Учора Чжан з лабараторыі зноў паскардзіўся мне, што дадзеныя выпрабаванняў абразіўных узораў заўсёды супярэчлівыя. Я паляпаў яго па плячы і сказаў: «Брат, як навукоўцы-матэрыялолагі, мы не можам проста глядзець на пашпарты; мы павінны забрудзіць рукі і зразумець характарыстыкі гэтых белых мікрапарашкоў плаўленага аксіду алюмінію». Гэта праўда; гэтак жа, як дасведчаны кухар ведае патрэбную тэмпературу для гатавання, нам, тэсціроўшчыкам, спачатку трэба «пасябраваць» з гэтымі, здавалася б, звычайнымі белымі парашкамі.
Мікрапарашок белага плаўленага аксіду алюмінію вядомы ў прамысловасці як крышталічная формааксід алюмінію, з цвёрдасцю па шкале Мооса 9, саступаючы толькі алмазу. Але было б няправільна ставіцца да яго як да чарговага цвёрдага матэрыялу. У мінулым месяцы мы атрымалі тры партыі ўзораў ад розных вытворцаў. Усе яны выглядалі як снежна-белы парашок, але пад электронным мікраскопам кожны з іх меў свае характарыстыкі — некаторыя часціцы мелі вострыя краі, як аскепкі разбітага шкла, а іншыя былі гладкімі, як дробны пляжны пясок. Гэта прыводзіць да першай праблемы: вымярэнне цвёрдасці — гэта не простая гульня лічбаў.
Звычайна мы выкарыстоўваем мікрацвёрдамер, дзе вы націскаеце на індэнтар, і дадзеныя выходзяць на экран. Але ёсць нюансы: калі хуткасць нагрузкі занадта высокая, далікатныя часціцы могуць раптоўна трэснуць; калі нагрузка занадта лёгкая, вы не вымераеце сапраўдную цвёрдасць. Аднойчы я наўмысна пратэставаў адзін і той жа ўзор з дзвюма рознымі хуткасцямі, і вынікі адрозніваліся на цэлыя 0,8 адзінкі цвёрдасці па шкале Мооса. Гэта як пастукаць па кавуне косткамі пальцаў: занадта вялікая сіла — і вы яго трэснеце, занадта малая — і вы не зможаце сказаць, ці саспелы ён. Таму цяпер, перад выпрабаваннем, мы павінны «вытрымаць» узоры ў асяроддзі з пастаяннай тэмпературай і вільготнасцю на працягу 24 гадзін, каб яны адаптаваліся да «тэмпераменту» лабараторыі.
Што тычыцца выпрабаванняў на зносаўстойлівасць, то гэта яшчэ больш складанае рамяство. Традыцыйны метад заключаецца ў выкарыстанні стандартнага гумовага кола для расцірання ўзору пад фіксаваным ціскам і вымярэння зносу. Але на практыцы я выявіў, што кожнае павелічэнне вільготнасці навакольнага асяроддзя на 10% можа выклікаць ваганні хуткасці зносу больш чым на 5%. У мінулым годзе падчас сезона дажджоў шэраг эксперыментаў, паўтораных пяць разоў, паказаў вельмі разрозненыя дадзеныя, і мы нарэшце высветлілі, што гэта звязана з тым, што асушванне кандыцыянера працавала няправільна. Мой кіраўнік сказаў тое, што я дагэтуль памятаю: «Надвор'е за акном лабараторыі таксама з'яўляецца часткай эксперыментальных параметраў».
Яшчэ больш цікавым з'яўляецца ўплыў формы часціц. Гэтыя востра нахіленыя мікрачасціцы хутчэй зношваюцца пры нізкіх нагрузках — як востры, але далікатны нож, які лёгка скользіцца пры рэзанні цвёрдых матэрыялаў. Сферычныя часціцы, спецыяльна сфармаваныя з дапамогай пэўнага працэсу, дэманструюць дзіўную стабільнасць пры працяглых цыклічных нагрузках. Гэта нагадвае мне каменьчыкі на рэчышчы ракі каля майго роднага горада; гады эрозіі ад паводак толькі зрабілі іх мацнейшымі. Часам абсалютная цвёрдасць не можа параўнацца з адпаведнай трываласцю.
У працэсе тэсціравання ёсць яшчэ адзін момант, які лёгка прапусціць: размеркаванне памераў часціц. Усе засяроджваюцца на сярэднім памеры часціц, але тое, што сапраўды ўплывае на зносаўстойлівасць, часта з'яўляецца гэтымі 10% ультратонкіх і грубых часціц. Яны як «асаблівыя члены» каманды: занадта мала — і яны не маюць ніякага эфекту, занадта шмат — і яны парушаюць агульную прадукцыйнасць. Аднойчы, пасля таго, як мы адсеялі 5% ультратонкага парашка, зносаўстойлівасць усёй партыі матэрыялу палепшылася на 30%. Гэта адкрыццё прынесла мне пахвалу ад старога Ванга на працягу паўмесяца на нарадзе каманды.
Цяпер пасля кожнага тэсту ў мяне выпрацавалася звычка збіраць адбракаваныя ўзоры. Белыя парашкі з розных партый насамрэч маюць крыху розны бляск пад святлом; некаторыя блакітнаватыя, некаторыя жаўтлявыя. Дасведчаныя тэхнікі кажуць, што гэта праява адрозненняў у крышталічнай структуры, і гэтыя адрозненні часта адзначаюцца толькі ў выглядзе невялікай зноскі ў тэхнічным пашпарце прыбора. Тыя, хто працуе рукамі, ведаюць, што матэрыялы маюць сваё ўласнае жыццё; яны распавядаюць свае гісторыі праз тонкія змены.
У рэшце рэшт, тэставаннемікрапарашок белага корундаГэта як знаёмства з чалавекам. Лічбы ў рэзюмэ (цвёрдасць, памер часціц, чысціня) — гэта толькі асноўная інфармацыя; каб сапраўды зразумець гэта, трэба ўбачыць яго працу пад розным ціскам (змены нагрузкі), у розных умовах (змены тэмпературы і вільготнасці) і пасля працяглага выкарыстання (выпрабаванні на стомленасць). Лабараторыя з машынай для выпрабаванняў на знос коштам у мільён долараў вельмі дакладная, але канчатковае рашэнне ўсё яшчэ залежыць ад дотыку і позірку — як стары механік, які можа сказаць, што не так з машынай, проста паслухаўшы яе гук.
Наступным разам, калі вы ўбачыце ў пратаколе выпрабаванняў простую надпіс «Цвёрдасць 9, выдатная зносаўстойлівасць», вы можаце спытаць: пры якіх умовах, у чыіх руках і пасля колькіх няўдач быў дасягнуты гэты «выдатны» вынік? У рэшце рэшт, гэтыя ціхія белыя парашкі не гавораць, але кожная драпіна, якую яны пакідаюць пасля сябе, — гэта самая шчырая мова.