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Über die Mohs-Härtescala und die Widerstandfähigkeit von Mineralien und Edelsteinen

Mohs-Härte, grobes Maß für die Widerstandsfähigkeit einer glatten Oberfläche gegenüber Kratzern oder Abrieb, ausgedrückt anhand einer Skala, die von dem deutschen Mineralogen Friedrich Mohs im Jahr entwickelt wurde. Diese Härte-Scala wird auch heute immer noch verwendet. Die Methode des Härtevergleichs wurde jedoch bereits 300 v. Chr. von Theophrastus in seinem Traktat über Steine erwähnt.

Die Mohs-Härte eines Minerals wird bestimmt, indem man beobachtet, ob seine Oberfläche von einer Substanz mit bekannter oder definierter Härte zerkratzt wird. Friedrich Mohs wählte zehn Standardminerale aus und ordnete sie in der Reihenfolge ihrer zunehmenden Härte an. Talkum ist das weichste und Diamant ist das härteste. Jedes Mineral kann nur die Mineralien zerkratzen, die auf der Skala unter ihm liegen.

Der Mohs-Test zwar eine große Erleichterung bei der Identifizierung von Mineralien vor Ort, eignet sich aber nicht für die genaue Bestimmung der Härte von Industriewerkstoffen wie Stahl oder Keramik. Die Mohs-Härteskala wird als praktisches Hilfsmittel zur Identifizierung von Mineralien verwendet. Die Härte eines Minerals ist ein Maß für seine relative Kratzfestigkeit, die durch Kratzen des Minerals gegen eine andere Substanz mit bekannter Härte auf der Mohs-Härteskala gemessen wird.

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Welches sind die 10 Mohs-Härteskalen?

Es gibt zehn Mineralien auf der Mohsschen Härteskala zu finden sind: Talk, Gips, Calcit, Fluorit, Apatit, Feldspat, Quarz, Topas, Korund und als letztes und härtestes Mineral der Diamant. Da die Mohs-Skala schon vor langer Zeit erstellt wurde, ist sie nicht ganz korrekt - zum Beispiel sind heute mehrere Mineralien bekannt, die härter sind als der Diamant.

Weitere Härteprüfungsverfahren

Die Härte von Mineralien kann auf einer Reihe von Skalen gemessen werden, darunter die Mohs-Härteprüfung, die Knoop-Härteprüfung und die Vickers-Härteprüfung. Die Mohs-Härteskala, die erstmals im Jahr 1812 beschrieben wurde, misst die Widerstandsfähigkeit gegen Eindrücken, d. h. sie gibt an, welches Material ein anderes ritzt. Diese Skala, die natürlichen Mineralien Zahlen zuordnet, hat sich weitgehend durchgesetzt und wird von Mineralogen verwendet. Bei der Knoop- und der Vickers-Härteprüfung werden pyramidenförmige Diamanten verwendet, die in ein bestimmtes Prüfmaterial eindringen und den Eindruck, den die Diamanten hinterlassen, messen. Die Vickers-Prüfung wurde in erster Linie für Metalle entwickelt. Mit der Knoop-Prüfung kann jedoch auch die Härte von extrem spröden Materialien wie Glas und sogar Diamanten gemessen werden, ohne dass der Eindringkörper oder das Prüfstück beschädigt werden.

Die Härte von Diamanten

Diamanten sind dafür bekannt, dass sie zu den härtesten Stoffen der Erde gehören. Ein Diamant ist so hart, dass er auf der Mohs-Skala den Härtegrad 10 erreicht - die höchste Stufe der Härte. Die Kratzfestigkeit von Diamanten wird auf der Mohs-Härteskala mit 10 angegeben; Korund, das nächsthärtere Mineral, wird mit 9 bewertet. Tatsächlich ist Diamant sehr viel härter als Korund; wäre die Mohs-Skala linear, läge der Wert von Diamant bei 42. Die Härte eines Diamanten variiert erheblich in verschiedene Richtungen, was dazu führt, dass sich einige Flächen leichter schneiden und polieren lassen als andere. Die Härte eines Steins gibt an, wie kratzfest der Stein ist oder wie die Oberfläche des Edelsteins auf den Kontakt mit einer scharfen Spitze reagiert. Sie unterscheidet sich von der Zähigkeit eines Edelsteins, die dadurch definiert ist, wie gut ein Edelstein einen Aufprall übersteht oder wie gut er bricht, absplittert oder reißt.
Bei der Betrachtung der Mohs-Skala ist es wichtig, daran zu denken, dass der Härteunterschied zwischen den Mineralien bzw. die Härtezahlen nicht wirklich gleich sind, auch wenn die Mineralien gleichmäßig verteilt zu sein scheinen. Der Diamant ist nur eine Zahl vom Korund entfernt (zu dem Rubine und Saphire gehören), aber er ist um ein Vielfaches härter als die Edelsteine der Korundfamilie. Anhand der Mohs-Skala lässt sich feststellen, wie widerstandsfähig ein Edelstein ist. Je widerstandsfähiger ein Edelstein ist, desto besser eignet er sich für häufig getragene Schmuckstücke.

Edelsteinhärte = Widerstandsfähigkeit gegen Kratzer und Abrieb

Die Härte eines Edelsteins ist ein guter Indikator dafür, wie gut er Kratzern und Abnutzungen widersteht. Die Mohs-Skala ist keine lineare Skala. Stattdessen werden Edelsteine auf einer relativen Skala nach ihrer Kratzhärte eingestuft. So hat Korund (Rubin oder Saphir) zwar den Wert 9, ein Diamant mit 10 ist jedoch um ein Vielfaches härter. Nur ein Diamant kann einen Diamanten zerkratzen. Korund kann sich selbst zerkratzen, Topas (8), Quarz (7) und alles, was weicher ist. Topas kann sich selbst zerkratzen, Quarz (7) und alles, was tiefer auf der Skala liegt. TIPP: Sie sollten einen Diamanten nicht neben einem Topas oder einem anderen Edelstein in Ihrem Schmuckkästchen aufbewahren, da der Diamant diesen zerkratzen könnte. Außerdem sollten Sie weichere Edelsteine, die auf der Mohs'schen Härteskala niedrig eingestuft sind, eher zu besonderen Anlässen als im Alltag tragen.

Edelsteinzähigkeit = Widerstandsfähigkeit gegen Bruch und Absplitterung

Die Art und Weise, wie die Atome eines Edelsteins miteinander verbunden sind, und die Stärke dieser Bindungen bestimmen die Zähigkeit eines Edelsteins, d. h. die Widerstandsfähigkeit eines Edelsteins gegen Bruch und Absplitterung. Die in der wissenschaftlichen Literatur verwendete Zähigkeitsskala wird als Bruchzähigkeitsskala bezeichnet. Die Zähigkeitsskala misst den Aufwand, der erforderlich ist, um zwei Oberflächen eines Kristalls entlang einer bestimmten kristallografischen Ebene zu trennen. Die Werte reichen von 225.000 für Nephrit und 120.000 für Jadeit, die als sehr zähe Edelsteine gelten, bis zu 600 für Korund, der nicht so zäh ist. Die Werte für Diamanten reichen im Allgemeinen von 5.000 entlang der Spaltungsebenen des Steins bis zu über 8.000. Auch wenn Diamanten als zäh gelten, können sie in bestimmten Richtungen leichter brechen, und ein harter Schlag kann den Edelstein spalten oder zerbrechen. Diamanten mit extrem dünnen Rundungen und Diamanten mit freiliegenden Spitzen, wie sie bei Birnen und Marquisen vorkommen, sind anfällig für Brüche oder Absplitterungen.

Extreme Temperaturschwankungen bei Diamanten

Diamanten sind sehr stabil, aber plötzliche und extreme Temperaturschwankungen können zu Rissen und Spaltungen führen oder bestehende Risse vergrößern. Der Begriff Thermoschock beschreibt diesen Vorgang, der durch einen plötzlichen Wechsel von sehr warmen zu sehr kalten Temperaturen entsteht. Dieser plötzliche Temperaturwechsel kann Edelsteine wie Apatit, Iolith, Kunzit, Opal und Tansanit beschädigen.

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