काल, लॅबमधल्या झांगने माझ्याकडे पुन्हा तक्रार केली की अपघर्षक नमुन्यांच्या चाचणीचा डेटा नेहमीच विसंगत असतो. मी त्याच्या खांद्यावर थाप मारून म्हणालो, “भाऊ, पदार्थशास्त्रज्ञ म्हणून आपण फक्त डेटा शीट्स पाहून चालणार नाही; आपल्याला प्रत्यक्ष काम करून या पांढऱ्या फ्यूज्ड ॲल्युमिना मायक्रोपावडर्सची वैशिष्ट्ये समजून घ्यावी लागतील.” हे खरं आहे; ज्याप्रमाणे एका अनुभवी शेफला स्वयंपाकासाठी योग्य तापमान माहीत असते, त्याचप्रमाणे आम्हा परीक्षकांना आधी या वरवर साध्या दिसणाऱ्या पांढऱ्या पावडरशी “मैत्री” करावी लागते.
पांढरी फ्यूज्ड ॲल्युमिना मायक्रोपावडर उद्योगात स्फटिकमय स्वरूप म्हणून ओळखली जाते.ॲल्युमिनियम ऑक्साईडत्याची मोह्स कठीणता ९ असून, ती केवळ हिऱ्यापेक्षा कमी आहे. पण त्याला केवळ एक कठीण पदार्थ समजणे चुकीचे ठरेल. गेल्या महिन्यात, आम्हाला वेगवेगळ्या उत्पादकांकडून नमुन्यांच्या तीन तुकड्या मिळाल्या. ते सर्व बर्फासारख्या पांढऱ्या भुकटीसारखे दिसत होते, पण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकाखाली पाहिल्यावर, त्या प्रत्येकाची स्वतःची वैशिष्ट्ये दिसून आली—काही कणांना फुटलेल्या काचेच्या तुकड्यांप्रमाणे टोकदार कडा होत्या, तर काही समुद्राच्या बारीक वाळूप्रमाणे गुळगुळीत होते. यामुळे पहिली समस्या समोर येते: कठीणता चाचणी हा केवळ आकड्यांचा खेळ नाही.
आम्ही सामान्यतः मायक्रोहार्डनेस टेस्टर वापरतो, ज्यात तुम्ही इंडेंटर खाली दाबल्यावर डेटा बाहेर येतो. पण यात काही बारकावे आहेत: जर लोडिंगचा वेग खूप जास्त असेल, तर ठिसूळ कणांना अचानक तडे जाऊ शकतात; जर भार खूप कमी असेल, तर तुम्हाला खरी कठीणता मोजता येणार नाही. एकदा, मी मुद्दाम एकाच नमुन्याची दोन वेगवेगळ्या दरांनी चाचणी केली, आणि निकालांमध्ये तब्बल ०.८ मोह्स हार्डनेस युनिट्सचा फरक आढळला. हे अगदी बोटांच्या पेरांनी कलिंगडावर ठोका मारण्यासारखे आहे; जास्त जोर लावला तर त्याला तडा जातो, आणि कमी जोर लावला तर ते पिकले आहे की नाही हे कळत नाही. त्यामुळे आता, चाचणी करण्यापूर्वी, नमुन्यांना प्रयोगशाळेच्या 'स्वभावाशी' जुळवून घेण्यासाठी २४ तास स्थिर तापमान आणि आर्द्रतेच्या वातावरणात 'कंडिशन' करावे लागते.
झीज-प्रतिरोध चाचणीबद्दल बोलायचे झाल्यास, ती तर त्याहूनही अधिक कौशल्याची कला आहे. पारंपरिक पद्धत म्हणजे, एका प्रमाणित रबरी चाकाचा वापर करून नमुन्याला एका निश्चित दाबाखाली घासणे आणि होणारी झीज मोजणे. पण प्रत्यक्षात, माझ्या लक्षात आले की वातावरणातील आर्द्रतेत प्रत्येक १०% वाढीमुळे झीजेच्या दरात ५% पेक्षा जास्त चढ-उतार होऊ शकतो. गेल्या वर्षी पावसाळ्यात, पाच वेळा केलेल्या प्रयोगांमधून अत्यंत विखुरलेली माहिती मिळाली आणि अखेरीस आमच्या लक्षात आले की याचे कारण म्हणजे एअर कंडिशनरमधील आर्द्रता-निराकरण प्रणाली (dehumidification) व्यवस्थित काम करत नव्हती. माझे पर्यवेक्षक एक गोष्ट म्हणाले होते जी मला आजही आठवते: “प्रयोगशाळेच्या खिडकीबाहेरचे हवामानसुद्धा प्रयोगाच्या मापदंडांचाच एक भाग आहे.”
कणांच्या आकाराचा प्रभाव तर त्याहूनही अधिक मनोरंजक आहे. ते टोकदार कोन असलेले सूक्ष्म कण कमी भाराखाली अधिक वेगाने झिजतात—अगदी एखाद्या धारदार पण ठिसूळ सुरीप्रमाणे, जी कठीण पदार्थ कापताना सहजपणे तुटते. एका विशिष्ट प्रक्रियेद्वारे खास आकार दिलेले गोलाकार कण, दीर्घकालीन चक्रीय भाराखाली आश्चर्यकारक स्थिरता दर्शवतात. यामुळे मला माझ्या गावाजवळील नदीपात्रातील गोट्यांची आठवण येते; अनेक वर्षांच्या पुराच्या धूपेमुळे ते अधिकच मजबूत झाले होते. कधीकधी, परिपूर्ण कठोरता ही योग्य कणखरतेपुढे टिकू शकत नाही.
चाचणी प्रक्रियेत आणखी एक मुद्दा आहे ज्याकडे सहज दुर्लक्ष केले जाते: कणांच्या आकाराचे वितरण. प्रत्येकजण सरासरी कणांच्या आकारावर लक्ष केंद्रित करतो, पण झीज-प्रतिरोधकतेवर खरा परिणाम अनेकदा त्या १०% अतिसूक्ष्म आणि स्थूल कणांमुळे होतो. ते एखाद्या संघातील 'विशेष सदस्यांसारखे' असतात; त्यांची संख्या कमी असल्यास त्यांचा काहीच परिणाम होत नाही, आणि संख्या जास्त असल्यास ते एकूण कामगिरीत अडथळा आणतात. एकदा, आम्ही ५% अतिसूक्ष्म पावडर गाळून वेगळी केल्यावर, संपूर्ण सामग्रीच्या बॅचची झीज-प्रतिरोधकता ३०% ने सुधारली. या शोधामुळे मला टीम मीटिंगमध्ये ओल्ड वांगकडून अर्धा महिना प्रशंसा मिळाली.
आता, प्रत्येक चाचणीनंतर, टाकून दिलेले नमुने गोळा करण्याची मला सवय लागली आहे. वेगवेगळ्या बॅचमधील पांढऱ्या पावडरची प्रकाशाखाली चमक किंचित वेगळी असते; काही निळसर, तर काही पिवळसर असतात. अनुभवी तंत्रज्ञांच्या मते, हे स्फटिक रचनेतील फरकांचे प्रकटीकरण आहे, आणि हे फरक अनेकदा उपकरणाच्या डेटा शीटवर केवळ एका लहान तळटीपेत नमूद केलेले असतात. जे हाताने काम करतात त्यांना माहीत असते की, वस्तूंना स्वतःचे जीवन असते; त्या सूक्ष्म बदलांमधून आपली कहाणी सांगतात.
शेवटी, चाचणीपांढरी कोरंडम सूक्ष्म-पावडरहे एखाद्या व्यक्तीला जाणून घेण्यासारखे आहे. बायोडेटामधील आकडे (कठोरता, कणांचा आकार, शुद्धता) ही केवळ मूलभूत माहिती असते; ते खऱ्या अर्थाने समजून घेण्यासाठी, तुम्हाला वेगवेगळ्या दबावाखाली (भारातील बदल), वेगवेगळ्या वातावरणात (तापमान आणि आर्द्रतेतील बदल), आणि दीर्घकाळच्या वापरानंतर (थकवा चाचणी) त्याची कामगिरी पाहणे आवश्यक आहे. प्रयोगशाळेतील लाखो डॉलर्सचे झीज चाचणी यंत्र अत्यंत अचूक असते, परंतु अंतिम निर्णय अखेरीस केवळ स्पर्शाच्या आणि नजरेच्या अनुभवावरच अवलंबून असतो—अगदी एखाद्या जुन्या यंत्रज्ञाप्रमाणे, जो केवळ यंत्राचा आवाज ऐकून त्यात काय बिघाड आहे हे सांगू शकतो.
पुढच्या वेळी जेव्हा तुम्हाला एखाद्या चाचणी अहवालावर ‘कठोरता ९, उत्कृष्ट झीज-प्रतिरोध’ असे साधे वाक्य दिसेल, तेव्हा तुम्हाला विचारावेसे वाटेल: कोणत्या परिस्थितीत, कोणाच्या हातून आणि किती वेळा अपयश आल्यानंतर हा ‘उत्कृष्ट’ निकाल साध्य झाला? कारण, ती शांत पांढरी पावडर बोलत नाही, पण तिने मागे सोडलेला प्रत्येक ओरखडा हीच सर्वात प्रामाणिक भाषा असते.