Thang đo độ cứng Mohs áp dụng cho vật liệu mặt lưng điện thoại như thế nào

Thang đo độ cứng Mohs là gì, và vì sao nó lại liên quan đến việc mặt lưng điện thoại có dễ bị trầy khi để chung túi quần với chìa khoá hay không?

Thang Mohs là hệ thống xếp hạng độ cứng tương đối của vật liệu, do nhà khoáng vật học Friedrich Mohs đề xuất, xếp từ 1 (talc, mềm nhất) đến 10 (kim cương, cứng nhất). Nguyên tắc cơ bản của thang đo này là vật liệu có số hạng cao hơn sẽ làm trầy được vật liệu có số hạng thấp hơn, còn vật liệu có số hạng thấp hơn không thể làm trầy vật liệu cứng hơn nó. Đây là thang đo tương đối theo thứ tự, không phải thang đo tuyến tính – khoảng cách độ cứng giữa hạng 9 và 10 lớn hơn nhiều so với khoảng cách giữa hạng 1 và 2.

Khi áp vào vật liệu mặt lưng điện thoại, thang Mohs giúp giải thích vì sao một số vật liệu dễ trầy hơn hẳn những vật liệu khác trong cùng điều kiện sử dụng:

• Nhôm và các kim loại khung mềm thuộc nhóm tương đối thấp trên thang Mohs, nên dễ bị trầy bởi cát, đá nhỏ hay các bề mặt kim loại khác cứng hơn.
• Kính cường lực dùng cho mặt lưng và mặt trước có độ cứng cao hơn đáng kể so với kim loại khung, nên chống trầy tốt hơn trước cát và bụi thông thường, nhưng vẫn có thể bị trầy bởi thạch anh trong cát mịn hoặc đá granit.
• Sapphire crystal – vật liệu đôi khi dùng cho mặt kính camera – nằm gần đỉnh thang Mohs, chỉ đứng sau kim cương, nên gần như không bị trầy bởi các vật liệu thường gặp trong túi quần hay balo.
• Thép không gỉ và titan dùng làm khung có độ cứng cao hơn nhôm, nên chống trầy xước bề mặt tốt hơn trong sử dụng hàng ngày.

Điểm cần lưu ý là độ cứng theo thang Mohs chỉ đo khả năng chống trầy xước bề mặt, không phản ánh khả năng chịu va đập hay chống nứt vỡ. Một vật liệu có thể đứng hạng cao trên thang Mohs nhưng lại giòn, dễ nứt khi rơi hoặc bị bẻ cong, trong khi vật liệu mềm hơn về độ cứng bề mặt lại có thể dẻo dai hơn khi chịu lực va đập. Hai đặc tính này – chống trầy và chống vỡ – là hai thông số vật liệu học độc lập với nhau.

Nhầm lẫn cần làm rõ

“vật liệu càng cứng theo thang Mohs thì càng bền, càng khó hỏng” là cách hiểu gộp hai khái niệm khác nhau làm một. Độ cứng bề mặt (chống trầy) và độ bền va đập (chống nứt vỡ) không tỷ lệ thuận với nhau. Kính và sapphire có độ cứng cao trên thang Mohs, chống trầy rất tốt, nhưng lại dễ nứt vỡ hơn kim loại khi rơi ở góc cạnh hoặc chịu lực uốn, trong khi kim loại khung tuy dễ trầy hơn nhưng lại chịu va đập và biến dạng tốt hơn nhiều.

Xem thêm

Nội dung này thuộc cụm bài Khung nhôm/titan/kính: tổng hợp bài viết. Xem thêm Khung titan có thực sự nhẹ và bền hơn khung nhôm, đánh đổi ở đâu.