Bằng cách nào có thể so sánh độ cứng của 2 loại khoáng vật khác nhau mà không cần tác động mạnh lên chúng? Chính là nhờ thang đo Mohs! Vậy liệu thang đo Mohs này có ứng dụng cho đồng hồ được không, hãy cùng tìm hiểu nhé!
Thang đo Mohs là gì?
Thang đo Mohs (hay còn gọi là thang đo độ cứng Mohs) dùng để đo lường và xác định độ cứng của những loại khoáng vật khác nhau. Độ cứng của vật liệu được đo bằng cách tìm hai loại vật liệu mà nó có thể làm trầy và bị làm trầy.
Ví dụ: Một khoáng vật vừa được khai thác có thể bị apatit (có độ cứng là 5) làm trầy xước, nhưng không bị đá Fluorit (có độ cứng là 4) làm trầy, thì quy ước độ cứng của khoáng vật đó là 4,5.
Thang độ cứng Mohs được nhà khoáng vật học người Đức Friedrich Mohs đưa ra vào năm 1812. Ông là nhà địa chất học và khoáng vật học có kinh nghiệm chuyên môn trong nhận dạng khoáng chất dựa trên các chi tiết vật lý.
Trong quá trình nghiên cứu và giảng dạy với vai trò là giáo sư đại học, ông đã đưa ra cách nhận dạng độ cứng của vật liệu dựa trên các tính chất vật lý của chúng. Cho đến hiện tại, phát minh và nghiên cứu của ông vẫn được ứng dụng rộng rãi và phổ biến.
10 cấp độ của thang đo Mohs mới nhất
Ban đầu khi nghiên cứu về thang đo Mohs chính thức được công bố, có 10 cấp độ tương đương với 10 loại khoáng vật. Trong đó mềm nhất là khoáng vật Tan (độ cứng là 1) và cứng nhất là kim cương (độ cứng là 10).
Dưới đây là thống kê chính xác về bảng thang đo độ cứng Mohs ban đầu
| Xếp hạng độ cứng theo thang Mohs | Tên khoáng vật | Đặc tính vật lý |
| 1 | Talc | Tương đối mềm, có thể làm trầy bằng móng tay |
| 2 | Thạch cao | Cũng có thể bị xước nếu quẹt mạnh phải móng tay |
| 3 | Canxit | Có thể bị làm trầy bởi đồng xu |
| 4 | Đá huỳnh quang | Bị làm xước bởi ốc vít, đinh tán |
| 5 | Apatit | Bị làm xước bởi ốc vít, đinh tán |
| 6 | Feldspar | Có khả năng bị xước bởi sắt, thép |
| 7 | Thạch anh | Có thể làm xước cửa kính cửa sổ |
| 8 | Topaz | Có thể làm xước kính cường lực |
| 9 | Corundum | Có khả năng làm trầy đá topaz, nhưng bị kim cương làm trầy |
| 10 | Kim cương | Cứng nhất cho đến hiện nay, không bị khoáng vật nào làm trầy được. Ngoại trừ chính nó. |
Thang đo Mohs cũng mang chỉ số độ cứng tương đối chứ không tuyệt đối. Điều đó có nghĩa là độ cứng thực sự chênh lệch giữa hai khoáng vật liền kề nhau trong bảng có thể lớn hơn nhiều.
Thang đo này còn nhiều hạn chế trong thực tiễn bởi khoáng vật tự nhiên có nhiều tính chất vật lý khác nhau, tuy nhiên đây vẫn là phát minh vĩ đại trong ngành khoáng vật học vì dễ hiểu, dễ ứng dụng trong thực tiễn và tiết kiệm rất nhiều thời gian và chi phí.
Ứng dụng của thang đo Mohs trong chế tác đồng hồ
1. Lựa chọn bề mặt kính đồng hồ
Sapphire Crystal
Mặt kính sapphire là một trong những loại mặt kính cao cấp nhất đến thời điểm hiện tại. Nó có độ cứng khoảng 9 trên thang đo Mohs, chỉ đứng sau kim cương (độ cứng là 10).
Mineral Crystal
Kính khoáng (Mineral Crystal) có độ cứng khoảng 6 -7 trên thang đo Mohs, dễ trầy xước hơn so với kính sapphire nhưng lại bền hơn kính acrylic. Đây là một lựa chọn lý tưởng cho phân khúc đồng hồ giá tầm trung và cận cao cấp.
Plexiglass
Loại kính này chỉ có độ cứng rơi vào mức 3-4 trên thang đo Mohs nên rất dễ bị trầy xước và chịu lực khá tốt, dễ đánh bóng.
2. Lựa chọn vật liệu vỏ và dây đồng hồ
Bên cạnh yếu tố mặt kính và hệ thống bộ máy bên trong, vỏ và dây đóng góp rất lớn trong độ bền của một chiếc đồng hồ. Tùy thuộc vào mục đích và chức năng của chiếc đồng hồ mà lựa chọn vật liệu phù hợp.
Đối với một vài dòng đồng hồ chuyên dụng yêu cầu độ bền và chống chịu tốt như đồng hồ phi công, đồng hồ lặn, đồng hồ thể thao thì thang đo Mohs rất quan trọng. Dùng để đánh giá độ cứng và lựa chọn chất liệu tốt nhất.
Những mẫu đồng hồ này yêu cầu vỏ và chất liệu dây phải siêu cứng và siêu bền, có thể chịu được môi trường áp suất cao, khắc nghiệt và va đập cực mạnh. Ngoài ra chất liệu phải chống được các chất ăn mòn như axit sunfuric, nước biển,…
Thông thường các chất liệu được yêu thích cho dòng đồng hồ này là thép không gỉ (độ cứng là 5), thép tôi, titanium (độ cứng 6), gốm ceramic… có độ cứng là 8-9 trên thang đo Mohs. Riêng kim cương sẽ ít được sử dụng vì không quá cần thiết.
Đồng hồ văn phòng, học sinh
Các dòng đồng hồ thông dụng hằng ngày thì chỉ cần vật liệu có độ cứng vừa, chống lại được các trầy xước thông thường do va quẹt phải. Thép không gỉ (5-6 Mohs) là lựa chọn phổ biến nhất.
Ứng dụng của thang đo Mohs mà ít ai biết
1. Kiểm định độ chịu trầy xước, mài mòn của kim hoàn đá quý
Cách thức kiểm định như sau: Dùng bộ dụng cụ chuyên dụng có 10 đầu nhọn, tương ứng với 10 kim loại trong thang đo. Sau đó cho lần lượt từng mũi đo chà sát lên bề mặt vật, đến khi xuất hiện vết trầy thì dừng lại.
Tại bước này, chúng ta xác định được độ cứng của vật thể dựa trên độ cứng của mũi đo làm trầy. Tuy nhiên cách này không khuyến khích được sử dụng vì có thể gây phá hủy mẫu, điều rất hạn chế trong ngành chế tác trang sức đá quý.
2. Khai thác khoáng vật mới và dự đoán độ cứng của chúng
Tương tự như ngành chế tác kim hoàn đá quý, thang đo độ cứng Mohs cũng được ứng dụng cho ngành khai thác khoáng vật nhằm xác minh được độ cứng của chúng, đóng góp và bổ sung vào bộ môn khoáng vật học.
Ngoài ra xác định được tên và độ cứng của loại khoáng vật còn giúp tìm ra các công cụ và máy móc chế tác phù hợp nhất.
3. Giáo dục và nghiên cứu giảng dạy ngành khoáng vật học
Ngoài ra, thang đo độ cứng Mohs còn được xem là công cụ quan trọng cho các sinh viên và nghiên cứu sinh trong lĩnh vực khoáng vật và địa chất học.
Thang được dùng trong thực hành phân tích các mẫu khoáng vật nhằm so sánh, phân loại và đưa ra đặc tính vật lý của mẫu thực hành. Hiểu được tính chất vật lý của khoáng vật có thể giúp phát triển nguyên liệu mới, bền và cứng hơn.
Ngoài ra thang đo Mohs còn hỗ trợ nghiên cứu về điều kiện hình thành khoáng vật bởi độ cứng của khoáng vật có thể phản ánh điều kiện áp suất và nhiệt độ trong lòng đất, giúp các nhà khoa học hiểu sâu hơn về lịch sử hình thành địa chất.
Đây còn là tiền đề cơ sở cho nhiều nghiên cứu và thí nghiệm quan trọng, mang tính lý thuyết nền tảng và là cột mốc đánh dấu một bước tiến mới cho ngành khoáng vật học của nhân loại.
Xem thêm các vật liệu phổ biến trên đồng hồ:
BÀI VIẾT LIÊN QUAN
Dạ quang Tritium là gì? Thông tin và ứng dụng trên đồng hồ
Super-LumiNova là gì? 9 sự thật khiến giới mộ điệu mê mẩn
Mạ DLC là gì? Đồng hồ mạ DLC cứng tương đương kim cương
Kính Nhựa (kính Acrylic là gì? Ưu và nhược điểm ứng dụng trên đồng hồ
Vật liệu Silicon trên đồng hồ là gì? Kỷ nguyên mới ngành đồng hồ
Ứng dụng gốm Ceramic ZrO2 trong sản xuất đồng hồ Titoni Impetus
Đồng hồ Hand winding là gì? Điểm khác biệt với Automatic
Power reserve là gì? Ưu điểm và 4 cách hiển thị trên đồng hồ cơ
THẢO LUẬN