Ieri, Zhang de la laborator mi s-a plâns din nou că datele testelor cu probe abrazive erau întotdeauna inconsistente. L-am bătut pe umăr și i-am spus: „Frate, ca oameni de știință în domeniul materialelor, nu ne putem uita doar la fișele tehnice; trebuie să ne murdărim mâinile și să înțelegem caracteristicile acestor micropulberi albe de alumină topită.” Acest lucru este adevărat; la fel cum un bucătar experimentat cunoaște temperatura potrivită pentru gătit, noi, testerii, trebuie să ne „împrietenim” mai întâi cu aceste pulberi albe aparent obișnuite.
Micropulberea de alumină topită albă este cunoscută în industrie ca o formă cristalină deoxid de aluminiu, cu o duritate Mohs de 9, a doua după diamant. Dar ați greși dacă l-ați trata doar ca pe un alt material dur. Luna trecută, am primit trei loturi de mostre de la diferiți producători. Toate arătau ca o pulbere albă ca zăpada, dar la microscopul electronic, fiecare avea propriile caracteristici - unele particule aveau muchii ascuțite ca niște cioburi de sticlă, în timp ce altele erau la fel de netede ca nisipul fin de plajă. Aceasta duce la prima problemă: testarea durității nu este un simplu joc de numere.
În mod obișnuit, folosim un aparat de testare a microdurității, unde apeși indentatorul în jos și datele sunt afișate. Există însă nuanțe: dacă viteza de încărcare este prea mare, particulele fragile s-ar putea fisura brusc; dacă sarcina este prea ușoară, nu vei măsura duritatea reală. Odată, am testat în mod deliberat aceeași probă la două rate diferite, iar rezultatele au diferit cu unități de duritate de 0,8 Mohs. Este ca și cum ai lovi un pepene verde cu încheieturile; prea multă forță și îl spargi, prea puțină și nu poți spune dacă este copt. Așadar, acum, înainte de testare, trebuie să „condiționăm” probele într-un mediu cu temperatură și umiditate constante timp de 24 de ore pentru a le permite să se adapteze la „temperamentul” laboratorului.
Cât despre testarea rezistenței la uzură, aceasta este o meserie și mai îndemânatică. Metoda convențională constă în utilizarea unei roți standard de cauciuc pentru a freca proba sub o presiune fixă și a măsura uzura. Dar, în practică, am constatat că fiecare creștere de 10% a umidității mediului înconjurător poate provoca o fluctuație de peste 5% a ratei de uzură. Anul trecut, în timpul sezonului ploios, o serie de experimente repetate de cinci ori au arătat date extrem de dispersate și, în cele din urmă, am descoperit că acest lucru se datora faptului că dezumidificarea aparatului de aer condiționat nu funcționa corect. Supervizorul meu a spus ceva ce încă îmi amintesc: „Vremea din afara ferestrei laboratorului face parte, de asemenea, din parametrii experimentali.”
Și mai interesantă este influența formei particulelor. Acele microparticule cu unghiuri ascuțite se uzează mai repede sub sarcini mici - ca un cuțit ascuțit, dar fragil, care se ciobește ușor atunci când taie materiale dure. Particulele sferice, modelate special printr-un proces specific, prezintă o stabilitate uimitoare sub încărcări ciclice pe termen lung. Acest lucru îmi amintește de pietricelele de pe albia râului din apropierea orașului meu natal; anii de eroziune cauzată de inundații nu au făcut decât să le întărească. Uneori, duritatea absolută nu se compară cu rezistența corespunzătoare.
Există un alt aspect ușor de trecut cu vederea în procesul de testare: distribuția dimensiunii particulelor. Toată lumea se concentrează pe dimensiunea medie a particulelor, dar ceea ce afectează cu adevărat rezistența la uzură este adesea acel 10% de particule ultrafine și grosiere. Sunt ca „membrii speciali” ai unei echipe; prea puține și nu au niciun efect, prea multe și perturbă performanța generală. Odată, după ce am eliminat 5% din pulberea ultrafină, rezistența la uzură a întregului lot de material s-a îmbunătățit cu 30%. Această descoperire mi-a adus laude din partea lui Old Wang timp de o jumătate de lună la ședința echipei.
Acum, după fiecare test, mi-am format obiceiul de a colecta probele aruncate. Pulberile albe din diferite loturi au de fapt luciuri ușor diferite sub lumină; unele sunt albăstrui, altele gălbui. Tehnicienii experimentați spun că aceasta este o manifestare a diferențelor în structura cristalină, iar aceste diferențe sunt adesea menționate doar ca o mică notă de subsol pe fișa tehnică a instrumentului. Cei care lucrează manual știu că materialele au o viață proprie; își spun poveștile prin schimbări subtile.
În cele din urmă, testareamicro-pulbere de corindon albEste ca și cum ai cunoaște o persoană. Numerele din CV (duritate, dimensiunea particulelor, puritate) sunt doar informații de bază; pentru a le înțelege cu adevărat, trebuie să îi vezi performanța sub diferite presiuni (modificări de sarcină), în diferite medii (modificări de temperatură și umiditate) și după o utilizare prelungită (teste de oboseală). Mașina de testare a uzurii, care costă un milion de dolari, din laborator este foarte precisă, dar judecata finală se bazează în continuare pe experiența unei atingeri și a unei priviri - la fel ca un mecanic bătrân care poate spune ce este în neregulă cu o mașină doar ascultându-i sunetul.
Data viitoare când vedeți un simplu „Duritate 9, Rezistență excelentă la uzură” pe un raport de testare, poate doriți să vă întrebați: în ce condiții, în mâinile cui și după câte eșecuri a fost obținut acest rezultat „excelent”? La urma urmei, acele pulberi albe și liniștite nu vorbesc, dar fiecare zgârietură pe care o lasă în urmă este cel mai sincer limbaj.