岩石的硬度是怎样划分的？有什么计算方式吗？人们常用的岩石硬度表述方法是?

岩石级别 坚固程度 代表性岩石

Ⅰ 最坚固 最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他各种特别坚固的岩石。(f=20)

Ⅱ 很坚固 很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩，较坚固的石英岩，最坚固的砂岩和石灰岩(f=15)

Ⅲ 坚 固 致密的花岗岩，很坚固的砂岩和石灰岩，石英矿脉，坚固的砾岩，很坚固的铁矿石(f=10)

Ⅲa 坚 固 坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁矿，不坚固的花岗岩。(f=8)

Ⅳ 比较坚固 一般的砂岩、铁矿石 (f=6)

Ⅳa 比较坚固 砂质页岩，页岩质砂岩。(f=5)

Ⅴ 中等坚固 坚固的泥质页岩，不坚固的砂岩和石灰岩，软砾石。(f=4)

Ⅴa 中等坚固 各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩(f=3)

Ⅵ 比较软 软弱页岩，很软的石灰岩，白垩，盐岩，石膏， 无烟煤，破碎的砂岩和石质土壤(f=2)

Ⅵa 比较软 碎石质土壤，破碎的页岩，粘结成块的砾石、碎石，坚固的煤，硬化的粘土。(f=15)

Ⅶ 软 软致密粘土，较软的烟煤，坚固的冲击土层，粘土质土壤。 (f=1)

Ⅶa 软 软砂质粘土、砾石，黄土。(f=08)

Ⅷ 土 状 腐殖土，泥煤，软砂质土壤，湿砂。(f=06)

Ⅸ 松散状 砂，山砾堆积，细砾石，松土，开采下来的煤 (f=05)

Ⅹ 流沙状 流沙，沼泽土壤，含水黄土及其他含水土壤 (f=03) A

表示矿岩的坚固性的量化指标

人们在长期的实践中认识到，有些岩石不容易破坏，有一些则难于破碎。难于破碎的岩石一般也难于凿岩，难于爆破，则它们的硬度也比较大，概括的说就是比较坚固。因此，人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。

坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数，也叫普氏硬度系数f值）。

坚固性系数f=R/100 (R单位 kg/cm2)

式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。

通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。

如：

① 极坚固岩石 f=15～20（坚固的花岗岩，石灰岩，石英岩等）

② 坚硬岩石 f=8 ～10（如不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等）

③ 中等坚固岩石 f=4 ～6 （如普通砂岩，铁矿等）

④ 不坚固岩石 f=08～3 （如黄土、仅为03）

矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质，但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。

强度是指矿岩抵抗压缩，拉伸，弯曲及剪切等单向作用的性能。而坚固性所抵抗的外力却是一种综合的外力。（如抵抗锹，稿，机械碎破，炸药的综合作用力）。

材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。

早在1822年，Friedrich mohs提出用10种矿物来衡量世界上最硬的和最软的物体，这是所谓的摩氏硬度计。按照他们的软硬程度分为十级：

1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）萤石 5）磷灰石

6）正长石 7）石英8）黄玉 9）刚玉 10）金刚石

各级之间硬度的差异不是均等的，等级之间只表示硬度的相对大小

硬度是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力，或者抵抗其中两种或三种情况同时发生的能力，是材料的一种重要力学性能，例如，金属材料常用硬度反映材料抵抗塑性形变的能力，而陶瓷、矿物材料的硬度主要反映材料抵抗破坏的能力。硬度在实际应用中，由于测量方法不同，测得的硬度所代表的材料性能也各异。

测试方法按施加负荷方法的不同，有静试验负荷法和动负荷试验法。静负荷试验法，是在静负荷作用下将一个硬的压头压入材料来测试硬度，属于这种试验法的有布氏、洛氏、表面洛氏、维氏和显微硬度试验法等。布氏硬度法主要用来测定金属材料中较软及中等硬度的材料，很少用于陶瓷；维氏硬度法适用于较硬的材料；一般无机材料也常用显微硬度法测量。动负荷试验法是在动负荷作用下使一个硬压头冲击材料来测试硬度，属于这种试验法的有冲击布氏和肖氏硬度试验法等。各种测试方法所得硬度没有统一的意义，单位也不相同，彼此间没有固定的换算关系。陶瓷材料的硬度常用维氏硬度、莫氏硬度、显微硬度来评价。

131莫氏硬度

陶瓷及矿物材料常用的划痕硬度叫做莫氏硬度，它只表示硬度由小到大的顺序。不表示软硬的程度。后面的矿物可划破前面的矿物表面。一般莫氏硬度按十级标准的莫氏硬度计确定，后来因为出现了一些人工合成的硬度大的材料，又将莫氏硬度分为15级。表12为莫氏硬度两种分级的顺序。莫氏硬度计的等级极不均衡，十分粗糙。

表12

莫氏硬度顺序

顺序

材料

顺序

材料

1

滑石

1

滑石

2

石膏

2

石膏

3

方解石

3

方解石

4

萤石

4

萤石

5

磷灰石

5

磷灰石

6

正长石

6

正长石

7

石英

7

SiO2玻璃

8

黄玉

8

石英

9

刚玉

9

黄玉

10

金刚石

10

石榴石

11

熔融氧化锆

12

刚玉

13

碳化硅

14

碳化硼

15

金刚石

136°±30

148°±642

图17

维氏硬度试验法原理

F

132维氏硬度

在陶瓷材料的研究中，精确测定材料的硬度，通常在维氏显微硬度计上进行。

维氏硬度试验法是两相对面间的夹角为136°的正四棱锥形金刚石压头，如图17，在一定的负荷作用下压入试样表面，经规定的负荷保持时间后，卸除负荷，在试样的表面上压出一个正方形的压痕，以所采用的负荷除以压痕的表面积所得的商数(N/mm2)来表示硬度值。维氏硬度的符号用HV表示。

采用的试样上下表面需平行且平整。测试表面光洁，无赃物，需抛光成镜面。对于不洁的表面，要用酒精擦净。试样的厚度至少是压痕深度的10倍。

测量点压痕对角线长的计算

d=

(d1+d2)

(113)

式中

d——压痕对角线长(mm)

d1——压痕一条对角线长(mm)

d2——压痕另一条对角线长(mm)

维氏硬度的计算

每一个测量点的维氏硬度(N/mm2)，根据负荷F(N)和压痕对角线长d(mm)的关系来进行计算。

HV=185410-6

(114)

在测试时，负荷的大小可根据试样的大小、厚度和其他条件不同而定。一般陶瓷材料从9807N~29421N中选择。

另外也可以查“显微硬度计说明书”附表直接得到。

岩石的软硬程度不同，我们可以把岩石的硬度分成很硬、较硬、较软三级。 按固结作用强度、页理和劈理的发育程度将粘土岩分为粘土、泥岩和页岩，然后再按结构或矿物成分细分。 早在1822年，Friedrich mohs提出用10种矿物来衡量世界上最硬的和最软的物体，这是所谓的摩氏硬度计。按照他们的软硬程度分为十级： 1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）萤石 5）磷灰石 6）正长石 7）石英8）黄玉 9）刚玉 10）金刚石 高岭石粘土简称高岭土(kaolin)，是一种以高岭石族矿物为主要成分、质地纯净的细粒粘土，首先发现于我国江西景德镇附近的高岭村而得名。1712—1722年间，法国传教土殷弘绪(原名LePd’Entrecolles)曾两次将景德镇制瓷实况报告法国政府，称高岭村粘土为“高岭土”，1867年约翰逊和布莱克(SWJohnson＆JMBlake)首次把组成高岭土的粘土矿物称为高岭石(kaolinite)，从而成为第一个以中国地名命名的矿物学名词。高岭土外观呈白、浅灰等色，含杂质时呈黄、灰、黑色等。致密块状或疏松土状，有滑腻感，硬度小于指甲。比重24—26。干燥后粘舌，有吸水性。耐火度可达1770-1790℃。可塑性低，粘结性小，具良好的绝缘性和化学稳定性。纯净的高岭土煅烧后色白，白度可达80—90%。主要用于陶瓷、造纸、橡胶工业，也可供作搪瓷、塑料、油漆等工业部门使用。 蒙脱石粘土又称膨润土、膨土岩、斑脱岩，是一种以蒙脱石为主要矿物成分的细粒粘土。膨润土的外观一般呈白色、粉红色、浅灰色、淡**，当被杂质污染时可呈灰绿色、紫棕色及其他较深的颜色。疏松土状者光泽暗淡，致密块状者呈蜡状光泽。硬度1—2，性柔软。块状或土状，有滑感。比重2—3。吸水后体积膨胀，最大吸水量为其体积的8－15倍。具高可塑性和良好的粘结性，在水溶液中呈悬浮和胶凝状，还具有阳离子交换的特性。膨润土是重要的工业矿物原料之一，在钢铁工业中，供作球团矿的粘结剂；铸造工业中，用于铸造型砂的粘结剂；化学工业中，可用来制造活性白上．作为油脂的脱色剂；地质钻探中，它是优质的泥浆原料；陶瓷工业中，在陶瓷坯料中加入3－5%的膨润土后，可以显著增加坯泥的可塑性与干坯强度。此外，农业、医药、油漆等方面，膨润土也有其用途 答案补充 代号：HV 单位：无 简介：维氏硬度 英文词条名：Vickers-hardness 表示材料硬度的一种标准。由英国科学家维克斯首先提出。以4903~9807N的负荷,将相对面夹角为136°的方锥形金刚石压入器压材料表面,保持规定时间后，用测量压痕对角线长度，再按公式来计算硬度的大小。它适用于较大工件和较深表面层的硬度测定。维氏硬度尚有小负荷维氏硬度，试验负荷1961~<4903N，它适用于较薄工件、工具表面或镀层的硬度测定；显微维氏硬度，试验负荷<1961N，适用于金属箔、极薄表面层的硬度测定。 HV-适用于显微镜分析。维氏硬度(HV) 以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)。

矿物硬度指矿物抵抗外来机械作用力（如刻画、压入、研磨等）侵入的能力。在矿物学中所称的硬度，通常多是指摩氏硬度，即矿物与摩氏硬度计相比较的刻划硬度。1822年，德国矿物学家Friedrich Mohs提出用10种矿物来衡量物体相对硬度，即摩氏硬度，由软至硬分为十级：1）滑石，2）石膏3）方解石4）萤石5）磷灰石6）正长石 7）石英 8）黄玉 9）刚玉 10）金刚石。

各级之间硬度的差异不是均等的，等级之间只表示硬度的相对大小。

利用摩氏硬度计测定矿物硬度的方法很简单。将预测矿物和硬度计中某一矿物相互刻划，如某一矿物能划动方解石，说明其硬度大于方解石，但又能被萤石所划动，说明其硬度小于萤石，则该矿物的硬度为3到4之间，可写成3-4。

指甲的硬度为25、小刀的硬度为55。因而它把矿物的硬度粗劣的划分为小于指甲(<25)、指甲与小刀之间(25-55)和大于小刀(>55)三个级别。

矿石硬度：根据软硬程度分类：岩石的软硬程度不同,我们可以把岩石的硬度分成很硬、较硬、较软三级。早在1822年,Friedrich mohs提出用10种矿物来衡量世界上最硬的和最软的物体,这是所谓的摩氏硬度计按照他们的软硬程度分为十级： 1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）萤石 5）磷灰石 6）正长石 7）石英8）黄玉 9）刚玉 10）金刚石