DUREZA Y TENACIDAD

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     vin_bolv2.gif (169 bytes)    Definición de dureza

Se denomina dureza a la resistencia a ser rayado que ofrece la superficie lisa de un mineral, y refleja, de alguna manera, su resistencia a la abrasión. Mediante el estudio de la dureza de un mineral se evalúa, en parte, la estructura atómica del mismo pués es la expresión de su enlace más débil.

La dureza es una forma de evaluación de la reacción de una estructura cristalina a una tensión sin rotura. En los cristales con enlaces metálicos, que pueden fluir plásticamente, el rayado da lugar a una ranura o surco. Por el contrario, en materiales frágiles el rayado es la manifestación de una microfractura.

     vin_bolv2.gif (169 bytes)    Escala de Mohs

El grado de dureza se mide en mineralogía por comparación, determinándose la facilidad o dificultad en que un mineral es rayado por otro. Un mineral blando siempre es rayado por cualquier mineral más duro y nunca al revés.

Numéricamente esta dureza relativa, designada por H, se establece gracias a la escala de diez minerales corrientes definida por F. Mohs en 1824.

Mineral H
Talco talco_min.jpg (15004 bytes) 1
Yeso Y9A_min.jpg (12432 bytes) 2
Calcita Calci39_min.jpg (10946 bytes) 3
Fluorita fluori21_min.jpg (11584 bytes) 4
Apatito apatit26_min.jpg (11999 bytes) 5
Ortosa ortosa5_min.jpg (13918 bytes) 6
Cuarzo Q30_min.jpg (11423 bytes) 7
Topacio topacio69_min.jpg (12237 bytes) 8
Corindón corindo5_min.jpg (10242 bytes) 9
Diamante diamant3i.JPG (13142 bytes) 10

Esta escala no es en modo alguno proporcional, en efecto, la diferencia entre la dureza del diamante (10 en la escala) y el corindón (9 en la escala) es mucho mayor que la existente entre el corindón y el talco (1 en la escala).

En otras escalas, los valores cuantitativos permiten apreciar mejor estas diferencias, y están basadas en resultados sobre profundidad de penetración de una punta de diamante al mineral (Berkovich, Knoop, Wilks), evaluación del pulido de las facetas (Denning, Winchell, Wilks), abrasión con arena (Eppler) u otros (Rosiwal). Si se consideran estos valores de la dureza, llamada dureza absoluta,   puede observarse esta no linealidad entre los elementos de la escala de Mohs:

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Algunos productos artificiales han logrado alcanzar valores un poco más altos que el corindón (carburo de silicio, carburo de boro, carburo de wolframio).

La dureza de un mineral es una propiedad vectorial, pudiendo presentar un mismo mineral diversos valores dependiendo de la dirección según la cual se les raye. Por lo general, esa diferencia es muy ligera, pero en el caso de la cianita H = 5 paralelamente a su alargamiento y H = 7 normalmente a este. La calcita tiene una H = 3 en todas sus direcciones excepto según {0001} en la que vale H = 2.

En el diamante el plano menos duro es el de cara de rombododecaedro (110), y el más duro el de cara de octaedro (111), muy dificil de pulir. En una misma cara de diamante hay varias direcciones de mayor y menor dureza. Es posible representar estas variaciones por medio de diagramas vectoriales. El diagrama de la dureza de un plano (111) en diamante es un triángulo; para el plano (100) es una estrella de cuatro puntas; y para el plano (110) una elipse:

     vin_bolv2.gif (169 bytes)    Test de dureza

El test de dureza de Mohs consiste simplemente en encontrar cual es el último mineral de la escala que  puede ser rayado por el ejemplar a medir y cual es el primero que no puede serlo.

Este test requiere tomar una serie de precuaciones:

Tomar caras frescas pues la alteración provoca una disminución de la dureza de un mineral.
No confundir la raya con la huella que dejan los minerales más blandos. Mientrar la huella puede ser limpiada, la raya es irreversible.
Tener en cuenta la la naturaleza de un mineral pues los minerales pulverulentos, granulares o astillosos pueden romperse y quedar aparentemente rayados por minerales realmentemás blandos.

Cuando se encuentra un mineral en el campo, rara vez se dispone de 10 minerales para efectuar el test de dureza. Por el contrario, puede obtenerse un aproximación bastante buena usando simplemente:

La uña del dedo (H = 2.5).
Una moneda de cobre (H = 3).
Una punta de acero, por ejemplo una punta de cuchillo, un clavo etc. (H = 5).
Un fragmento de vidrio (H = 5.5).

Empleando estos objetos comunes se consigue una buena orden de magnitud de dicha dureza.

     vin_bolv2.gif (169 bytes)    Tenacidad

Se denomina tenacidad a la resistencia que opone un mineral a ser partido, molido, doblado o desgarrado, siendo, en cierto modo, una medida de su cohesión.

Se definen una serie de objetivos relacionados con este concepto:

Un mineral frágil es aquél que se rompe o reduce a polvo fácilmente, siendo una propiedad característica de minerales con enlaces iónicos dominantes.

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Se dirá de un mineral que es maleable cuando puede ser conformado en hojas delgadas por percusión.

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Un mineral séctil puede cortarse fácilmente en virutas delgadas con un cuchillo.

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Si un mineral puede estirarse fácilmente hasta formar un hilo se dice dúctil. Ductilidad, sectilidad y maleabilidad son propiedades características de minerales con enlaces metálicos pues dicho enlace transmite a la materia la capacidad de convertir toda tensión aplicada en deformación plástica.

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Cuando un mineral puede ser doblado y pero no tiene la capacidad de recuperar su forma original, manteniendo la deformación de forma permanente, se denomina flexible. Los minerales en los que existan fuerzas de enlace de tipo Van der Waals o de hidrógeno tales como el talco o las cloritas lo son.

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Por en contrario cuando un mineral recupera su forma original tras ser deformado se dice elástico. Las micas con enlaces iónicos son típicamente elásticos.

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