地坪行业频繁提到的莫氏硬度到底是什么？

许多朋友在说起地坪时，常常会听到一个词，那就是“莫氏硬度”，这个“莫氏硬度”指的到底是什么呢？今天小编就来为大家说一说。

什么是莫氏硬度？

莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准，又称摩氏硬度。1822年由德国矿物学家腓特烈·摩斯（Frederich Mohs）首先提出。是在矿物学或宝石学中使用的标准。

莫氏硬度是用刻痕法将棱锥形金刚钻针刻划所测试矿物的表面，并测量划痕的深度，该划痕的深度就是莫氏硬度，以符号HM表示，也用于表示其它物料的硬度。

莫氏硬度的操作办法

硬度的等级不同代表了其物体内部分子结构组成的牢固性不同，换句话说，当分子结构坚固的物体触碰到分子结构弱的物体时，后者就会出现分子结构断裂，发生所谓的划痕。

十级莫氏硬度

莫氏硬度标准是随意定出的，不能精确地用于确定材料的硬度，例如10级和9级之间的实际硬度差就远大于2级和1级之间的实际硬度差。但这种分级对于矿物学工作者野外作业是很有用的。在地坪行业也是比较常用。

△矿物学或宝石学上都是使用莫氏硬度

1822年，F．莫斯以十种矿物的划痕硬度作为标准，定出十个硬度等级，称为莫氏硬度。十种矿物的莫氏硬度级依次为：金刚石（10），刚玉（9），黄玉（8），石英（7），长石（6），磷灰石（5），萤石（4），方解石（3），石膏（2），滑石（1）。其中金刚石最硬，滑石最软。

△莫氏硬度笔，测试后可快速直接目测被测物品硬度，被测物品硬度由硬度笔摩氏硬度2-9级别决定。

在测量工业地坪莫氏硬度的时候，我们将莫氏硬度石在已经施工完成的工业地坪上进行刻划，刻划硬度的测试由低至高依次进行，一般来说，每次测试后要观察地面是否有划痕，若地面没有划痕，则地面实际硬度大于莫氏硬度石的硬度。

常见工业地坪莫氏硬度

环氧地坪

环氧地坪——莫氏硬度2~5

环氧树脂地坪是由高性能环氧树脂主剂及固化剂组成，配合专用机具及辅材、经专业施工人员现场施工而形成的一种彩色、密闭的有机物保护层的工业地坪。

由于环氧树脂是有机物，所以这个保护层具有良好的表面耐水性、耐油性、耐酸碱性、耐盐雾腐蚀性等化学特性，平坦易清洁。

耐磨地坪

耐磨地坪——莫氏硬度6~7

耐磨地坪材料是工厂预拌、现场即用的干撒式地面硬化剂。主要由高强度水泥、无机耐磨骨料、颜料粉（水泥原色无）、添加剂等组成。

骨料为砂状，平均粒径1.5mm，约占总量60%；胶结物为经处理的高标号水泥，除采用水泥本色外，还有红、黄、绿、灰等多种色彩可供选择。施工在初凝阶段的混凝土或水泥砂浆表面，经抹平后形成一层坚硬耐磨、无尘美观的硬化地板。

固化地坪

固化地坪——莫氏硬度8~9

固化剂是一种无色透明液体，无臭、无毒、不燃、渗透力强，不含VOC（挥发性有机化合物）成分，由无机物、化学活性物、硅化物组成。混凝土密封固化剂通过渗透进入混凝土内部，形成凝胶后它能够硬化、密封混凝土，不起尘，不起砂。

工业地坪选择

针对不同的环境需求，我们再来选择合适的地坪材料。

环氧地坪最大的优点是可扩展性，通过不同的施工工艺可以运用于室内，洁净室，防静电地坪，还有停车场（区分停车位最有效的方法就是画颜色方块）。

耐磨、固化剂地坪最广泛的用途应该是仓库厂房，这些场所叉车到处走，因此对地面的耐磨性能要求很高。

钻石比铁硬许多倍，如果用铁锤砸钻石会怎么样？

钻石比铁硬多了

钻石是自然界已知最坚硬的物体，它的莫氏硬度为10。铁的莫氏硬度大约在4~4.5之间，可以说钻石比铁硬一倍吗？你错了。
莫氏硬度以等级划分，10是最高等级，它代表绝对硬度为1500的钻石，而铁的绝对硬度大约只有21~35。由此可见，钻石的硬度至少是铁的40倍！
钻石是如此坚硬，如果我们用铁锤砸一粒钻石会发生什么？它会碎裂还是嵌入到铁里面去？
这是一个有趣的问题，我们今天就从科学的角度来为你解开谜团。

砸钻石？

砸钻石很费钱

有朋友可能会说，这还不简单，你砸一颗试试不就有结果了！
老粥是无论如何砸不起钻石的，这小东西太贵了，并且我所掌握的知识告诉我：“最好别试，你玩不起。”

那将是非常痛的领悟

不过，国外倒真是有好事者拿真钻石来做过实验，他们将一颗价值6000美元的天然钻石放在铁砧上，用同样是铁的锤子来敲击它，结果悲剧了：钻石并没有嵌入到铁里面，而是被敲的粉碎。
下面就是钻石碎裂过程的慢镜头，6000美元瞬间化为乌有。

钻石碎裂的慢镜头

这实验有一个问题

不知道你有没有注意到铁锤接触到钻石瞬间的画面：这颗钻石是斜着放在铁砧上的，就像图一的钻石那样。而如果我们将它的尖端向上，只要敲击的力度不太大，钻石还真未必这么容易就碎成渣渣。

钻石尖端的强度要高许多

热爱物理的朋友一定听说过一种叫作“钻石砧座”的东西，它的英文名为Diamond anvil cell（DAC），这是物理学家最爱的工具之一。通过将两颗钻石的尖端相对挤压，可以在亚毫米大小的空间里产生最高相当于770万个大气压的巨大压强，这可以模拟地球中心甚至木星内部的极端压力，有传言称哈佛大学的团队曾经用这种装置将液态氢压成了金属氢，只可惜后来“装置漏气”，金属氢消失了。

钻石砧座的显微照片

钻石砧的两颗钻石相互挤压能产生如此高的压强，说明钻石在某些状态下的耐压性还是非常高的，如果你将其尖端朝上，再用铁锤砸它，很多时候它会完好无损地跳起来。这是因为当铁锤撞击钻石的瞬间，钻石几乎不变形，它将力传递到下方的铁砧使其变形，铁砧反弹的力让钻石弹跳起来。

钻石在敲击后弹跳起来

这到底是为什么呢？我们需要从钻石的分子结构说起。

钻石的分子结构

与石墨和石墨烯一样，钻石是碳的一种同素异形体。碳原子最外层有4个电子，在高温高压下，每一个碳原子都可以与其相邻的4个碳原子形成共价键，这样碳原子的最外层都达到8个电子的稳定状态。同样地，每5个原子组成的一个四面体也像金字塔一样稳定，当其顶端的原子受压，压力会均匀向下传递给另外四个原子。

这是钻石的一个晶胞，它会分散压力

我们将这5个碳原子组合而成的四面体菱形结构称为一个“晶胞”，钻石就是由许许多多晶胞结合在一起的巨大稳定分子。当这个分子的顶端受压时，压力会通过碳原子的键迅速分散到晶体内其它原子，从而将压力分散开来。

钻石的晶体排列

到目前为止，在自然界还没有发现其它的分子结构比钻石晶体的分子结构更稳固，因此钻石的硬度和抗压强度是最强的。

万物皆有其弱点

所谓“成也萧何败也萧何”，钻石的这种结构看起来相当完美，却也并非无懈可击。
我们只要将这个晶体稍稍转一个角度，就能发现它其实也是“分层”的，层与层之间的碳原子键要少得多。

侧向是钻石晶体的薄弱点

相比于垂直方向，碳-碳键的侧向受力能力则要弱许多。如果我们给钻石施加的力并不是从晶体的“顶端”垂直向下，而是斜着施加在这些“分层”的侧面，这些薄弱的键就会发生断裂。
在材料科学中，物体吸收外部冲击能量产生塑形变形而不破裂的能力被称为韧性。钻石由于其晶体结构的特点，它在某些方向（晶体111方向）上可以承受强大的压力，同时在受到强烈冲击时不容易发生变形，因此冲击能量不易被转化为热能消耗掉；如果冲击的方向不在晶体的顶端，钻石的碳共价键会发生断裂。也就是说钻石的断裂韧性比较弱。
现在你应该能够理解，为什么钻石在倾斜放置时很容易被砸碎了。为了使钻石拥有更平整光滑的光线反射面，工匠在加工和打磨钻石时常常将其分层的底面作为顶，其尖端方向自然就是强度最高的位置；相应地，钻石的侧面可能就是它的“阿喀琉斯之踵”。

钻石的形状与晶体的关系

为什么保险公司不为钻石承保？

你可能早就听人说，正规的保险公司是不为钻石承保的，因为它的价值是虚高的，钻石其实不值钱。
事实果真如此吗？
许多保险公司不保钻石是真的，并不是因为保险公司认为钻石不值钱，而是钻石很容易碎。如果不小心从高处跌落，又刚好碰到了它最脆弱的侧边，钻石就很可能会崩裂，瞬间就变得不值钱了。鉴于此，即便是有些保险公司答应为你的钻戒承保，其收取保险费也会相当高，因为他们认为你摔破钻戒的概率很大。

钻石是很容易摔破的，更别说砸了

问题回顾：

让我们回到文章开头提到的问题。
用铁锤敲击钻石会发生什么？钻石大概率会碎，而不会嵌入铁里边。
钻石的原子排列形式使它成为自然界最坚硬的晶体，但这种排列是有方向性的，它意味着钻石晶体在某几个方向上拥有无可比拟的强度，同时它也存在着“阿喀琉斯之踵”。
钻石晶体的侧向是它的弱点；它的原子键合造成其弹性很差，韧性一般，很脆；并且许多天然的钻石中存在着杂质和细小裂纹，这进一步削弱了钻石的断裂韧性。你不仅能用铁锤轻松敲碎它，甚至只是不小心跌落地面也能让它破裂，变得一文不值。
砸钻石？还是算了吧！