Vakar Džans no laboratorijas man atkal sūdzējās, ka abrazīvo paraugu testa dati vienmēr ir pretrunīgi. Es viņam uzsita pa plecu un teicu: “Brāli, kā materiālzinātnieki mēs nevaram vienkārši skatīties uz datu lapām; mums ir jāsasmērē rokas un jāsaprot šo balto kausēto alumīnija oksīda mikropulveru īpašības.” Tā ir taisnība; tāpat kā pieredzējis šefpavārs zina pareizo gatavošanas temperatūru, mums, testētājiem, vispirms ir “jāsadraudzējas” ar šiem šķietami parastajiem baltajiem pulveriem.
Balts kausēta alumīnija oksīda mikropulveris rūpniecībā ir pazīstams kā kristāliska formaalumīnija oksīds, ar Mosa cietību 9, kas ir otrajā vietā aiz dimanta. Taču būtu nepareizi to uzskatīt par tikai vēl vienu cietu materiālu. Pagājušajā mēnesī mēs saņēmām trīs paraugu partijas no dažādiem ražotājiem. Tie visi izskatījās pēc sniegbalta pulvera, bet elektronmikroskopā katram no tiem bija savas īpašības — dažām daļiņām bija asas malas kā saplīsušiem stikla lauskas, bet citas bija gludas kā smalkas pludmales smiltis. Tas noved pie pirmās problēmas: cietības pārbaude nav vienkārša skaitļu spēle.
Mēs parasti izmantojam mikrocietības testeri, kurā, piespiežot iespiešanas ierīci, tiek iegūti dati. Taču ir nianses: ja ielādes ātrums ir pārāk liels, trauslas daļiņas var pēkšņi saplaisāt; ja slodze ir pārāk viegla, patieso cietību nevar izmērīt. Reiz es apzināti testēju vienu un to pašu paraugu ar diviem dažādiem ātrumiem, un rezultāti atšķīrās par veseliem 0,8 Mosa cietības vienībām. Tas ir kā piesist arbūzam ar pirkstu kauliem; pārāk liels spēks un tas saplaisā, pārāk mazs spēks un nevar pateikt, vai tas ir nogatavojies. Tāpēc tagad pirms testēšanas mums paraugi 24 stundas ir jā"kondicionē" nemainīgā temperatūras un mitruma vidē, lai tie varētu pielāgoties laboratorijas "temperamentam".
Kas attiecas uz nodilumizturības testēšanu, tā ir vēl jo lielāka meistarība. Parastā metode ir izmantot standarta gumijas riteni, lai berzētu paraugu ar fiksētu spiedienu un izmērītu nodilumu. Taču praksē es atklāju, ka ik pēc 10% vides mitruma palielināšanās var izraisīt nodiluma ātruma svārstības par vairāk nekā 5%. Pagājušajā gadā lietus sezonā virkne eksperimentu, kas tika atkārtoti piecas reizes, uzrādīja ļoti izkliedētus datus, un mēs beidzot atklājām, ka tas ir tāpēc, ka gaisa kondicioniera mitruma atdalīšanas sistēma nedarbojās pareizi. Mans vadītājs teica kaut ko tādu, ko es joprojām atceros: "Laikapstākļi ārpus laboratorijas loga arī ir daļa no eksperimentālajiem parametriem."
Vēl interesantāka ir daļiņu formas ietekme. Šīs asi leņķiskās mikrodaļiņas zemas slodzes apstākļos nolietojas ātrāk — līdzīgi kā ass, bet trausls nazis, kas viegli šķemb, griežot cietus materiālus. Sfēriskas daļiņas, kas īpaši veidotas, izmantojot īpašu procesu, ilgstošas cikliskas slodzes apstākļos uzrāda pārsteidzošu stabilitāti. Tas man atgādina oļus upes gultnē netālu no manas dzimtās pilsētas; gadu gaitā plūdu erozija tos ir tikai padarījusi stiprākus. Dažreiz absolūtā cietība nav salīdzināma ar atbilstošu izturību.
Testēšanas procesā ir vēl viens viegli aizmirsts punkts: daļiņu izmēra sadalījums. Visi koncentrējas uz vidējo daļiņu izmēru, bet nodilumizturību bieži vien patiesībā ietekmē tieši 10% īpaši smalko un rupjo daļiņu. Tās ir kā komandas “īpašie locekļi”; ja to ir pārāk maz, tām nav nekādas ietekmes, ja ir pārāk daudz, tās traucē kopējo veiktspēju. Reiz, pēc tam, kad atsijājām 5% īpaši smalkā pulvera, visas materiāla partijas nodilumizturība uzlabojās par 30%. Šis atklājums mani komandas sanāksmē pusmēneša garumā uzslavēja no Vecā Vanga.
Tagad pēc katra testa esmu izveidojis ieradumu savākt izmestos paraugus. Baltajiem pulveriem no dažādām partijām gaismas ietekmē faktiski ir nedaudz atšķirīgs spīdums; daži ir zilgani, daži dzeltenīgi. Pieredzējuši tehniķi saka, ka tā ir kristāla struktūras atšķirību izpausme, un šīs atšķirības bieži vien tiek atzīmētas tikai kā neliela zemsvītras piezīme instrumenta datu lapā. Tie, kas strādā ar rokām, zina, ka materiāliem ir sava dzīve; tie stāsta savus stāstus caur smalkām izmaiņām.
Galu galā, testēšanabaltā korunda mikropulverisir kā iepazīt cilvēku. Skaitļi CV (cietība, daļiņu izmērs, tīrība) ir tikai pamatinformācija; lai to patiesi izprastu, ir jāredz tā veiktspēja dažādos spiedienos (slodzes izmaiņas), dažādās vidēs (temperatūras un mitruma izmaiņas) un pēc ilgstošas lietošanas (noguruma pārbaude). Miljonu dolāru vērtā nodiluma pārbaudes iekārta laboratorijā ir ļoti precīza, taču galīgais spriedums joprojām balstās uz pieskāriena un skatiena pieredzi — gluži kā vecs mehāniķis, kurš var pateikt, kas ar iekārtu ir nepareizi, tikai klausoties tās skaņu.
Nākamreiz, kad testa ziņojumā redzēsiet vienkāršu “Cietība 9, Lieliska nodilumizturība”, jūs, iespējams, vēlēsities pajautāt: kādos apstākļos, kā rokās un pēc cik neveiksmēm tika sasniegts šis “izcilais” rezultāts? Galu galā šie klusie baltie pulveri nerunā, bet katra skramba, ko tie atstāj, ir visgodīgākā valoda.