硬度是指材料抵抗其他物質(zhì)刻劃或壓入其表面的能力。在實(shí)際應(yīng)用中，由于測(cè)量方法不同，測(cè)得的硬度所代表的材料性能也不同。例如，晶體材料使用劃痕硬度反映材料抵抗斷裂破壞的能力，而金屬材料采用的靜載壓入硬度表征材料抵抗塑性形變的能力，靜載壓入硬度是在靜壓下將一硬的物體壓入被測(cè)材料的表面，以表面壓入凹面單位面積上的荷載表示被測(cè)物體的硬度。因此，硬度沒(méi)有統(tǒng)一的定義，各種硬度單位也不同，彼此間沒(méi)有固定的換算關(guān)系。根據(jù)試驗(yàn)方法不同，常用的有邵氏硬度、布氏硬度、巴氏硬度、洛氏硬度(硬度計(jì)外形如圖所示)和維氏硬度、顯微硬度、莫氏硬度等。

       金剛石是世界上最硬的材料。科學(xué)家將材料的莫氏硬度分為10級(jí)，1級(jí)稱為1度。金剛石的硬度為10度，被稱為硬度之王！

洛式溫度計(jì)

       材料的硬度取決于其化學(xué)組成和物質(zhì)結(jié)構(gòu)，離子半徑越小，離子電價(jià)越高，配位數(shù)越小，則結(jié)合能越大，抵抗外力刻劃和壓入的能力就越強(qiáng)，所以硬度就越大。

       硬度的尺度有兩類，一類是絕對(duì)硬度，另一類是相對(duì)硬度，如莫氏硬度就是一種相對(duì)硬度，它不表示軟硬的程度，只表示硬度由小到大的順序，順序在后面的材料能劃破前面材料的表面。礦物學(xué)中通常所稱的硬度多是指莫氏硬度，莫氏硬度是表示礦物硬度的一種標(biāo)準(zhǔn)，該方法由德國(guó)礦物學(xué)教授Mohs'Friedrich1824年創(chuàng)立而命名。確定這一標(biāo)準(zhǔn)的方法是，用棱錐型金剛石鉆針刻劃礦物的表面而產(chǎn)生劃痕，用測(cè)得的劃痕的深度來(lái)表示硬度。通常，以常見(jiàn)的十種礦物作為標(biāo)準(zhǔn)用相互刮擦以區(qū)分孰硬孰軟，習(xí)慣上礦物學(xué)或?qū)毷瘜W(xué)上都是用莫氏硬度。莫氏硬度計(jì)以十種不同硬度的礦物為依據(jù)，相應(yīng)地將硬度由低到高分為十個(gè)等級(jí)(見(jiàn)下表)：

       各等級(jí)之間的差別并非均等。排在后面的礦物能刻劃其前任一種礦物。

       金剛石具有穩(wěn)定的四面體結(jié)構(gòu)，每個(gè)碳原子與其鄰近四面體各角上排列的原子形成共價(jià)鍵，并且碳原子間的鍵長(zhǎng)較短，這種較短的共價(jià)鍵具有很強(qiáng)的抗變形能力，因而金剛石具有很大的硬度。自從2700多年前被人類首次發(fā)現(xiàn)以來(lái)，金剛石一直被認(rèn)為是自然界中最硬的材料。

       使用時(shí)，用標(biāo)準(zhǔn)礦物與未知硬度的被測(cè)量礦物相互刻劃。如該礦物能被磷灰石刻劃，而不能被螢石刻劃，則該礦物的硬度為4~5。沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)硬度礦物時(shí)，也可以用日常用品來(lái)測(cè)定。如指甲硬度為2.5、硬幣為3.5、刀刃為5.5、玻璃為6。大于6以上幾乎都應(yīng)屬于寶石之類的礦物。作為寶石，通常都有較高的硬度。如蛋白石的硬度為5.5~6.5,水晶為6.5~7，鋅尖晶石為7.5~8。金綠寶石為8.5，藍(lán)寶石和紅寶石的硬度為9，僅次于金剛石。

       精確的測(cè)定礦物硬度還需用顯微硬度計(jì)或測(cè)硬儀完成。如顯微硬度計(jì)實(shí)際上是一臺(tái)設(shè)有加負(fù)荷裝置的顯微鏡。金剛石為目前地球上最硬的物質(zhì)，如下表是金剛石與其他某些硬質(zhì)材料硬度的對(duì)比，金剛石的諾氏硬度大約是石英的8.5倍，剛玉的4.4倍，碳化鎢的3.7倍，碳化硼的3.1倍，立方氮化硼的1.56倍。

       金剛石硬度具有方向性，八面體晶面硬度大于菱形十二面體晶面硬度，菱形十二面體晶面硬度大于六面體晶面硬度。金剛石在空氣中的摩擦系數(shù)極小，只有0.1左右。因此金剛石的耐磨性和研磨能力是所有磨削材料中最好的。