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Knoop硬度Mohs硬度に関係あるの?

Knoop硬度(圧子)とMohr硬度(引掻き)にはどのような関係があるのか疑問に思い調べてみたそれぞれの関係したデータを引っ張り出し、相関をとって見たところ図に示すような関係がありそうで人の感覚を数値化したもの(Mohs硬度)は物理的な数値化(knoop)に対して指数関数的なとらえ方(倍々ゲーム)になるのだな~と感じたしだいです。
この数値から見てモース硬度の1と10はかなり相関からずれることから1と10は最初に適当に決め、2~9は時間をかけてじっくりと検討したような気がします、こんなことから1と10のデーターは省いて数値化しました。
Friedrich Mohsさんに脱帽かな!!
knoop_Mohs.jpg
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ガラスの硬さと・・・・・

ガラスの硬さはどの程度か、ガラスを1として考えてみました。
そうすると、鉄は6割程度、
宝石類では、
    ルチルが1.5倍
    ガーネットが2倍
    アクアマリンが2.5倍
    ジルコンおよびスピネルが3倍
    アレキサンドラ(キャツアイ)が5倍
    ルビー&サファイヤが6倍
    ダイヤモンドが20倍         の硬さになるようです。
宝石は屈折率(含む複屈折)とその微妙な反射や着色で、えも言われぬ輝きを醸し出しますが、傷つきにくい処も一つの特徴なのでしょうね。
宝石好きな女人の中には、他人を傷つけるが自分は傷つかない人もいるようで、こんな人はたぶん人身ともに宝石に近づいているのではと?ふと物悲しく少し恐怖を覚えたりする今日この頃です。
この写真は、ガラス中に出来たジルコン結晶の写真で、偏光干渉色を示しています。
ガラス中のジルコン結晶

ガラスの組成と用途(ほんの一部)

ガラスの組成について調べてみました。一番多いガラスは、たぶん窓などに使われているガラスであろう。むかしはなるべく熔かしやすい組成で、酸化ナトリウムなどが多く含まれていたか?それでも大きく変更はされていないと思われるかな?そんなことを考えながら、一覧表を作成してみました。いろんなガラス?製造し易い、耐熱性がある、熱ショックに強い、水や酸やアルカリに強いなどなど、いろんな性質を持っているガラスが数多く製造されているようです。高級レンズなどに使うガラスは一寸傍によけておいて、生活の中でよくみるガラスについてその組成を図にしてみました。やはりシリカ(SiO2)が最も多く含まれ、それ以外では酸化カルシウムやマグネシウム、ホウ酸や酸化アルミニウムなどが多く含まれ、融け易くするため酸化ナトリウムもそれなりに使用され、加えて、ガラス溶融における融剤にはソーダ灰や硼砂がよく使われているようです。
その内容を以下の図のように表してみました。glass composition
これで、一般に眼にするガラスの一部であることに驚きます。これ以外にも色々な成分が鼻薬として含まれ種々の用途に使用されているようですね。

クラックの進行速度

ガラスの割れる速度はどの程度なのだろうとふと思い色々見ていくと、秒速1km程度はあるのではとのところに落ち着いた。クラックのスピードは小難しくいえば加える圧力、おんどや湿度で変化するようですが、物が当たって割れるときの力はあまり変わらないと適当に考えた結果、こんなところに落ち着いたしだいです。
音速が340m/sec「秒速=331.5+0.6x(温度)」程度なので、音速の3倍程度の速さになりそうです。このような割れのスピードを観察するには、ハイスピードカメラで観察することができます。その映像はWEBで見れるので興味ある方は以下のリンクをクリックしてみてもよいかと?そんな暇の無い方は、とりあえずその一部を抜書きしてみました。一秒間に1,5000コマ撮影できるカメラの技術も凄いものだと思います。
クラックの進行
http://www.photron.co.jp/mitaiken/precision.html

ガラス断面のシュリーレン観察

ガラスの断面をシュリーレン(SCHLIEREN)法により撮影し観察すると均質でないことがよくわかります。
壜ガラスや板ガラスではこの図のような感じになり側面からの観察ではほぼ均質なのですが、これを断面から観察すると不均質が確認されます。光学用のガラスでは、このような乱れは存在しません。
観察には、一寸した装置を用意しなければなりませんが、その装置にセットして観察すれば簡単に確認できます。
この図は、理解しやすくするために、撮影した画像(ストリエグラフ)と撮影前のガラス筒を合体させたので実際の写真は断面だけの写真になります。
筒状ガラスの断面シュリーレン(Schlieren)

窓ガラスの蛍光発色

建築用の板ガラスは現在その殆どがフロート法で生産されています。このガラスには裏と表があり、紫外線を照射することでその判定が出来ます。紫外線ランプ(S又は254nm)で表面を照射すると一寸した暗闇でガラスの表面が白紫の蛍光を示します。その様子を示すと次のようになります。
このガラス表面を360nm(L)の紫外線で照射してもこのような判定は困難になります。
実際にやってみると結構面白いですよ。
フロートガラスの蛍光

偏光干渉色

一般に偏光膜を直交にして、暗視や状態とし、その中に歪(内部応力)を持ったガラスを入れると応力に対応した干渉色を表します。その色の変化は図のようになり、綺麗な干渉色を示します。
色の変化が最も敏感な赤紫色の干渉部分を基準にして内部応力の変化を見ると微妙な応力の違いが色の変化で表現できます。
この干渉色は互いに直交させた2枚の偏光板の間で観察できると説明されていますが、偏光軸を平行にした状態でも観察でき、後者のほうが敏感に反応するそうです。鋭敏色といわれる部分はR=530nm付近になります。
140209干渉色02

型板ガラス

昭和40年代に盛んに生産された型板ガラスは、玄関、風呂の扉、トイレの窓、パーティションなど様々に使用されていましたが。今は見る影もありません。そんな昔のガラスに思いを寄せ、その頃の柄模様の一部をまとめてみました。結構色んな柄があり眺めてみるのも良いものです。
ちなみに、これらの柄には名前が付いていて、「いしがき、かすり、からたち、らんまん、ぎんが、クローバー、ささ、つた、ときわ、のみち、かるた、もみじ、めばえ、なると」などとなり、懐かしい響きがありますね~。
型板ガラスその1

型板ガラスその2
いかがですか?レトロな感じが中々のものでは?

プロフィール

Mr. Gt

Author:Mr. Gt
昭和生まれのチョット若そうに見えるけれど結構年取っているかも?
いつも真面目だけど、時々不真面目、これで奥さまに怒られている。酒も飲めるが雰囲気が好きなたち、ガラスの問題ばかり考えて半生を過ぎ反省少し。奥さん孝行しながら暮らしています。

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