'ongle. 2, Gypse, rayable avec l'ongle... (source : descours1893)
- Minéral rayable par l'ongle. 3, Minéral rayable par un cent... Sur une échelle de 1 à 10 (l'échelle de Mohs), on estime la dureté d'une pierre précieuse... (source : biblio.alloprof.qc)
- Échelle de Mohs. L'échelle de Mohs classe dix minéraux dans l'ordre de dureté croissante du talc au diamant. La dureté est une grandeur anisotrope, variant... (source : utc)
L'échelle de dureté de Mohs fut découverte en 1812 par le minéralogiste allemand Friedrich Mohs pour mesurer la dureté des minéraux. Elle est basée sur dix minéraux aisément disponibles.
Comme c'est une échelle ordinale, on doit procéder par comparaison (capacité de l'un à rayer l'autre) avec deux autres minéraux dont on connaît déjà la dureté. Cette échelle n'est ni linéaire ni logarithmique.
Les dix minéraux de l'échelle de Mohs
| Dureté | Minéral | Composition chimique | Structure cristalline |
|---|---|---|---|
| 1 | Talc, friable sous l'ongle | Mg3Si4O10 (OH) 2 | monoclinique |
| 2 | Gypse, rayable avec l'ongle | CaSO4·2H2O | monoclinique |
| 3 | Calcite, rayable avec une pièce en cuivre | CaCO3 | rhomboédrique |
| 4 | Fluorine, rayable (facilement) avec un couteau | CaF2 | cubique |
| 5 | Apatite, rayable au couteau | Ca5 (PO4) 3 (OH-, Cl-, F-) | hexagonale |
| 6 | Orthose, rayable à la lime, par le sable | KAlSi3O8 | monoclinique |
| 7 | Quartz, raye une vitre | SiO2 | trigonal |
| 8 | Topaze, rayable par le carbure de tungstène | Al2SiO4 (OH-, F-) 2 | orthorhombique |
| 9 | Corindon, rayable au carbure de silicium | Al2O3 | rhomboédrique |
| 10 | Diamant, rayable avec un autre diamant | C | cubique |
Pour s'en souvenir facilement, voir la liste de mnémoniques
Quelques exemples
La moissanite assez récemment découverte est bien plus dure que le corindon mais bien moins que le diamant. Sa dureté se situerait à 9, 5.
L'ongle a une dureté de 2, 2 et raye par conséquent le gypse mais pas la calcite.
Certaines pierres ont une dureté variable selon la surface ou la direction où s'exerce la pression. Ils sont anisotropes. L'exemple le plus frappant est celui du disthène, qui a une dureté de 8 dans une direction et de 4 dans une autre.
De nouveaux matériaux, plus durs que le diamant et qui pourraient bien le remplacer dans de nombreuses activités industrielles sont en cours de développement : carbonitrure de bore cubique (c BC2N), des nitrures de carbone tridimensionnels (C3N4) ou encore les nanobaguettes de diamants agrégées (ADNR).
Échelles complémentaires
Il existe aussi une échelle comportant 15 classes, conçue pour remédier au manque de régularité de l'échelle de Mohs. Il existe plusieurs échelles de dureté expérimentales dont les degrés sont déterminés expérimentalement par indentation (au moyen d'un poinçon de diamant de forme déterminée). On pourra citer par exemple l'échelle de Knoop, l'échelle de Brinell, l'échelle de Rockwell, etc. qui sont appliquées suivant les matériaux étudiés. Il existe enfin des classifications absolues selon paramètres physiques précis (module de compressibilité ou module de cisaillement).
Dureté de quelques gemmes
| Pierre | Dureté | Pierre | Dureté |
|---|---|---|---|
| Graphène | |||
| Diamant | 10 | Corindon | 9 |
| Rubis | 9 | Saphir | 9 |
| Topaze | 8 | Aigue-marine | 7, 5 - 8 |
| Béryl | 7, 5 - 8 | Émeraude | 7, 5 - 8 |
| Tourmaline | 7 - 7, 5 | Améthyste | 7 |
| Citrine | 7 | Cristal de roche | 7 |
| Quartz | 7 | Grenat | 6, 5 - 7, 5 |
| Zircon | 6, 5 - 7, 5 | Kunzite | 6, 5 - 7 |
| Péridot | 6, 5 - 7 | Opale | 5, 5 - 6, 5 |
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