모스 굳기계

3. 상대적인 굳기

모스 굳기계는 주변에서 쉽게 구할 수 있는 열 가지 광물을 이용하여 상대적인 굳기를 나타낸 것이다. 1812년 독일의 광물학자 프리드리히 모스가 고안했으며, 대 플리니우스의 『자연사』에도 비슷한 개념이 언급되어 있다.

어떤 광물로 다른 광물을 긁었을 때 긁히는지 여부로 굳기를 결정하며, 1부터 10까지의 숫자로 표시한다. 예를 들어, 어떤 광물이 인회석(굳기 5)으로는 긁히지만 형석(굳기 4)으로는 긁히지 않으면 굳기는 4.5이다. 금강석은 가장 단단한 광물로 굳기 10이다.

모스 굳기는 서수 척도이기 때문에, 각 굳기 단계 사이의 절대적인 관계는 일정하지 않다. 예를 들어, 강옥(굳기 9)은 황옥(굳기 8)보다 두 배 단단하지만, 금강석(굳기 10)은 강옥보다 거의 네 배나 단단하다.

다음은 모스 굳기와 경도계로 측정한 절대 굳기를 비교한 표이다.

다음 표는 상대적인 굳기, 각 광물의 사진, 광물용 경도계로 측정한 절대 굳기값을 보여준다.

상대굳기	광물명	절대굳기	사진
1	활석	1
2	석고	2
3	방해석	9
4	형석	21
5	인회석	48
6	정장석	72
7	석영	100
8	황옥	200
9	강옥	400
10	금강석	1500

흑연은 약 1도, 손톱은 2.5도, 동전은 3~3.5, 쇠못은 4.5, 유리는 5.5, 칼날은 5.5~6.5, 쇠줄은 6.5 정도의 굳기를 보인다.

4. 일상생활에서 접하는 물질의 모스 굳기 (기준)

모스 굳기계는 일상생활에서 다양한 물질들의 굳기를 가늠하는 데 유용하게 사용된다. 예를 들어, 인간의 손톱은 굳기가 2.5 정도이고, 구리 동전은 3.5, 못은 4.5, 유리는 5, 칼날은 5.5 정도의 굳기를 가진다.^[13] 이러한 굳기 비교를 통해 각 물질의 상대적인 단단함을 이해할 수 있다.

5. 수정 모스 굳기계

종종 황옥(굳기 8)과 금강석(굳기 10) 사이에 기준 광물을 더 추가하여 15개로 만든 '''수정 모스 굳기계'''가 쓰인다. 표준 광물과 시료 물질을 서로 문질러 긁힌 자국 유무로 경도를 측정한다. 실제로 존재하는 화학 물질(인공물, 천연물) 중에서 모스 굳기로 가장 단단한 것은 다이아몬드이다. 연마제 등의 경도 지표로서, 공업 분야에서 자주 이용되는 물질을 추가하여 15단계로 수정된 수정 모스 경도가 사용되는 경우가 있다.

6. 활용

모스 굳기계는 주변에서 쉽게 구할 수 있는 광물들을 서로 긁어 흠집이 나는 정도를 기준으로 굳기를 상대적인 10가지 순서로 나눈 것이다. 이 지표를 통해 특정 암석 물질의 굳기를 대략적으로 측정할 수 있다. 예를 들어 굳기 5의 인회석과 긁어서 흠집이 생긴 물질 A를 굳기 4의 형석과 긁었을 때 형석에 흠집이 나면, 물질 A의 굳기는 4와 5 사이라고 할 수 있다.

모스 굳기계는 1812년 독일의 광물학자 프리드리히 모스가 만들었으며, 오늘날까지 굳기의 여러 지표 중 하나로 사용되고 있다. 그러나 이 방법은 기원후 77년에 출판된 대 플리니우스의 『자연사 (Naturalis Historia)』에서 처음 언급되었다.

모스 굳기는 절대 굳기와 비교했을 때 순서만 보존될 뿐 그 간격에 규칙성이 없다. 예를 들어, 모스 굳기계에서 경도 9도인 강옥은 경도 8도의 황옥보다 두 배 정도 단단하지만, 경도 10도인 금강석은 강옥보다 거의 4배 가까이 단단하다.

다음은 모스 굳기계의 기준이 되는 광물과 그에 따른 상대 굳기를 나타낸 표이다.

흑연(연필심)은 약 1도, 손톱은 2.5도, 동전은 약 3~3.5, 쇠못은 4.5, 유리는 5.5, 칼날은 5.5~6.5, 쇠줄은 6.5 정도의 굳기를 보인다.

아래 표는 모스 굳기계로 측정 가능한 다른 물질 및 광물들의 상대 굳기를 나타낸다.

모스 굳기계는 정확도가 떨어지지만, 야외 지질학자들이 긁는 도구를 사용하여 광물을 대략적으로 식별하는 데 유용하게 쓰인다.^[15] 또한, 분쇄에 유용하여 굳기가 알려진 특정 제품을 가장 잘 분쇄할 분쇄기 종류와 분쇄 매질을 평가할 수 있다.^[15]

전자 제조업체는 LCD의 커버 유리나 OLED의 봉입재와 같이 평판 디스플레이 부품의 내구성을 시험하고, 소비자 가전제품의 터치스크린 경도를 평가하는 데 이 척도를 사용한다.^[16]

7. 비커스 경도와의 비교

모스 경도와 비커스 경도를 비교하면 다음과 같다.^[17]

참조

_[1] 서적 Entwicklungsgeschichte der Mineralogischen Wissenschaften https://books.google[...] Springer 1926
_[2] 백과사전 Mohs hardness https://www.britanni[...]
_[3] 웹사이트 Mohs scale of hardness http://www.minsocam.[...] Mineralogical Society of America 2021-02-10
_[4] 서적 Theophrastus on Stones http://www.farlang.c[...] 2011-12-10
_[5] 서적 Naturalis Historia
_[6] 서적 Naturalis Historia
_[7] 웹사이트 Hardness http://www.ndt-ed.or[...] Non-Destructive Testing Resource Center
_[8] 웹사이트 Mohs scale of mineral hardness https://www.amfed.or[...] American Federation of Mineralogical Societies
_[9] 보고서 Materialographic Preparation from Sorby to the Present http://www.struers.c[...] Struers A/S 2000-04-26
_[10] 웹사이트 What is important about hardness? http://www.galleries[...]
_[11] 웹사이트 Mineral hardness and hardness scales http://www.inlandlap[...] Inland Lapidary
_[12] 서적 Applied Mineralogy: Applications in industry and environment https://books.google[...] Springer Science & Business Media 2012
_[13] 서적 Handbook of the Physicochemical Properties of the Elements IFI-Plenum 1968
_[14] 웹사이트 Mohs Hardness Scale: Testing the Resistance to Being Scratched https://geology.com/[...] 2021-08-09
_[15] 웹사이트 Size reduction, comminution http://www.powderpro[...] PowderProcess.net 2017-10-27
_[16] 잡지 Hardness is not toughness: Why your phone's screen may not scratch, but will shatter https://www.computer[...] IDG Communications Inc. 2021-04-16
_[17] 웹사이트 Welcome to mindat.org https://www.mindat.o[...] Hudson Institute of Mineralogy 2017-04-16
_[18] 서적 学術用語集 物理学編 培風館 1990
_[19] 서적 学術用語集 地学編 日本学術振興会 1984