Јуче ми се Жанг из лабораторије поново жалио да су подаци испитивања абразивних узорака увек недоследни. Потапшао сам га по рамену и рекао: „Брате, као научници који се баве материјалима, не можемо само да гледамо техничке листове; морамо да упрљамо руке и разумемо карактеристике ових белих растопљених микропрахова алуминијума.“ То је истина; баш као што искусан кувар зна праву температуру за кување, ми, испитивачи, прво морамо да се „спријатељимо“ са овим наизглед обичним белим праховима.
Бели растопљени алуминијумски микропрах је у индустрији познат као кристални обликалуминијум оксид, са тврдоћом од 9 по Мосовој скали, одмах после дијаманта. Али погрешили бисте када бисте га третирали као још један тврди материјал. Прошлог месеца смо добили три серије узорака од различитих произвођача. Сви су изгледали као снежно бели прах, али под електронским микроскопом, сваки је имао своје карактеристике - неке честице су имале оштре ивице попут крхотина разбијеног стакла, док су друге биле глатке попут финог песка на плажи. То доводи до првог проблема: испитивање тврдоће није једноставна игра бројева.
Обично користимо тестер микротврдоће, где притиснете увлакач надоле и подаци се појављују. Али постоје нијансе: ако је брзина оптерећења превелика, крхке честице могу изненада да пукну; ако је оптерећење прелако, нећете измерити праву тврдоћу. Једном сам намерно тестирао исти узорак при две различите брзине, а резултати су се разликовали за пуних 0,8 јединица тврдоће по Мохсовој скали. То је као да куцнете лубеницу зглобовима прстију; превише силе и пукнете је, премало и не можете рећи да ли је зрела. Дакле, сада, пре тестирања, морамо да „кондиционирамо“ узорке у константној температури и влажности 24 сата како би се прилагодили „температури“ лабораторије.
Што се тиче испитивања отпорности на хабање, то је још вештији занат. Конвенционална метода је употреба стандардног гуменог точка за трљање узорка под фиксним притиском и мерење хабања. Али у пракси сам открио да свако повећање влажности околине од 10% може изазвати флуктуацију стопе хабања од више од 5%. Прошле године током кишне сезоне, низ експеримената поновљених пет пута показао је веома раштркане податке и коначно смо открили да је то зато што одвлаживање клима уређаја није исправно функционисало. Мој супервизор је рекао нешто чега се још увек сећам: „Време испред лабораторијског прозора је такође део експерименталних параметара.“
Још занимљивији је утицај облика честица. Те оштроугле микрочестице се брже троше под малим оптерећењима – попут оштрог, али крхког ножа који се лако крњи при сечењу тврдих материјала. Сферне честице, посебно обликоване специфичним поступком, показују запањујућу стабилност при дуготрајном цикличном оптерећењу. Ово ме подсећа на каменчиће на речном кориту близу мог родног града; године ерозије услед поплава само су их ојачале. Понекад апсолутна тврдоћа није равноправна одговарајућој жилавости.
Постоји још једна лако превиђена тачка у процесу тестирања: расподела величине честица. Сви се фокусирају на просечну величину честица, али оно што заиста утиче на отпорност на хабање је често тих 10% ултрафиних и крупних честица. Оне су као „посебни чланови“ тима; премало их је и немају никаквог ефекта, превише их је и ремете укупне перформансе. Једном, након што смо издвојили 5% ултрафиног праха, отпорност на хабање целе серије материјала побољшала за 30%. Ово откриће ми је донело похвале од Олд Ванга пола месеца на састанку тима.
Сада, после сваког теста, развио сам навику да сакупљам одбачене узорке. Бели прахови из различитих серија заправо имају мало другачији сјај под светлошћу; неки су плавичасти, неки жућкасти. Искусни техничари кажу да је то манифестација разлика у кристалној структури, а те разлике се често бележе само као мала фуснота на техничком листу инструмента. Они који раде рукама знају да материјали имају свој живот; они причају своје приче кроз суптилне промене.
На крају крајева, тестирањебели корунд микро-прахје као упознавање особе. Бројеви у резимеу (тврдоћа, величина честица, чистоћа) су само основне информације; да бисте то заиста разумели, потребно је да видите његове перформансе под различитим притисцима (промене оптерећења), у различитим окружењима (промене температуре и влажности) и након дуже употребе (тестирање замора). Машина за испитивање хабања од милион долара у лабораторији је веома прецизна, али коначна процена се и даље заснива на искуству додира и погледа - баш као стари машиниста који може да каже шта није у реду са машином само слушајући њен звук.
Следећи пут када видите једноставну „Тврдоћа 9, одлична отпорност на хабање“ у извештају о испитивању, можда ћете желети да се питате: под којим условима, у чијим рукама и након колико кварова је постигнут овај „одличан“ резултат? На крају крајева, ти тихи бели прахови не говоре, али свака огреботина коју остављају за собом је најискренији језик.