Thang độ cứng Mohs: Nguyên lý, bảng thang đo, ứng dụng thực tế

Khi tìm hiểu về đá quý, đồng hồ, vật liệu kỹ thuật hay kính sapphire, bạn sẽ thường bắt gặp khái niệm thang độ cứng Mohs. Tuy nhiên, không ít người vẫn hiểu chưa đúng bản chất của thang đo này, dẫn đến những nhầm lẫn như “Mohs càng cao thì vật liệu càng bền” hay “Mohs 10 thì không thể trầy xước hay vỡ”.

Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ thang độ cứng Mohs là gì, nguyên lý đo, bảng thang Mohs chuẩn và cách áp dụng đúng trong thực tế.

Thang độ cứng Mohs là gì?

Thang độ cứng Mohs là một thang đo dùng để so sánh khả năng chống trầy xước của các khoáng vật và vật liệu.

Thang này được xếp theo mức từ 1 đến 10, trong đó mỗi mức đại diện cho khả năng một vật liệu có thể làm trầy vật liệu khác. Ví dụ: nếu vật liệu A có thể làm trầy vật liệu B, nhưng không bị B làm trầy ngược lại, thì A có độ cứng Mohs cao hơn B.

Nguồn gốc và lịch sử hình thành thang Mohs

Friedrich Mohs là ai?

Thang độ cứng Mohs được đề xuất vào năm 1812 bởi Friedrich Mohs, một nhà khoáng vật học người Đức. Trong quá trình nghiên cứu khoáng vật, ông nhận thấy cần có một phương pháp đơn giản, trực quan để phân loại độ cứng của các loại đá dựa trên khả năng trầy xước lẫn nhau.

Thay vì sử dụng các thiết bị phức tạp, Mohs xây dựng một hệ thống so sánh thực nghiệm, dễ áp dụng ngay cả ngoài phòng thí nghiệm.

Vì sao thang Mohs được chọn làm tiêu chuẩn phổ biến?

Thang Mohs được sử dụng rộng rãi cho đến ngày nay vì:

• Đơn giản và dễ hiểu
• Không cần thiết bị đo phức tạp
• Phù hợp cho khoáng vật học, đá quý, giáo dục và ứng dụng đời sống
• Giúp người dùng nhanh chóng đánh giá khả năng chống trầy xước của vật liệu

Dù không phải là thang đo chính xác tuyệt đối, Mohs vẫn giữ vai trò nền tảng trong việc phân loại vật liệu.

Nguyên lý đo độ cứng theo thang Mohs

→ Mohs đo cái gì? Thang Mohs đo khả năng làm trầy xước của một vật liệu so với vật liệu khác.

→ Mohs không đo cái gì?

• Khả năng chịu lực
• Khả năng chống vỡ, chống nứt
• Độ dẻo dai hay độ bền tổng thể

Bảng thang độ cứng Mohs chuẩn từ 1–10

Dưới đây là bảng thang Mohs tiêu chuẩn:

Bảng này thường được dùng làm tham chiếu nhanh khi đánh giá vật liệu.

Vì sao thang Mohs không tuyến tính?

Một điểm rất quan trọng nhưng ít người để ý: thang Mohs không phải thang tuyến tính.

Khoảng cách về độ cứng thực tế giữa các mức Mohs không đều nhau. Đặc biệt:

• Khoảng cách giữa Mohs 9 và Mohs 10 lớn hơn rất nhiều so với khoảng cách giữa các mức thấp.
• Kim cương cứng hơn corundum (Mohs 9) không chỉ “hơn 1 bậc”, mà có thể cứng hơn nhiều lần về mặt vật lý.

Vì vậy, không nên hiểu Mohs 10 chỉ “cứng hơn một chút” so với Mohs 9.

So sánh thang Mohs với các thang đo độ cứng khác

Ngoài Mohs, còn có nhiều thang đo độ cứng khác được sử dụng trong công nghiệp và kỹ thuật.

• Mohs: đo khả năng chống trầy, mang tính so sánh, phù hợp khoáng vật và đá quý
• Vickers: đo độ cứng bằng lực ép, chính xác hơn, dùng trong công nghiệp
• Rockwell: phổ biến trong đo độ cứng kim loại và hợp kim

Ứng dụng thực tế của thang độ cứng Mohs

Thang Mohs được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:

• Đồng hồ: đánh giá khả năng chống trầy của kính sapphire, kính khoáng, kính acrylic

• Đá quý – trang sức: xác định mức độ phù hợp khi sử dụng hằng ngày
• Vật liệu đời sống: kính, màn hình điện thoại, gốm sứ
• Giáo dục – khoa học: phân loại khoáng vật cơ bản

Câu hỏi thường gặp về thang Mohs

1. Kim cương Mohs 10 có trầy được mọi vật không?

→ Kim cương có thể làm trầy hầu hết các vật liệu khác, nhưng điều đó không có nghĩa kim cương không thể bị sứt mẻ hoặc vỡ khi chịu va đập mạnh. Mohs chỉ phản ánh khả năng chống trầy, không phản ánh độ bền va đập.

2. Độ cứng Mohs có ảnh hưởng đến giá trị vật liệu không?

→ Mohs ảnh hưởng đến giá trị sử dụng, nhưng không phải yếu tố duy nhất quyết định giá trị. Vẻ đẹp, độ hiếm, khả năng gia công và tính thẩm mỹ cũng đóng vai trò quan trọng.

3. Mohs có dùng để đo kim loại không?

→ Mohs không phù hợp để đo kim loại trong các ứng dụng kỹ thuật chính xác. Kim loại thường được đo bằng các thang như Rockwell hoặc Vickers để phản ánh đúng tính chất cơ học.

Kết luận

Thang độ cứng Mohs là công cụ đơn giản nhưng rất hữu ích để đánh giá khả năng chống trầy xước của vật liệu. Tuy nhiên, Mohs không phải thước đo toàn diện cho độ bền hay chất lượng tổng thể. Hiểu đúng bản chất của thang Mohs sẽ giúp bạn tránh những nhầm lẫn phổ biến và áp dụng hiệu quả hơn trong đời sống, từ chọn đồng hồ, đá quý cho đến vật liệu sử dụng hằng ngày.