Твердость кварца
По относительной шкале Mooca твердость кварца равна 7. Твердость кварца на грани {1010} заметно выше, чем на {0001}. На других гранях, помимо {0001}, твердость в направлении, параллельном следу оси с, выше, чем в перпендикулярном к нему направлении.
Твердость — свойство, определяющееся главным образом механической прочностью, упругостью, пластичностью и спайностью. Это свойство может использоваться для эмпирического сопоставления различных веществ в рамках определенного метода испытаний. Относительные значения твердости в связи с этим обычно бывают различными в зависимости от той или иной примененной методики. Твердость — векториальное свойство, в связи с чем любая достаточно чувствительная методика позволяет обнаружить ее колебания в монокристалле в разных направлениях.
Абразивная твердость (твердость царапания) кварца в различных направлениях определялась многими методами. При определении ее на ориентированных пластинках с использованием карборундового круга выявляется следующая последовательность значений твердости в разных направлениях: {1011}>{1010}>(0001). Значения абразивной твердости, определяемой пескоструйным аппаратом, изменяются в следующем порядке: {1011}>{1010)>{0001}>{0111}. По степени измельчаемости вращающегося кварцевого диска, вырезанного перпендикулярно оси а, устанавливается другая последовательность твердости в различных направлениях: {1010}>{1011}>{0001}>{0111}. Такие диски приобретают форму с осью симметрии второго порядка. У дисков, вырезанных перпендикулярно оси с, при истирающем воздействии анизотропия проявлялась хуже, и ее характер установить не удалось. По методике, основанной на степени истираемости под воздействием вращающегося алмазного резца, было найдено, что твердость по {1010} больше, чем по {0001}. Японские гранильщики также установили, что призматические грани кварца наиболее устойчивы по отношению к резанию и истиранию, тогда как в направлении оси с кварц относительно мягок. С другой стороны, при изготовлении шаров из естественного и искусственного кварца с использованием вращения кристаллов в абразивной среде (и потерей приблизительно 36% веса заготовки) устанавливается следующий порядок податливости граней истиранию (по нормалям к ним): {0001}<{1010}<{0111}<{1011}. Было установлено, что абразивная твердость различных веществ меняется в зависимости от размеров зерен абразива; например, относительная абразивная твердость кварца по {0001} и топаза параллельно оси с с изменением размеров зерен становится обратной. Скорость абразии кварца на некоторой данной поверхности меняется в зависимости от природы жидкости, в которой суспендирован абразив, и в общем имеет меньшую величину при использовании неполярных жидкостей. По сопротивляемости царапанью кварц менее тверд, чем топаз, по он более устойчив, чем последний, в отношении сопротивления абразивному действию пескоструйного аппарата.
Измерения твердости вдавливания кварца идентационным методом (идентором Кноопа) показали, что на плоскости {1010} он тверже, чем на {1011} и {0111}, и что твердость вдавливания его так же, как и твердость, определяемая царапаньем, в этих плоскостях меняется в разных направлениях (идентор представляет собой плоско-пирамидальный алмазный резец с отношением длины к ширине около 7:1). По плоскости {1010} твердость вдавливания в направлении, параллельном оси с, больше, чем в направлении, перпендикулярном ей. Твердость по Виккерсу (также метод вдавливания) на полированной поверхности {1010} выше, чем на {0001}.
Наблюдающиеся изменения относительной твердости на различных плоскостях кварца напоминают изменения его спайности. Хотя направления спайности кварца вполне определенны, однако степень их совершенства, так же как и твердость, в различных направлениях различна, Различная твердость кварца на разных его плоскостях, вероятно, связана с изменчивой способностью его потенциальной спайности проявляться в процессе удаления материала. Очевидно, твердость кварца не зависит от пластической деформации.
Наблюдения над влиянием облучения и вторичным двойникованием кварца свидетельствуют, что разные образцы обладают заметно различающейся твердостью. С уменьшением содержания изоморфных элементов-примесей в кварце твердость этого минерала уменьшается.
