Вчера, Жанг од лабораторијата повторно ми се пожали дека податоците од тестот на абразивните примероци секогаш биле недоследни. Го потапкав по рамото и му реков: „Брате, како научници за материјали, не можеме само да гледаме листови со податоци; мора да си ги извалкаме рацете и да ги разбереме карактеристиките на овие бели микропрашоци од стопен алумина.“ Ова е вистина; исто како што искусен готвач ја знае вистинската температура за готвење, ние, тестерите, прво треба да се „спријателиме“ со овие навидум обични бели прашоци.
Белиот микроправ од фузирана алумина е познат во индустријата како кристална форма наалуминиум оксид, со Мосова тврдост од 9, втора по големина веднаш по дијамантот. Но, би било погрешно да го третирате како уште еден тврд материјал. Минатиот месец добивме три серии примероци од различни производители. Сите изгледаа како снежнобел прав, но под електронски микроскоп, секоја од нив имаше свои карактеристики - некои честички имаа остри рабови како скршени стаклени парчиња, додека други беа мазни како ситен песок од плажа. Ова води до првиот проблем: тестирањето на тврдоста не е едноставна игра со броеви.
Најчесто користиме тестер за микротврдост, каде што го притискате вдлабнувачот надолу и податоците излегуваат. Но, постојат нијанси: ако брзината на вчитување е пребрза, кршливите честички може одеднаш да попуштат; ако оптоварувањето е премногу мало, нема да ја измерите вистинската тврдост. Еднаш, намерно го тестирав истиот примерок со две различни брзини, а резултатите се разликуваа за цели 0,8 Мохс единици за тврдост. Тоа е како да тропате лубеница со зглобовите на прстите; премногу сила и ја кршите, премалку и не можете да кажете дали е зрела. Па сега, пред тестирањето, мора да ги „кондиционираме“ примероците во средина со константна температура и влажност 24 часа за да им дозволиме да се прилагодат на „темпераментот“ на лабораторијата.
Што се однесува до тестирањето на отпорност на абење, тоа е уште повешт занает. Конвенционалниот метод е да се користи стандардно гумено тркало за триење на примерокот под фиксен притисок и мерење на абењето. Но, во пракса, открив дека секое зголемување од 10% на влажноста на околината може да предизвика флуктуација од повеќе од 5% во стапката на абење. Минатата година, за време на дождовната сезона, серија експерименти повторени пет пати покажаа диво расфрлани податоци и конечно откривме дека тоа е затоа што одвлажнувањето на климатизерот не работеше правилно. Мојот супервизор рече нешто што сè уште го паметам: „Времето надвор од прозорецот на лабораторијата е исто така дел од експерименталните параметри“.
Уште поинтересно е влијанието на обликот на честичките. Оние микрочестички под остри агли се трошат побрзо под мали оптоварувања - како остар, но кршлив нож што лесно се крши при сечење тврди материјали. Сферичните честички, специјално обликувани преку специфичен процес, покажуваат неверојатна стабилност под долготрајно циклично оптоварување. Ова ме потсетува на камчињата на речното корито во близина на мојот роден град; годините на ерозија од поплави само ги правеа поцврсти. Понекогаш, апсолутната тврдост не е никаква споредба со соодветната цврстина.
Постои уште една лесно занемарлива точка во процесот на тестирање: распределбата на големината на честичките. Секој се фокусира на просечната големина на честичките, но она што навистина влијае на отпорноста на абење често се тие 10% од ултрафините и грубите честички. Тие се како „специјални членови“ на тимот; премалку и немаат никаков ефект, премногу и ги нарушуваат целокупните перформанси. Еднаш, откако избришавме 5% од ултрафиниот прав, отпорноста на абење на целата серија материјал се подобри за 30%. Ова откритие ми донесе пофалби од Стариот Ванг половина месец на состанокот на тимот.
Сега, по секој тест, развив навика да ги собирам отфрлените примероци. Белите прашоци од различни серии всушност имаат малку поинаков сјај под светлината; некои се синкави, некои жолтеникави. Искусните техничари велат дека ова е манифестација на разлики во кристалната структура, а овие разлики често се забележуваат само како мала фуснота на листот со податоци за инструментите. Оние кои работат со свои раце знаат дека материјалите имаат свој живот; тие ги раскажуваат своите приказни преку суптилни промени.
На крајот на краиштата, тестирањетомикро-прав од бел корунде како да запознаеш некого. Броевите на CV-то (тврдост, големина на честички, чистота) се само основни информации; за навистина да го разберете, треба да ги видите неговите перформанси под различни притисоци (промени на оптоварување), во различни средини (промени на температура и влажност) и по продолжена употреба (тестирање на замор). Машината за тестирање на абење, вредна милион долари, во лабораторијата е многу прецизна, но конечната пресуда сè уште се потпира на искуството од допир и поглед - исто како стар машинист кој може да каже што не е во ред со машина само со слушање на нејзиниот звук.
Следниот пат кога ќе видите едноставна натпис „Тврдост 9, одлична отпорност на абење“ на извештајот од тестот, можеби ќе сакате да прашате: под какви услови, во чии раце и по колку неуспеси е постигнат овој „одличен“ резултат? На крајот на краиштата, тие тивки бели прашоци не зборуваат, но секоја гребнатинка што ја оставаат зад себе е најискрениот јазик.