ઘસારો (wear) : સરકવાની પ્રક્રિયાને કારણે ઘન સપાટીમાંથી થતું દ્રવ્યનું ખવાણ. મોટરકાર, વૉશિંગ મશીન, ટેપરેકર્ડર, કૅમેરા, કપડાં વગેરે નકામાં બની જવાનું આ મુખ્ય કારણ છે. ઘસારાની ઘટનાના થોડાક ઉપયોગ છે પરંતુ મહદંશે તે એક અનિષ્ટ છે અને તેની અસરો નિવારવા માટે મોટા પ્રમાણમાં માનવશક્તિ અને દ્રવ્યશક્તિ વેડફાઈ જાય છે.
ઘણાંબધાં કારણોને લીધે 1950 સુધી તો તકનીકી ક્ષેત્રે ઘસારાના વિસ્તારનો વિકાસ થઈ શક્યો ન હતો. તે પહેલાં એક માન્યતા પ્રવર્તતી હતી કે ઘસારો સરકવાની ક્રિયા સાથે સંકળાયેલી એક અનિવાર્ય ઘટના છે અને તેને નિવારવા માટે કશું જ થઈ શકે નહિ; પરંતુ 1940ના અરસામાં પરમાણુબૉમ્બ બનાવવાના કાર્યક્રમના એક ભાગ રૂપે, તેમાં ઉપયોગમાં લેવાતા ન્યૂક્લિયર રિઍક્ટર બનાવવાની કામગીરીએ, ઘસારાની તકનીક પરત્વે મહત્વનો ભાગ ભજવ્યો અને ઘસારા અંગેના ખ્યાલમાં પરિવર્તન આવ્યું. આવા રિઍક્ટર દ્વારા ઇજનેરી કામમાં વપરાતી લોખંડ, તાંબું તથા ક્રોમિયમ જેવી સામાન્ય ધાતુઓના સમસ્થાનિક (isotopes) ઉત્પન્ન કરવામાં આવ્યા (સમસ્થાનિક = એકસરખા રાસાયણિક ગુણધર્મો; પરંતુ જુદા ભૌતિક ગુણધર્મો ધરાવતાં તત્વો), જેને લઈને ઘસારો માપવાની અતિસંવેદી રેડિયો-ટ્રેસર તકનીકનો ઉપયોગ શક્ય બન્યો. ઉદાહરણ તરીકે કોઈ ધાતુનો એક કિગ્રા. ભાર બળથી દબાવેલો રાખીને, બીજી ધાતુ ઉપર સરકાવતાં અલ્પ પ્રમાણમાં ઉત્પન્ન થતો ઘસારો માપવાનું શક્ય બન્યું. આકૃતિમાં લોખંડની સપાટી ઉપર રેડિયોઍક્ટિવ તાંબાના સળિયાને એક વખત સરકાવવાની ક્રિયા દરમિયાન, લોખંડની સપાટી ઉપર સ્થાનાંતરિત થતી રેડિયોએક્ટિવ તાંબાની રજકણ દર્શાવેલી છે. તે વખતે ઉદભવતો કુલ ઘસારો 8 × 10-7 ગ્રામ કે 0.0008 મિલિગ્રામ જેટલો સૂક્ષ્મ હતો.
રેડિયોઍક્ટિવ તાંબાના સળિયાને લોખંડની સામાન્ય સપાટી ઉપરથી એક વખત સરકાવતાં, તાંબાની રેડિયોઍક્ટિવ રજકણો લોખંડ ઉપર સ્થાનાંતરિત થયેલી જણાય છે.
આમ, ઘસારો ઉદભવતાં પહેલાં અને ઉદભવ્યા પછીના માપ ઉપરથી ઘસારાનું માપ લેવામાં આવતું હતું તેને બદલે તે ઉદભવતો હોય ત્યારે જ તેનું સીધેસીધું માપ લેવાનું પહેલી વાર શક્ય બન્યું. આ સંશોધનના પરિણામે 1950ની આસપાસ એવું પ્રસ્થાપિત થયું કે ઘસારાના મુખ્ય ચાર પ્રકાર છે : (1) આસક્ત (adhesive); (2) અપઘર્ષક (abrasive); (3) ક્ષારણ (corrosion) અને (4) સપાટીનો થાક (surface fatigue). ત્યાર પછી તરત જ ઘસારા માટેનું શાસ્ત્ર રચવાનું તથા તેનું માત્રાત્મક (quantitative) મૂલ્ય મેળવવાનું પણ શક્ય બન્યું.
(1) આસક્ત ઘસારો : ઘસારાનું આ એકમાત્ર સાર્વત્રિક સ્વરૂપ છે. અનેક સરકતી પ્રણાલીઓ (systems) માટે તે સૌથી અગત્યનો પણ છે. સરકવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન, સંપર્કમાં રહેતી સપાટીઓ વચ્ચે જંક્શન તરીકે ઓળખાતા, આસક્ત બંધન-વિસ્તાર (regions of adhesive bonding) રચાતા હોય છે, તેને કારણે આવો ઘસારો ઉત્પન્ન થતો હોય છે. આસક્ત બંધ(adhesive bond)નું સામર્થ્ય (strength) એટલું પ્રબળ હોય છે કે અપરૂપણ-પ્રતિબળ(shearing stress)ની અસર નીચે મૂળ આંતરસપાટી(interface)ને બદલે, બેમાંના એક પદાર્થના દ્રવ્યનું વિભંજન થાય છે. આસક્ત ઘસારાનું કદ નીચેના સમીકરણને અનુસરે છે :
V = kLx / 3 p
અહીં V = આસક્ત ઘસારાનું કુલ કદ; k = પરિમાણરહિત અચળાંક છે, જેને ઘસારા-અંક (wear-coefficient) કહે છે; x = સરકવાની ક્રિયામાં કપાતું કુલ અંતર છે અને p = પ્રતિબળ તરીકે દર્શાવવામાં આવતી સપાટીની દંતુરતા કઠણાઈ (indentation hardness) છે.
સારા ઊંજકનો ઉપયોગ કરવાથી ધાતુની બનેલી સરકતી પ્રણાલીઓમાં આ ઘસારામાં દસ લાખના ક્રમ સુધીનો સારો એવો ઘટાડો થઈ શકે છે. વળી અધાત્વીય સરકતી પ્રણાલીઓને ઊંજણરહિત તથા ધાત્વીયને સારા ઊંજણવાળી બનાવવાથી પણ મોટો લાભ થતો હોય છે.
(2) ઉઝરડાનો ઘસારો : તીક્ષ્ણ (sharp) ધારવાળી સખત સપાટી બીજી વધુ નરમ સપાટી ઉપર સરકીને તેમાં ખાંચ (groove) કોતરી કાઢે ત્યારે આ પ્રકારનો ઘસારો ઉદભવે છે. ઉઝરડો ઉત્પન્ન કરતા પદાર્થ તરીકે કાં તો બેમાંની એક સપાટી હોય (ઉદા., કાનસ) અથવા બે સપાટીઓ વચ્ચે કોઈ ત્રીજો જ ઘટક (ઉદા., રેતીના કણ) હોઈ શકે. આ ઘસારો પણ આસક્ત ઘસારાના જેવો જ સમીકરણને અનુસરે છે. અહીં k = ઉઝરડા-ઘસારા-અંક (abrasive wear coeffcient) છે. આસક્ત ઘસારા-અંકની સરખામણીમાં તેનું મૂલ્ય બહુ મોટું હોય છે. તેથી સરકતી પ્રણાલીમાં ઉઝરડો ઉત્પન્ન કરે તેવો કણ દાખલ કરવામાં આવે તો તેના ઘસારાના દરમાં બહુ મોટો વધારો થાય છે. આ જ કારણે મોટરગાડીમાં હવા તથા તેલ માટેનાં ફિલ્ટર રાખવામાં આવે છે, જે ઉઝરડો ઉપજાવે તેવા કણ કોઈ પણ પ્રકારનું નુકસાન કરે તે પહેલાં જ તેને રોકી લઈને દૂર કરે છે.
(3) ક્ષારણનો ઘસારો : ક્ષારણવાળા આવરણમાં સપાટી સરકી રહી હોય ત્યારે ક્ષારણ સામે રક્ષણ આપતા પદાર્થનું પડ દૂર થતાં સપાટી ખુલ્લી બને છે અને તેની ઉપર વધુ ક્ષારણ ચડે છે અને આ પ્રકારનો ઘસારો ઉત્પન્ન થાય છે. તેને માટે હજી સુધી કોઈ માત્રાત્મક સંબંધ અસ્તિત્વમાં નથી. આસક્ત ઘસારા તથા ઉઝરડાના ઘસારા માટેના સમીકરણના સંદર્ભમાં વિશ્લેષણ કરતાં મૃદુ ક્ષારણવાળા આવરણમાં રહેલી સપાટી માટે kનું મૂલ્ય 10-5 કરતાં ઓછું અને પ્રબળ આવરણ માટે તેનું 10-2 કરતાં વધુ હોય છે.
(4) સપાટીના થાકનો ઘસારો : તડ(crack)ની ઉત્પત્તિ અને વૃદ્ધિથી આ પ્રકારનો ઘસારો ઉદભવે છે. બૉલ-બેરિંગ, રેલગાડીના પાટા ઉપર ફરતાં પૈડાં, ગિયર વગેરે ગોળ ઘૂમતી વસ્તુઓમાં આ ઘસારો ઉત્પન્ન થતો હોય છે. ઘૂમવાની ક્રિયા દરમિયાન સપાટીના અગ્ર ભાગ પર અથવા સપાટી નીચે તડ ઉદભવે છે, જે ક્રમશ: મોટી થઈને સપાટીમાંથી એક મોટો કણ બહાર નીકળી આવે છે.
ઘસારાના ઉપયોગ : ઘસારો આમ તો અનિચ્છનીય હોવા છતાં તેના થોડાક ઉપયોગ પણ છે. કાગળ અને પેન્સિલ તથા બ્લૅકબોર્ડ અને ચૉક જેવી લેખનપદ્ધતિમાં ઘસારાની કાર્યવિધિ (mechanism) દ્વારા કામ કરતી હોય છે. કાનસ અથવા કાચપેપરની મદદથી ઘન સપાટીઓ તૈયાર કરવાની ઘણીબધી રીતોમાં પણ ઘસારાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. સરકતી સપાટીઓની પ્રક્રિયાના અભ્યાસમાં પણ ઘસારાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. કોઈ વ્યક્તિના બૂટના ઘસારા ઉપરથી તેની ચાલ વ્યવસ્થિત છે કે કેમ તે નક્કી કરી શકાય છે. અકસ્માતમાં અથવા કોઈ વસ્તુ ખોરવાઈ જાય ત્યારે તેને વિશ્લેષણ માટે એક મુખ્ય વિધિ તરીકે ઘસારાની નિશાનીઓની તપાસ કરવામાં આવે છે. બંધ પડેલી પ્રણાલીઓના આ પ્રકારના ખાસ કિસ્સામાં ઘસારો ખાસ ઉપયોગી નીવડે છે.
એરચ મા. બલસારા