Thang độ cứng Mohs​ là gì? Thang Mohs có bao nhiêu cấp độ?

“Lửa thử vàng, gian nan thử sức” – kim loại dùng lửa để kiểm chứng, con người dùng thử thách để bộc lộ bản lĩnh. Còn với đá quý, thứ xác định độ bền và khả năng chống trầy xước lại không nằm ở cảm tính, mà được đo bằng một tiêu chuẩn khoa học: thang độ cứng Mohs.

Đây chính là “bí mật” giúp giới chế tác và người yêu trang sức hiểu được vì sao có loại đá bền bỉ qua năm tháng, có loại lại dễ xước chỉ sau vài lần sử dụng. Vậy thang độ cứng Mohs thực chất là gì và vì sao nó lại trở thành thước đo quen thuộc trong ngành kim hoàn? Hãy cùng Meez tìm hiểu ngay sau đây.

Thang độ cứng Mohs là gì?

Thang độ cứng Mohs là hệ thống đánh giá độ cứng tương đối của khoáng vật, dựa trên khả năng khoáng vật này làm trầy xước khoáng vật khác. Nguyên tắc rất đơn giản: loại đá có độ cứng cao hơn sẽ làm xước loại đá mềm hơn.

Hệ thống này được giới thiệu năm 1812 bởi nhà khoáng vật học người Đức Friedrich Mohs. Với thang điểm từ 1 đến 10 – trong đó talc mềm nhất và kim cương cứng nhất – thang Mohs trở thành tiêu chuẩn quan trọng trong ngành đá quý và kim hoàn. Nhờ thang đo này, các nghệ nhân, chuyên gia và người yêu trang sức có thể xác định độ bền, khả năng chống trầy xước cũng như mức độ phù hợp của từng loại đá khi chế tác nhẫn, dây chuyền hay trang sức đeo hằng ngày.

Chẳng hạn, thạch anh (Quartz) có độ cứng 7 nên có thể làm trầy thủy tinh (khoảng 5,5). Trong khi đó, kim cương đứng ở mức 10 – cứng nhất trong tự nhiên – có thể làm xước hầu hết mọi loại đá khác. Đây cũng là lý do kim cương luôn được ưu ái trong các thiết kế trang sức cao cấp tại Meez, nơi độ bền và vẻ đẹp lâu dài luôn được đặt lên hàng đầu.

10 cấp độ của thang đo Mohs mới nhất

Khi được công bố lần đầu, thang đo Mohs gồm 10 cấp độ, mỗi cấp ứng với một khoáng vật đại diện. Mức độ cứng được sắp xếp từ 1 đến 10 – trong đó mềm nhất là Talc (1) và cứng nhất là Kim cương (10). Đây là nền tảng để các nhà khoáng vật học, thợ kim hoàn và giới chế tác đá quý đánh giá khả năng chống trầy xước của từng loại khoáng vật.

Dưới đây là bảng thang đo Mohs nguyên bản:

Mặc dù thang Mohs là hệ thống thang đo tương đối, không phản ánh chính xác khoảng cách độ cứng tuyệt đối giữa từng cấp, nhưng đây vẫn là phương pháp được ứng dụng rộng rãi nhất hiện nay. Thực tế, chênh lệch độ cứng giữa hai khoáng vật liền kề có thể rất lớn — ví dụ kim cương cứng gấp nhiều lần so với corundum.

Dù còn một số hạn chế trong thực nghiệm, đặc biệt vì khoáng vật tự nhiên có đặc tính vật lý không hoàn toàn đồng nhất, thang đo Mohs vẫn được xem là một trong những phát minh quan trọng nhất của ngành khoáng vật học. 

Ứng dụng của thang đo Mohs mà ít ai biết

Kiểm định độ chịu trầy xước và độ bền của đá quý

Trong ngành kim hoàn, thang đo Mohs là “công cụ bí mật” giúp đánh giá độ cứng của đá. Các chuyên gia thường dùng bộ dụng cụ chuyên dụng gồm 10 đầu nhọn, tương ứng với 10 khoáng vật trong thang Mohs. Họ sẽ lần lượt chạm từng đầu lên bề mặt đá; khi xuất hiện vết trầy, độ cứng của mẫu vật được xác định.

Tuy nhiên, phương pháp này ít khi áp dụng cho trang sức cao cấp vì có thể gây trầy xước mẫu – điều mà các thương hiệu như Meez luôn hạn chế tối đa để giữ nguyên vẻ đẹp của đá quý.

Ứng dụng trong khai thác khoáng vật và nghiên cứu mẫu mới

Không chỉ xuất hiện trong ngành trang sức, thang Mohs còn được dùng trong khai thác khoáng sản để nhận diện độ cứng của các khoáng vật mới. Việc xác định độ cứng giúp các chuyên gia có thể phân loại chính xác, bổ sung dữ liệu vào kho tàng khoáng vật học, đồng thời lựa chọn máy móc và công cụ chế tác phù hợp.

Nhờ đó, quá trình khai thác và nghiên cứu trở nên chính xác và tiết kiệm hơn.

Công cụ giảng dạy quan trọng trong ngành khoáng vật – địa chất

Thang độ cứng Mohs cũng xuất hiện trong các buổi thực hành của sinh viên ngành địa chất. Dựa vào thang đo, họ có thể phân tích mẫu khoáng vật, xác định đặc tính vật lý, từ đó hiểu rõ hơn về cấu trúc vật chất và quá trình hình thành của từng loại đá.

Độ cứng của khoáng vật còn giúp các nhà khoa học dự đoán điều kiện áp suất – nhiệt độ tạo ra chúng trong lòng đất, mở ra nhiều nghiên cứu quan trọng về lịch sử địa chất.

Dù được tạo ra từ thế kỷ 19, thang đo Mohs vẫn là bước tiến lớn trong ngành khoáng vật học. Nhỏ gọn, dễ dùng, tiết kiệm chi phí và mang tính ứng dụng cao — đây là lý do thang Mohs vẫn được ưu tiên sử dụng cho đến ngày nay, từ phòng thí nghiệm, công trường khai thác cho đến các xưởng chế tác trang sức cao cấp như Meez.

Cách xác định độ cứng của đá quý (khoáng vật)

Độ cứng của đá quý là yếu tố quan trọng quyết định khả năng chống trầy xước và độ bền khi chế tác trang sức. Trong ngành kim hoàn, độ cứng thường được đánh giá thông qua thang đo Mohs – tiêu chuẩn đơn giản nhưng cực kỳ hữu ích giúp xác định đá nào đủ bền để làm nhẫn, dây chuyền hay trang sức đeo hằng ngày. Dưới đây là những cách đo độ cứng của đá quý được dùng phổ biến trong thực tế.

Xác định độ cứng bằng thang độ cứng Mohs

Đây là phương pháp được giới đá quý tin dùng nhất. Thang độ cứng Mohs gồm 10 khoáng vật chuẩn, từ talc (H=1) đến kim cương (H=10).

Cách thử rất đơn giản: dùng khoáng vật đã biết độ cứng để chà nhẹ lên bề mặt mẫu cần kiểm tra.

• Nếu mẫu bị trầy → nó mềm hơn khoáng vật thử.

• Nếu không trầy → nó cứng hơn.

Ví dụ: Nếu đá bị Apatite (H=5) làm trầy nhưng không bị Fluorite (H=4) làm xước, độ cứng của đá sẽ nằm trong khoảng 4–5.

Dùng vật dụng quen thuộc để ước tính độ cứng

Khi không có bộ mẫu khoáng vật, bạn vẫn có thể ước lượng độ cứng bằng một số vật dụng có độ cứng gần đúng như:

• Móng tay: ~2.5

• Đồng xu: ~3.0

• Dao thép / lưỡi dao cạo: ~5.5

• Mảnh thủy tinh: ~5.5 – 6.0

Ví dụ: Nếu đá không bị xước bởi móng tay nhưng bị đồng xu làm trầy, độ cứng của đá vào khoảng 2.5–3.

Đo độ cứng bằng bút thử Mohs (Mohs Hardness Picks)

Trong ngành đá quý chuyên nghiệp, bộ bút đo Mohs là dụng cụ gần như “bất ly thân”. Bộ bút gồm các đầu thử từ 1 đến 10, tương ứng với từng mức cứng.

Cách dùng: Chà nhẹ từng đầu bút theo thứ tự tăng dần. Đầu bút nào để lại vết trầy rõ rệt, thì độ cứng của đá nằm ngay dưới mức đó.

Ưu điểm:

• Độ chính xác cao

• Không cần mẫu khoáng vật đối chiếu

• Dùng được cho cả đá thô lẫn đá đã cắt mài

Quan sát kỹ vết trầy sau khi thử

Để tránh nhầm lẫn giữa vết trầy thật và vệt cặn bám, bạn nên lau nhẹ bề mặt đá rồi quan sát lại dưới ánh sáng hoặc dưới kính lúp. Vết trầy thật sẽ nhìn rõ hoặc cảm nhận được bằng móng tay. Vệt cặn thì sẽ biến mất khi lau.

Kết hợp độ cứng với các đặc tính khác của đá

Độ cứng đo theo thang độ cứng Mohs chỉ là một phần trong việc nhận dạng khoáng vật. Để phân biệt chính xác – đặc biệt với những loại có độ cứng gần giống nhau như ruby và spinel – chuyên gia sẽ kết hợp thêm nhiều yếu tố khác như: màu sắc, vết vạch (streak), độ bóng (luster), dạng tinh thể, tỷ trọng…

Cách đánh giá tổng hợp giúp xác định đúng loại đá và chất lượng thực tế của chúng.

Lưu ý quan trọng

Độ cứng đo theo thang độ cứng Mohs không phải là thước đo duy nhất để đánh giá độ bền của đá quý. Ví dụ, kim cương có độ cứng 10 – gần như không trầy xước – nhưng vẫn có thể bị nứt vỡ nếu chịu va đập mạnh vào đúng điểm yếu. Vì vậy, khi chọn đá để chế tác trang sức, cần xem xét thêm độ dai, độ bền tổng thể và kỹ thuật cắt mài.

Tại Meez, những yếu tố này luôn được kiểm tra cẩn thận để mỗi viên đá khi lên trang sức đều đảm bảo độ bền, an toàn và giữ được vẻ đẹp trọn vẹn theo thời gian.