நேற்று, ஆய்வகத்தைச் சேர்ந்த ஜாங், சிராய்ப்பு மாதிரி சோதனைத் தரவுகள் எப்போதும் சீரற்றதாக இருப்பதாக என்னிடம் மீண்டும் புகார் கூறினார். நான் அவர் தோளில் தட்டி, “சகோதரா, பொருள் விஞ்ஞானிகளாகிய நாம் வெறும் தரவுத் தாள்களை மட்டும் பார்த்துக் கொண்டிருக்க முடியாது; நாம் களத்தில் இறங்கி, இந்த வெள்ளை உருகிய அலுமினா நுண்தூள்களின் பண்புகளைப் புரிந்து கொள்ள வேண்டும்” என்றேன். இது உண்மைதான்; ஒரு அனுபவமிக்க சமையல்காரர் சமைப்பதற்கான சரியான வெப்பநிலையை அறிந்திருப்பதைப் போலவே, சோதனையாளர்களான நாமும், சாதாரணமாகத் தோன்றும் இந்த வெள்ளைத் தூள்களுடன் முதலில் ‘பழக’ வேண்டும்.
வெள்ளை உருகிய அலுமினா நுண்தூள், தொழில்துறையில் ஒரு படிக வடிவமாக அறியப்படுகிறது.அலுமினியம் ஆக்சைடுவைரத்திற்கு அடுத்தபடியாக, மோஸ் கடினத்தன்மை 9-ஐக் கொண்டுள்ளது. ஆனால், இதை மற்றுமொரு கடினமான பொருளாக மட்டும் கருதுவது தவறாகும். கடந்த மாதம், வெவ்வேறு உற்பத்தியாளர்களிடமிருந்து மூன்று தொகுதி மாதிரிகளை நாங்கள் பெற்றோம். அவை அனைத்தும் பனி போன்ற வெண்மையான தூள் போலத் தெரிந்தன, ஆனால் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியின் கீழ், அவை ஒவ்வொன்றும் தமக்கெனத் தனித்துவமான பண்புகளைக் கொண்டிருந்தன—சில துகள்கள் உடைந்த கண்ணாடித் துண்டுகளைப் போலக் கூர்மையான விளிம்புகளைக் கொண்டிருந்தன, மற்றவை கடற்கரை மணலைப் போல வழவழப்பாக இருந்தன. இது முதல் சிக்கலுக்கு வழிவகுக்கிறது: கடினத்தன்மை சோதனை என்பது வெறும் எண்களைக் கொண்டு மட்டும் செய்யப்படும் ஒரு எளிய செயல் அல்ல.
நாம் பொதுவாக ஒரு மைக்ரோகடினத்தன்மை சோதனைக் கருவியைப் பயன்படுத்துகிறோம், அதில் அழுத்தும் கருவியைக் கீழே அழுத்தும்போது தரவுகள் வெளியே வரும். ஆனால் இதில் சில நுணுக்கங்கள் உள்ளன: அழுத்தம் கொடுக்கும் வேகம் மிக அதிகமாக இருந்தால், நொறுங்கும் துகள்கள் திடீரென உடைந்துவிடக்கூடும்; அழுத்தம் மிகவும் குறைவாக இருந்தால், உண்மையான கடினத்தன்மையை உங்களால் அளவிட முடியாது. ஒருமுறை, நான் வேண்டுமென்றே ஒரே மாதிரியை இரண்டு வெவ்வேறு வேகங்களில் சோதித்தேன், அதன் முடிவுகள் முழுமையாக 0.8 மோஸ் கடினத்தன்மை அலகுகள் அளவுக்கு வேறுபட்டன. இது உங்கள் விரல் மூட்டுகளால் ஒரு தர்பூசணியைத் தட்டுவதைப் போன்றது; அதிக விசை கொடுத்தால் அது உடைந்துவிடும், குறைவாகக் கொடுத்தால் அது பழுத்திருக்கிறதா என்று உங்களால் சொல்ல முடியாது. எனவே இப்போது, சோதனை செய்வதற்கு முன்பு, மாதிரிகளை ஆய்வகத்தின் "சூழலுக்கு" ஏற்பப் பழக்கப்படுத்துவதற்காக, அவற்றை 24 மணி நேரத்திற்கு ஒரு நிலையான வெப்பநிலை மற்றும் ஈரப்பதம் உள்ள சூழலில் "பதப்படுத்த" வேண்டும்.
தேய்மான எதிர்ப்புச் சோதனையைப் பொறுத்தவரை, அது இன்னும் அதிகத் திறமை தேவைப்படும் ஒரு கலையாகும். வழக்கமான முறை என்னவென்றால், ஒரு சாதாரண ரப்பர் சக்கரத்தைப் பயன்படுத்தி, ஒரு குறிப்பிட்ட அழுத்தத்தில் மாதிரியைத் தேய்த்து, தேய்மானத்தை அளவிடுவதுதான். ஆனால் நடைமுறையில், சுற்றுப்புற ஈரப்பதத்தில் ஏற்படும் ஒவ்வொரு 10% அதிகரிப்பும், தேய்மான விகிதத்தில் 5%-க்கும் அதிகமான ஏற்ற இறக்கத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும் என்பதை நான் கண்டறிந்தேன். கடந்த ஆண்டு மழைக்காலத்தில், ஐந்து முறை மீண்டும் மீண்டும் செய்யப்பட்ட ஒரு தொகுதி சோதனைகள், மிகவும் சிதறிய தரவுகளைக் காட்டின. இறுதியாக, குளிரூட்டியின் ஈரப்பத நீக்கம் சரியாகச் செயல்படாததே அதற்குக் காரணம் என்பதை நாங்கள் கண்டுபிடித்தோம். என் மேற்பார்வையாளர் சொன்ன ஒரு விஷயம் எனக்கு இன்னும் நினைவிருக்கிறது: “ஆய்வக ஜன்னலுக்கு வெளியே உள்ள வானிலையும் சோதனை அளவுருக்களின் ஒரு பகுதியாகும்.”
துகள்களின் வடிவத்தின் தாக்கம் இன்னும் சுவாரஸ்யமானது. கூர்மையான கோணங்களைக் கொண்ட அந்த நுண் துகள்கள், குறைந்த பளுவின் கீழ் வேகமாகத் தேய்ந்து போகின்றன — கடினமான பொருட்களை வெட்டும்போது எளிதில் உடைந்து சிதறும் கூர்மையான ஆனால் உடையக்கூடிய கத்தியைப் போல. ஒரு குறிப்பிட்ட செயல்முறையின் மூலம் சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட கோள வடிவத் துகள்கள், நீண்ட கால சுழற்சிப் பளுவின் கீழ் வியக்கத்தக்க நிலைத்தன்மையைக் காட்டுகின்றன. இது என் சொந்த ஊருக்கு அருகிலுள்ள ஆற்றங்கரையில் உள்ள கூழாங்கற்களை எனக்கு நினைவூட்டுகிறது; பல வருட வெள்ள அரிப்பு அவற்றை மேலும் வலிமையாக்கியது. சில நேரங்களில், முழுமையான கடினத்தன்மை என்பது பொருத்தமான உறுதித்தன்மைக்கு ஈடாகாது.
சோதனைச் செயல்பாட்டில் எளிதில் கவனிக்கப்படாத மற்றொரு விடயம் உள்ளது: துகள் அளவுப் பரவல். அனைவரும் சராசரி துகள் அளவில் கவனம் செலுத்துகிறார்கள், ஆனால் தேய்மான எதிர்ப்பை உண்மையாகப் பாதிப்பது பெரும்பாலும் அந்த 10% மிக நுண்ணிய மற்றும் கரடுமுரடான துகள்கள்தான். அவை ஒரு அணியின் "சிறப்பு உறுப்பினர்களைப்" போன்றவை; குறைவாக இருந்தால் எந்தப் பலனையும் தராது, அதிகமாக இருந்தால் ஒட்டுமொத்த செயல்திறனைக் குலைத்துவிடும். ஒருமுறை, நாங்கள் 5% மிக நுண்ணிய தூளை சலித்து நீக்கிய பிறகு, மொத்தப் பொருளின் தேய்மான எதிர்ப்பு 30% மேம்பட்டது. இந்தக் கண்டுபிடிப்புக்காக, அணிக் கூட்டத்தில் ஓல்ட் வாங் எனக்கு அரை மாதம் பாராட்டைத் தெரிவித்தார்.
இப்போது, ஒவ்வொரு சோதனைக்குப் பிறகும், நிராகரிக்கப்பட்ட மாதிரிகளைச் சேகரிக்கும் பழக்கத்தை நான் ஏற்படுத்திக் கொண்டேன். வெவ்வேறு தொகுதிகளிலிருந்து வரும் வெள்ளைப் பொடிகள், உண்மையில் ஒளியின் கீழ் சற்று மாறுபட்ட பளபளப்பைக் கொண்டுள்ளன; சில நீல நிறமாகவும், சில மஞ்சள் நிறமாகவும் இருக்கின்றன. இது படிக அமைப்பில் உள்ள வேறுபாடுகளின் வெளிப்பாடு என்று அனுபவம் வாய்ந்த தொழில்நுட்ப வல்லுநர்கள் கூறுகிறார்கள், மேலும் இந்த வேறுபாடுகள் பெரும்பாலும் கருவியின் தரவுத் தாளில் ஒரு சிறிய அடிக்குறிப்பாக மட்டுமே குறிப்பிடப்படுகின்றன. தங்கள் கைகளால் வேலை செய்பவர்களுக்கு, பொருட்களுக்குத் தனி உயிர் உண்டு என்பது தெரியும்; அவை நுட்பமான மாற்றங்கள் மூலம் தங்கள் கதைகளைச் சொல்கின்றன.
இறுதியாக, சோதனைவெள்ளை கோரண்டம் மைக்ரோ பவுடர்இது ஒருவரைப் பற்றி அறிந்துகொள்வதைப் போன்றது. ஒரு பொருளின் சுயவிவரத்தில் உள்ள எண்கள் (கடினத்தன்மை, துகள் அளவு, தூய்மை) வெறும் அடிப்படைத் தகவல்கள்தான்; அதை முழுமையாகப் புரிந்துகொள்ள, வெவ்வேறு அழுத்தங்களின் கீழும் (சுமை மாற்றங்கள்), வெவ்வேறு சூழல்களிலும் (வெப்பநிலை மற்றும் ஈரப்பத மாற்றங்கள்), மற்றும் நீண்டகாலப் பயன்பாட்டிற்குப் பிறகும் (சோர்வுச் சோதனை) அதன் செயல்திறனை நீங்கள் பார்க்க வேண்டும். ஆய்வகத்தில் உள்ள பல மில்லியன் டாலர் மதிப்புள்ள தேய்மானச் சோதனை இயந்திரம் மிகவும் துல்லியமானது, ஆனால் அதன் ஒலியைக் கேட்ட மாத்திரத்திலேயே ஒரு இயந்திரத்தின் கோளாறைச் சொல்லக்கூடிய ஒரு பழைய இயந்திரப் பழுதுபார்ப்பவரைப் போலவே, இறுதித் தீர்ப்பும் ஒரு தொடுதல் மற்றும் ஒரு பார்வையின் அனுபவத்தையே சார்ந்துள்ளது.
அடுத்த முறை ஒரு சோதனை அறிக்கையில் “கடினத்தன்மை 9, சிறந்த தேய்மான எதிர்ப்பு” என்ற எளிய வாசகத்தை நீங்கள் காணும்போது, இந்த “சிறந்த” முடிவு எந்தச் சூழ்நிலைகளில், யாருடைய கைகளில், மற்றும் எத்தனை தோல்விகளுக்குப் பிறகு அடையப்பட்டது என்று நீங்கள் கேட்க விரும்பலாம். எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, அந்த அமைதியான வெள்ளைப் பொடிகள் பேசுவதில்லை, ஆனால் அவை விட்டுச்செல்லும் ஒவ்வொரு கீறலும் மிகவும் நேர்மையான மொழியாகும்.