23. Прочностные характеристики минералов (спайность, хрупкость, излом, ковкость), их природа и методы определения.

Прочностные характеристики зависят от прочности кристаллической решетки.

Спайность – способность минералов (кристаллов и кристаллических зерен) раскалываться по определенным кристаллографическим направлениям с образованием ровных, гладких и, как следствие, блестящих поверхностей.

С учетом степени ровности и гладкости выделяют 5 групп минералов по спайности:

1. Весьма совершенная:

• Всегда возникают исключительно плоские и гладкие, сильно блестящие поверхности.

• У таких минералов слоистая структура.

2. Совершенная спайность

3. Средняя спайность

• Раскалывается, но плоскости спайности не очень блестящие.

4. Несовершенная спайность

5. Весьма несовершенная спайность:

• Никогда не раскалываются с образованием ровных и гладких поверхностей.

Спайность проходит параллельно тем плоским сеткам кристаллической решетки, силы взаимодействия химической связи между которыми минимальны.

Спайность:

1. Спайность по пинакоиду — одно направление спайности.

2. Спайность по ромбическим и тетрагональным призмам — два направление спайности.

3. Спайность по гексагональной или тригональной — три направление спайности.

4. Спайность по ромбоэдру или кубу дает три направления.

5. Спайность по октаэдру дает четыре направления.

6. Спайность по ромбододекаэдру имеет шесть направлений.

Хрупкость (твердость) – это способность минерала оказывать сопротивление внешнему механическому воздействию.

Твердость -работа, затраченная на преодоление этого сопротивления.

Твердость

относительная

абсолютная

Относительная твердость – твердость, которую определяют относительно шкалы Мооса.

1. Ноготь – 2,5

2. Оконное стекло – 5

3. Игла – 5-5,5

4. Нож – 5-6

Абсолютная твердость – микротвердость минералов, измеряемая изометрически.

Микротвердость – та нагрузка на 1 мм² минерала, которую он выдерживает, не растрескиваясь.

Метод Виккерса: вдавливаем тетраэдр в минерал. Плотность = нагрузка \ площадь поверхности отпечатка от тетраэдра.

Метод Бриннеля: вдавливается в минерал полусфера.

Характеристики кристаллической решетки, влияющие на твердость:

1. Типы химической связи

2. Размеры ионного радиуса (меньше радиус – больше твердость)

3. Координационное число (число больше – больше твердость)

4. Слоистая структуранизкая твердость (между слоями действуют Ван-дер-Ваальсовы силы)

5. Наличие воды (больше воды – меньше твердость)

Изменение агрегатного состоянияизменение твердости.

У тонкозернистых минералов происходит мнимое понижение твердости.

Излом – характер поверхности, возникающий при раскалывании минерала.

Классификация излома:

1. Ровный (сов./весьма сов.) спайность.

2. Ступенчатый (два и более направления сов. спайности)

3. Неровный (с несов. спайностью)

4. Раковистый (напр. кварц)

5. Занозистый (для параллельно-волокнистых, параллельно-столбчатых кристаллов)

6. Крючковатый (характерен для самородных металлов)

Ковкость – способность металлов и сплавов подвергаться ковке и другим видам обработки давлением.