Identification minéraux SVP

[Géomac]

@gaeldeploeg Tout à fait d'accord avec toi ! Je préfère largement être dans ce domaine que dans la sécurité où il y a un sacré stress (imprévus, dangers à maîtriser) même si c'est un métier fort utile tant dans les centres commerciaux, les boites de nuit, l'agroalimentaire, les musées, les laboratoires, les hôpitaux, force de l'ordre que dans l'alpinisme et dans les carrières et mines !

 

La dureté du verre varie aussi selon composition. Pour ma part, mon couteau en inox ne raye pas le verre d'un verre de table mais un verre de bouteille est plus tendre, j'avais déjà testé cette expérience...d'ailleurs en raison de la nature différentes des verres de tables, on ne le recycle pas!

 

Sinon j'ai entendu que le diamant pouvait varier en dureté...surtout selon l'axe. Ses variations serviraient à tailler le diamant.

[MICA87]

Bon là, il faut arrêter 5 minutes...

Ce garçon à le droit d'avoir des réponses à ses questions... Le seul problème c'est qu'il faut aussi qu'il se canalise en apprenant à se poser, et en évitant de s'éparpiller un peu partout, et en évitant aussi de remettre en doute la parole des pros sur ce forum ou alors à bon escient .... !

Il faut d'abord qu'il fasse un effort de lecture sur les différents sujets et qu'il réponde aux questions sans partir sur des choses improbables... On est tous là pour apprendre...

Et puis on va pas en faire 3 pages pour répondre à sa demande de détermination !

Amicalement à tous ! 

[laurentdeshautesalpes]

il y a 19 minutes, jjnom a dit :

Si cette différence est liée à un handicap, je m'en voudrais de ne pas l'aider.

Sur le fil Titane et Peroskite qui, une fois de plus partait dans toutes les directions, la discussion s'est bien terminée. Ca m'a valu des compliments à m'en gêner.

Malgré les ruades de 1Frangin et d'autres il est toujours resté très correct.

Il a besoin d'être cadré, canalisé mais les vieux de la vieille avec leur expérience devraient  être capables de le ramener sur les bons chemins.

Je plaide donc l'indulgence au titre des circonstances atténuantes.

Je suis peut-être naïf mais ç'est comme pour la peine de mort: un seul innocent assassiné, c'est déjà de trop.

Au sujet du post sur les duretés des verres et des aciers: Geowiki n'affiche qu'une valeur pour le verre: 6,5. Celle d'une lime est sensée être aussi à 6,5. Or, une lime raye le verre d'une bouteille de bière... (à vérifier dans le Sud avec une bouteille de vin. Santé!)

jsuisd'accord avec toi

[La Brise]

Divertissant ce topique...

Bon courage a vous tous!

[Néodyme]

Hello,

Bon, je reviens étaler un peu ma science, j'ai beau être en retraite, j'ai encore mon diplôme d'ingénieur dans la poche, et il date d'une époque où on n'avait pas d'ordi, et où on avait intérêt à s'y connaître en métallurgie avant de se lancer dans la construction d'un pont ou d'un avion.

Si on parle de dureté, il ne faut pas aller chercher des cas extrêmes.

-le quartz définit le niveau 7 sur l'échelle de Mohs, et l'orthose (feldspath) le niveau 6. Ca vaut le coup d'investir 4 ou 5 euros et d'acheter un petit quartz et un petit feldspath bien pointu dans les "boîtes à gamins" qui pullulent dans toutes les bourses (...aux minéraux...s'entend!).

-le verre est généralement donné pour 6,5, mais là aussi il faut entendre "verre ordinaire" ou verre à vitre. J'ai fait des essais comparatifs entre une vitre lambda et une vitre trempée et du verre dit "cristal" (qui est juste un verre au plomb pour faire de la jolie vaisselle). Après j'ai trouvé des verres beaucoup moins durs (bouteilles) et aussi des plus durs.  Donc la dureté du "verre" est d'"environ" 6,5. C'est juste indicatif et sans garantie. En pratique j'ai un petit carré de verre ordinaire qui me sert à tester les cristaux.

-Pour l'acier, c'est encore plus vaste. Le pb, c'est qu'il y a des centaines de variétés. Un acier, c'est quoi? D'abord, c'est du fer, avec plus ou moins d'éléments d'alliage en plus. Le premier est le carbone: on part d'aciers à bas carbone (et peu d'autres choses) qui sont très "mous" (on dit ductiles) vulgairement appelés "aciers à ferrer les ânes", jusqu'à des aciers très fortement alliés, à fort taux de carbone ou pas. On va tomber dans des aciers spéciaux très durs, qui servent par exemple dans les tuyères ou les turbines de réacteurs. Ces aciers peuvent comporter dans leur formule du titane, du tungstène, du molybdène...etc. Et là on peut tomber sur des "anomalies". En effet, selon les conditions d'élaboration, le carbone peut s'allier au tungstène pour former du carbure de tungstène, réputé pour sa dureté, qui, au lieu de se "diluer" uniformément dans l'acier, peut s'agglomérer et former des "clusters" qui vont donner localement des points très durs, au point qu'une telle pièce pourra rayer du quartz.

Alors quand on dit que l'"acier" a une dureté de 5+, il faut entendre un acier courant, "grand public", mais de bonne qualité, pas pour ferrer les ânes. Par exemple, j'ai testé: un couteau suisse, une pointe à tracer, un scalpel, une grosse aiguille à coudre, et tous ces objets sont rayés par le quartz et l'orthose. Rayent-ils l'apatite? Je n'ai pas d'apatite assez grosse pour faire le test. Si on essaye de les rayer les uns avec les autres, (à la main bien sûr, pas avec un étau-limeur) on se rend bien compte qu'ils se valent. On sait tous qu'on peut scier un fer à béton avec une scie en acier, ou qu'on peut limer un acier avec une lime également en acier. Mais, oui, il y en a bien un qui est plus dur que l'autre, donc il faut choisir avec un peu de bon sens, et pour tester une dureté prendre plutôt un acier dur.

Voilà, j'espère que ça évitera des discussions oiseuses.

JP

[jjnom]

Ben, 2 lignes qui en déclenchent 20...

Comme il y a acier et acier, il y a verre et verre. Ce sont 2 produits industriels dont on fait varier les propriétés à volonté et entre autres la dureté. C'est pourquoi associer une seule dureté à un nom générique de produit n'a pas de sens.

Une orthose peut rayer faiblement (mais surement) une vitre ou une bouteille. Donc 6,5 est une valeur incorrecte pour un verre ordinaire. Mais si on joue avec les verres trempés (cloisons vitrées, ameublement,... ) là, ça grimpe et ça peut monter à 9 pour des"vitres" de smartphone. Idem avec les aciers selon les éléments d'alliage ou l'histoire thermique. Ca peut monter à 8,5. Soit on exprime les valeurs en fourchette associées à un nom générique, soit on précise le produit si on veut aboutir à une référence.

Conclusion de cette discussion:

l'orthose raye le verre ordinaire.  Dureté du verre ordinaire: 5,5

l'orthose raye "un couteau suisse, une pointe à tracer, un scalpel, une grosse aiguille à coudre" Dureté de l'acier ordinaire: 5,5

Et donc dureté verre ordinaire (bouteille, vitre) = dureté acier ordinaire (canif) = 5,5

Ah... pour l'apatite: voir du côté du boucher s'il peut fournir des dents. L'émail dentaire, c'est de l'hydroxyapatite. Dureté 5 (et non pas 7 comme dit sur Wikipedia)

[Géomac]

Merci beaucoup pour vos infos bien complètes! Oui c'est bien variable ! Vous avez un certain niveau d'expertise.  Je ne serai pas surpris qu'il y ait un certain nombre de PhD sur ce forum. 

Il y a d'ailleurs d'autres echelle de durete comme la dureté  vicker. J'ai acheté un bout de tungstene censé être plus dur que le quartz mais il l'est moins et sa dureté n'est pas de 7,5...sauf si cela concerne par exemple du tungstène écrouit et non un morceau tout bête qui a été fabriqué par frittage. Dans un livre j'ai vu que sa dureté Vicker était inférieur au quartz. En revanche la masse volumique que j'ai calculé par mesure est bien proche de 19000kg/m3 et cela paraît aussi assez dur. La dureté est un sujet passionnant qu'il ne faut pas confondre avec la résistance au choc comme nous le savons , ce serait bête de casser un diamant au marteau !;)

 

[laurentdeshautesalpes]

Le 13/05/2020 à 18:08, Néodyme a dit :

Hello,

Bon, je reviens étaler un peu ma science, j'ai beau être en retraite, j'ai encore mon diplôme d'ingénieur dans la poche, et il date d'une époque où on n'avait pas d'ordi, et où on avait i

JP

INCROYABLE comme quoi ......!!  gt persuadé que tu etais un jeune geologue(30-40 ans) respectet bonne soirée

[jjnom]

Il y a 1 heure, Géomac a dit :

Il y a d'ailleurs d'autres echelle de durete comme la dureté  vicker

 

La dureté des minéralos, la dureté Mohs, traduit quelque part la capacité d'un minéral à arracher de la matière d'un autre minéral par frottement.

Les duretés Vickers ou Brinell, traduisent la capacité d'une forme en carbure de tungstène à pénétrer dans un matériau sous une force donnée. Ce sont donc 2 mécanismes de test bien différents. Vickers: la forme est pyramidale. Brinell, la forme est sphérique.

 

Ce qui est surprenant, d'après les valeurs trouvées sur le web, est qu'en Vickers, le quartz serait 3 fois + dur que le tungstène (1100 vs 350) et qu'en Brinell, le tungstène serait 1,5 fois + dur que le quartz (250 vs 150)...

[mr42]

La correspondance entre les échelles de dureté des métallurgistes et des minéralogistes n’est pas aussi simple.

Dans les principes, on teste d’un côté la fragilité d’un matériau et de l’autre la ductilité.

Dans la méthode Vickers, on applique une pyramide de diamant sur la surface à tester avec une force bien définie et on calcule l’aire de l’empreinte laissée sur la surface. Sur un métal isotrope, l’empreinte a une forme carrée. La dureté est le rapport entre la force appliquée et la surface de l’empreinte.

On compte donc sur la déformation plastique, fréquente pour les métaux mais inexistante pour la plupart des minéraux.

 

J’ai quand même trouvé une étude assez ancienne mais très intéressante de quelqu’un qui a testé les 9 premiers minéraux constituant l’échelle de Mohs avec un pénétrateur Vickers.

 

https://rruff.info/doclib/MinMag/Volume_28/28-206-718.pdf

 

Les résultats sont instructifs mais les difficultés rencontrées le sont encore plus.

Suivant les minéraux, des phénomènes d’écaillage ou de fissuration plus ou moins marqués viennent compliquer la lecture des empreintes. Les niveaux 1 et 2 (talc et gypse) ont donné des empreintes peu lisibles.

L’empreinte n’a pas toujours la forme de carré ou à la rigueur de losange attendue.

Dans plusieurs cas (calcite, fluorine, quartz) on obtient des écarts importants selon les faces cristallines testées.

Entre la fluorine et l’apatite (duretés 5 et 6) l’écart est considérable, la dureté Vickers est multipliée par 3.

Entre l’apatite et l’orthose (duretés 5 et 6) l’écart est très faible, seulement 8 %.

 

Voici le tableau résumant les résultats obtenus par W Taylor :

 

Ils sont assez différents de ceux proposés par une autre source :

 

https://geology.com/minerals/mohs-hardness-scale.shtml

 

 

Pour en revenir aux aciers, il faut se rappeler qu’un acier est, comme une roche, constitué de cristaux différents.

Les aciers non alliés, les plus courants, sont formés de deux sortes de cristaux visible uniquement au microscope et après traitement approprié :

- la ferrite qui est du fer presque pur avec une dureté Vickers de l’ordre de 80 à 100,

- du carbure de fer ou cémentite (Fe3C) avec une dureté de 800 à 1000.

La dureté d’un acier dépend donc fortement de sa teneur en carbone mais aussi des traitements thermiques ou des déformations mécaniques subis.

Dans les aciers trempés, on trouve également la martensite avec une dureté Vickers proche de 1000.

La dureté Mohs d’un acier peut aller de moins de 4 jusqu’à 6,5.

[jjnom]

Ah... faudrait toujours se relire: Vickers c'est le diamant et le carbure, c'est pour Brinell.

@mr42 Confirmes-tu les valeurs que j'ai trouvées en Brinell pour le quartz et le Tungstène?

[Kayou]

[mr42]

Il y a 7 heures, jjnom a dit :

Confirmes-tu les valeurs que j'ai trouvées en Brinell pour le quartz et le Tungstène?

On trouve pas mal de référence pour le tungstène, elles donnent toutes pour le métal pur une dureté HV entre 300 et 350 donc bien en-dessous de ce qui est annoncé pour le quartz. Brinell ne devrait pas donner de valeur très différente.

Vickers, c’est une méthode de labo. Brinell est plutôt fait pour du contrôle en usine.

Un essai Brinell sur du quartz, ça doit être sportif !

[Néodyme]

Tout à fait passionnant. Je ne connaissais pas ce travail sur la comparaison Mohs-Vickers.

GARDEZ BIEN TOUS CE POST EN MEMOIRE, VOUS VOUDREZ SUREMENT LE RELIRE UN JOUR

Ca montre que Geof peut parfois aller bien au delà des polémiques stériles et permet le partage des connaissances, et c'est heureux!

JP

[SACHA16]

Merci pour ces tableaux comparatifs des duretés (dureté minérale et dureté mécanique). J'ai longtemps cherché cette comparaison entre dureté Mohs et dureté Vickers (voir aussi Rockwell), sans jamais être totalement satisfaite de ce que je trouvais. Cependant je reste quand même sur ma faim, j'aimerais quand même bien savoir comment ils ont fait pour obtenir des valeurs Vickers sur des minéraux, quand on sait que les essais de dureté Vickers sont établis à partir d'une mesure d'empreinte laissée sur le matériau testé?

J'aurais pu avoir un soupçon d'idée avec le principe Rockwell, mais pas avec Vickers. Si quelqu'un a une explication, elle sera la bienvenue, enfin surtout pour moi.

[Géomac]

Pareil Sacha je me pose la même question. Surtout que certains mineraux sont parfois microscopiques, ont des fractures ou zones de clivages  ou cristallisations différentes qui pourraient fausser l'interprétation des mesures. 

Et je m'interroge comment sur les mineraux très durs (plus durs que la machine) le test puisse être valide sans abîmer le support du test où le mineral est posé et compressé. 

+1 Neodyme!

[mr42]

Il y a 7 heures, SACHA16 a dit :

Cependant je reste quand même sur ma faim, j'aimerais quand même bien savoir comment ils ont fait pour obtenir des valeurs Vickers sur des minéraux, quand on sait que les essais de dureté Vickers sont établis à partir d'une mesure d'empreinte laissée sur le matériau testé?

 

C’est toujours pareil, on mesure les dimensions d’une empreinte.

Avec un matériau ductile comme un métal, on voit bien comment l’empreinte se forme par déformation plastique.

Avec un minéral fragile, je n’ai aucune expérience, j’essaie juste d’imaginer ce qu’il peut se passer.

Le texte précédent en anglais est formel, il y a bien une empreinte.

Quand on réalise un essai Vickers on appuie sur l’échantillon avec une certaine force. Pour équilibrer cette force, l’échantillon doit opposer une réaction de même intensité.

Cet équilibre ne peut avoir lieu que si la force est répartie sur une surface suffisante. Si le matériau à tester est très dur, cette surface peut être très petite, si le matériau est tendre il en faut beaucoup plus.

La pointe de la pyramide de diamant a une surface quasiment nulle. Le matériau ne peut résister que s’il épouse la forme de la pyramide.

Si c’est un matériau ductile, il se déforme jusqu’à obtenir la surface suffisante.

Si c’est un matériau fragile, on peut supposer qu’il se produit un broyage local.

 

Pour compléter ce que je viens d’écrire, voici un article qui compare la dureté Vickers de feldspaths, quartz et olivine :

https://www.persee.fr/docAsPDF/bulmi_0180-9210_1985_num_108_6_7902.pdf

 

Il confirme que ce sont des essais assez délicats à mener. Ce qui est intéressant, c’est que même avec des minéraux fragiles, il peut y avoir une certaine plasticité. La force appliquée doit être choisie avec soin : si elle est trop intense, on produit des fissures, des écailles, autant de défauts qui viennent fausser la mesure. Si elle est trop faible, l’empreinte est minuscule et la mesure manque de précision.

La plasticité n'explique pas tout, il peut aussi y avoir broyage et même clivage lorsque le minéral le permet.

 

J’ai aussi trouvé un texte qui explique comment tester la dureté de céramiques. Ici aussi, les auteurs insistent sur les risque d’écaillage ou de fracture. Vickers est déconseillé car les risques de fracture sont importants. C’est la méthode Knoop (pyramide à base losange très allongée) qui est finalement recommandée.

http://www.uobabylon.edu.iq/eprints/publication_3_348_1707.pdf

 

[SACHA16]

Il y a 16 heures, mr42 a dit :

Il confirme que ce sont des essais assez délicats à mener. Ce qui est intéressant, c’est que même avec des minéraux fragiles, il peut y avoir une certaine plasticité. La force appliquée doit être choisie avec soin : si elle est trop intense, on produit des fissures, des écailles, autant de défauts qui viennent fausser la mesure. Si elle est trop faible, l’empreinte est minuscule et la mesure manque de précision.

La plasticité n'explique pas tout, il peut aussi y avoir broyage et même clivage lorsque le minéral le permet.

C'est pour toutes ces raisons que j'étais septique quant à l'application sur des minéraux. Mais le concept existe et c'est toujours bon à savoir. Merci mr42.

Cela dit, J'ai quand même l'impression que ces essais sont majoritairement réservés à l'industrie de la céramique (ou des minéraux de synthèse).

[mr42]

il y a une heure, SACHA16 a dit :

Cela dit, J'ai quand même l'impression que ces essais sont majoritairement réservés à l'industrie de la céramique (ou des minéraux de synthèse).

Tout à fait.

Les références relatives aux minéraux sont très rares alors qu’on en trouve nettement plus pour les céramiques et en particulier les céramiques dentaires.

[manu des baronnies]

Le 10/05/2020 à 19:21, geopas a dit :

Vous donnez tous une super image du forum.

A oui, de beaux termes, très classe, plein de sagesse... avec des avis de pro !

et c'est pas la première fois pour certains !