Твердость карбида бора (B₄C) по шкале Мооса составляет приблизительно от 9,3 до 9,5 .
Для наглядности, вот его положение по шкале Мооса :
-
9: Корунд (рубин, сапфир)
-
9.3–9.5: Карбид бора ( B₄C )
-
9,5–10: Кубический нитрид бора (cBN)
-
10: Бриллиант
Почему шкала Мооса менее точна для сверхтвердых материалов
Шкала Мооса — это порядковая шкала сопротивления царапинам от 1 (тальк) до 10 (алмаз). Она отлично подходит для идентификации минералов, но становится менее точной на самых высоких значениях. Именно поэтому материалы с существенно разными количественными значениями твердости (например, B₄C при ~38 ГПа и алмаз при ~100 ГПа) могут иметь твердость от 9 до 10.
Для современных конструкционных керамических материалов, таких как карбид бора, ученые и инженеры почти исключительно используют количественные шкалы :
-
Твердость по Виккерсу (Hv): ~30–40 ГПа
-
Твердость по Кнупу (Hk): ~27–30 ГПа
Эти весы прикладывают известную силу с помощью пирамидального алмазного индентора и измеряют размер постоянного оттиска. Они обеспечивают точные, воспроизводимые значения для прямого сравнения.
Итог по твердости карбида бора
-
Твердость по шкале Мооса: ~9,3–9,5 – Это кратко говорит о том, что он тверже сапфира (9) и почти такой же твердости, как алмаз (10).
-
На практике: Если вы попытаетесь провести классический тест Мооса на царапание , острый кристалл карбида бора высокого качества легко поцарапает корунд (сапфир) , вероятно, сможет поцарапать сам себя (при одинаковой твердости), может оставить едва заметную царапину на алмазе или кубическом нитриде бора под высокой нагрузкой и почти наверняка будет поцарапан этими двумя материалами.
Таким образом, хотя «9,5 по шкале Мооса» — это вполне допустимое и полезное сокращение для обозначения исключительной устойчивости к царапинам, более важным с технической точки зрения фактом является то, что карбид бора — третий по твердости из известных материалов, уступающий только алмазу и кубическому нитриду бора.