Semalam, Zhang dari makmal mengadu kepada saya sekali lagi bahawa data ujian sampel yang kasar sentiasa tidak konsisten. Saya menepuk bahunya dan berkata, “Abang, sebagai saintis bahan, kita tidak boleh hanya melihat helaian data; kita perlu berusaha dan memahami ciri-ciri serbuk mikro alumina terlakur putih ini.” Ini benar; sama seperti seorang chef berpengalaman mengetahui suhu yang betul untuk memasak, kita yang menjadi penguji perlu “berkawan” dengan serbuk putih yang nampaknya biasa ini terlebih dahulu.
Serbuk mikro alumina terlakur putih dikenali dalam industri sebagai bentuk kristalaluminium oksida, dengan kekerasan Mohs 9, kedua selepas berlian. Tetapi anda salah jika menganggapnya hanya sebagai bahan keras yang lain. Bulan lalu, kami menerima tiga kelompok sampel daripada pengeluar yang berbeza. Kesemuanya kelihatan seperti serbuk putih salji, tetapi di bawah mikroskop elektron, setiap satunya mempunyai ciri-ciri tersendiri—sesetengah zarah mempunyai tepi tajam seperti serpihan kaca yang pecah, manakala yang lain sehalus pasir pantai yang halus. Ini membawa kepada masalah pertama: ujian kekerasan bukanlah permainan nombor yang mudah.
Kami biasanya menggunakan penguji mikrokekerasan, di mana anda menekan indentor ke bawah dan data akan keluar. Tetapi terdapat beberapa nuansa: jika kelajuan pemuatan terlalu pantas, zarah rapuh mungkin tiba-tiba retak; jika beban terlalu ringan, anda tidak akan mengukur kekerasan sebenar. Pernah sekali, saya sengaja menguji sampel yang sama pada dua kadar yang berbeza, dan hasilnya berbeza dengan unit kekerasan Mohs 0.8 penuh. Ia seperti mengetuk tembikai dengan buku jari anda; terlalu banyak daya dan anda memecahkannya, terlalu sedikit dan anda tidak dapat memastikan sama ada ia sudah masak. Jadi sekarang, sebelum menguji, kami perlu "mengkondisikan" sampel dalam persekitaran suhu dan kelembapan yang malar selama 24 jam untuk membolehkannya menyesuaikan diri dengan "perangai" makmal.
Bagi ujian rintangan haus, itu lebih kepada kemahiran yang mahir. Kaedah konvensional adalah menggunakan roda getah standard untuk menggosok sampel di bawah tekanan tetap dan mengukur haus. Tetapi dalam praktiknya, saya mendapati bahawa setiap peningkatan 10% dalam kelembapan persekitaran boleh menyebabkan turun naik lebih daripada 5% dalam kadar haus. Tahun lepas semasa musim hujan, satu set eksperimen yang diulang sebanyak lima kali menunjukkan data yang berselerak secara liar, dan akhirnya kami mendapati ia adalah kerana penyahlembapan penghawa dingin tidak berfungsi dengan betul. Penyelia saya mengatakan sesuatu yang saya masih ingat: "Cuaca di luar tingkap makmal juga merupakan sebahagian daripada parameter eksperimen."
Lebih menarik lagi ialah pengaruh bentuk zarah. Mikro-zarah yang bersudut tajam itu lebih cepat haus di bawah beban rendah—seperti pisau tajam tetapi rapuh yang mudah pecah apabila memotong bahan keras. Zarah sfera, yang dibentuk khas melalui proses tertentu, mempamerkan kestabilan yang menakjubkan di bawah beban kitaran jangka panjang. Ini mengingatkan saya pada batu kerikil di dasar sungai berhampiran kampung halaman saya; hakisan banjir selama bertahun-tahun hanya menjadikannya lebih kuat. Kadangkala, kekerasan mutlak tidak setanding dengan keliatan yang sesuai.
Terdapat satu lagi perkara yang mudah diabaikan dalam proses pengujian: taburan saiz zarah. Semua orang memberi tumpuan kepada saiz zarah purata, tetapi apa yang benar-benar mempengaruhi rintangan haus selalunya ialah 10% zarah ultra halus dan kasar. Mereka seperti "ahli istimewa" sesebuah pasukan; terlalu sedikit dan ia tidak memberi kesan, terlalu ramai dan ia mengganggu prestasi keseluruhan. Sekali, selepas kami menapis 5% serbuk ultra halus, rintangan haus keseluruhan kelompok bahan meningkat sebanyak 30%. Penemuan ini mendapat pujian daripada Old Wang selama setengah bulan di mesyuarat pasukan.
Kini, selepas setiap ujian, saya telah membentuk tabiat mengumpul sampel yang dibuang. Serbuk putih daripada kelompok yang berbeza sebenarnya mempunyai kilauan yang sedikit berbeza di bawah cahaya; ada yang berwarna kebiruan, ada yang berwarna kekuningan. Juruteknik berpengalaman mengatakan ini adalah manifestasi perbezaan dalam struktur kristal, dan perbezaan ini selalunya hanya dicatatkan sebagai nota kaki kecil pada helaian data instrumen. Mereka yang bekerja dengan tangan mereka tahu bahawa bahan mempunyai kehidupan mereka sendiri; mereka menceritakan kisah mereka melalui perubahan yang halus.
Akhirnya, pengujianserbuk mikro korundum putihumpama mengenali seseorang. Nombor pada resume (kekerasan, saiz zarah, ketulenan) hanyalah maklumat asas; untuk benar-benar memahaminya, anda perlu melihat prestasinya di bawah tekanan yang berbeza (perubahan beban), dalam persekitaran yang berbeza (perubahan suhu dan kelembapan), dan selepas penggunaan yang berpanjangan (ujian keletihan). Mesin ujian haus bernilai sejuta dolar di makmal sangat tepat, tetapi penilaian muktamad masih bergantung pada pengalaman sentuhan dan pandangan sekilas—sama seperti seorang jurumesin tua yang boleh mengetahui apa yang salah dengan mesin hanya dengan mendengar bunyinya.
Lain kali anda melihat "Kekerasan 9, Rintangan Haus Cemerlang" yang mudah pada laporan ujian, anda mungkin ingin bertanya: dalam keadaan apakah, di tangan siapa, dan selepas berapa banyak kegagalan keputusan "cemerlang" ini dicapai? Lagipun, serbuk putih yang senyap itu tidak bercakap, tetapi setiap calar yang ditinggalkannya adalah bahasa yang paling jujur.