Mohssche Härteskala
Die verschiedenen Materialien haben unterschiedliche Härten. Ein physikalischer Parameter, der dabei augenscheinlich eine wesentliche Rolle spielen könnte, könnte die Dichte sein, denn jedem fällt sofort ein, dass Stahl viel härter ist als ein Wattebausch. Aber gar so einfach sind die Zusammenhänge nicht, denn die Härte eines Materials ergibt sich im Wesentlichen aus den Bindungskräften innerhalb des Kristallverbandes. Die Härte ist also eine Folge der komplizierten Atom- und Molekülphysik.
Der Weg zur Mohsschen Härteskala
Fragen um die Härte haben sich vor allem in der Geologie aufgetan, da die Gesteine sehr unterschiedliche Eigenschaften aufweisen und dort, wo Erze abgebaut oder Bohrungen abgeteuft werden sollten, war die Härte der Gesteine stets ein ganz beachtlicher Kostenfaktor.
So haben sich im Laufe der Zeit recht unterschiedliche Verfahren zur Prüfung der Härte entwickelt. Besonders gebräuchlich und auch international anerkannt ist eine Härteskala, die der Mineraloge Friedrich Mohs (1773 - 1839) entwickelt hat. Dahinter verbirgt sich die Erkenntnis, dass ein etwas weicheres Material mit einem härteren Material "angeritzt" werden kann, was umgekehrt nicht funktioniert. Auf diese Weise ergibt sich eine Art "Härte-Hierarchie" der verschiedenen Materialien oder eben Gesteine.
Friedrich Mohs konzentrierte sich seinerzeit auf zehn Mineralien, die er gemäß ihrer Ritzhärte bewertete beziehungsweise in eine Skala einordnete. Dem ihm damals bekannten weichsten Mineral, den Talk, ordnete er die Härte 1 zu und das ultimativ härteste Mineral, dem Diamanten, gab er die Härte 10. Auf diese Weise ergab sich eine relative Härteskala, auf deren Basis lediglich verschiedene Materialien miteinander "verglichen" wurden.
Absolute Härteskalen
Es dauerte nicht lange, da interessierte man sich auch für die absoluten, genau quantifizierbaren Härten der Stoffe, für die eine absolute Maßeinheit erst einmal entwickelt werden musste. So entstand zum Beispiel die Skala von Rosiwal, die als Messgröße einen Schleifaufwand definierte und daher bestimmte "Schleifhärten" ausweist.
Den Namen Vickers verbinden viele gewiss mit Flugzeugbau. Er hatte verstanden, dass man eine bestimmte Kraft beziehungsweise einen bestimmten Druck in Kilopond* pro Quadratmillimeter erzeugen muss, um in Materialien eine bestimmte Eindrücktiefe zu bewirken. So quantifizierte Vickers die Härte von Materialien.
Bei Edelsteinen gilt aber weltweit immer die Mohshärte, wenn nicht gerade explizit auf eine andere Härtedefinition Bezug genommen wird.
Härteskala nach Friedrich Mohs - Tabelle
| Mineral |
rel. Härte nach Mohs |
Ritzprobe |
abs. Härte nach Rosiwal |
nach Vickers kp/mm2 |
| Talk |
1 |
mit Fingernagel ritzbar |
0,03 |
2,4 |
| Gips |
2 |
mit Fingernagel rizbar |
1,25 |
36 |
| Calzit (Kalkspat) |
3 |
mit Kupfermünze rizbar |
4,5 |
109 |
| Fluorit (Flussspat) |
4 |
mit Messer leicht ritzbar |
5,0 |
189 |
| Apatit |
5 |
mit Messer noch ritzbar |
6,5 |
536 |
| Orthoklas (Feldspat) |
6 |
mit Stahlfeile ritzbar |
37 |
795 |
| Quarz |
7 |
ritzt Fensterglas |
120 |
1.120 |
| Topas |
8 |
ritzt Quarz |
175 |
1.427 |
| Korund |
9 |
ritzt Topas |
1.000 |
2.060 |
| Diamant |
10 |
ritzt Korund |
14.0000 |
10.060 |
* Das Kilopond ist die Gewichtskraft, mit der eine Masse mit einem Kilogramm auf die Unterlage drückt.
Es gilt: 1 kp = 1 kg * 9,81 m/s2 = 9,81 N
Artikel wurde am 29.03.2020 veröffentlicht.