Керамит

Семён Семёныч, ну кто так верстает, а? При чтении этой статьи Саурон порвал себе око, потому что она совершенно неудобочитаема. Разбейте текст на красивые абзацы, расставьте иллюстрации как положено, уберите лишние зачёркивания, отформатируйте спойлеры в соответствии с нашей политикой и впредь верстайте нормально, хорошо?

Керамит вообще-то что то типа керамики. Обычно сразу вспоминают Warhammer 40000:

Керамит — это тип тепло- и ударостойкого керамического материала, используемого Империумом для производства высокотехнологичной брони: панцирной, силовой или тактической брони дредноута. Керамит способен поглощать и рассеивать даже самые экстремальные тепловые и прочие энергетические атаки, а также рассеивать многие другие формы электромагнитного излучения. Это делает его особенно эффективным средством защиты от оружия, использующего энергию или элементарные частицы. Высококачественный керамит стоит довольно дорого и используется для создания силовой брони космодесанта или придания дополнительной живучести тяжёлой технике, повышая защиту от мельта-оружия. Керамит среднего класса применяется в производстве панцирной брони, а низкоклассные материалы в переработанном виде используются как добавка к строительным материалам и значительно повышает их стойкость к агрессивным средам и тепловому воздействию. Этот материал в основном используется для строительства недорогих сборных жилых блоков, распространенных на многих имперских мирах-ульях.

Но данный троп помимо Вахи используется и в других произведениях, необязательно с такими способностями. Тут наверное нужно сказать пару слов о керамике как таковой. Например, сейчас «Керамит» — обожженный до спекания кирпич брусчатой формы, используемый для мощения дорог. Также «Керамит» — материал, изготовляющийся из окиси алюминия, глины и кварцевого песка. Керамит механически прочен и имеет высокие электроизоляционные свойства, из него делают радиодетали мелких и средних размеров. Изначально Керамикой называли обожженные изделия из глины с разными минеральными примесями. Термин образовался от греческого κέραμος — «глина» — и κεραμική τέχνη — «гончарное искусство». Согласно самой распространенной версии, в Древней Греции это слово произошло от названия афинского района Керамик, где селились гончары. На данный момент к керамике относят довольно много веществ, от глиняного горшка до нанокерамики. Поэтому современное определение гласит что Керамика — это любой из различных твёрдых, хрупких, жаропрочных и устойчивых к коррозии материалов, изготовленных путём формования и последующего обжига неорганического неметаллического материала, такого как глина, при высокой температуре. Некоторые элементы, такие как углерод или кремний, могут считаться керамическими, потому что при застывании из расплава стремятся к аморфной форме. Обычно основа современной керамики — это неорганический, металлический оксидный, нитридный или карбидный материал. Керамические материалы хрупкие, твёрдые, прочные на сжатие и слабые на изгиб и растяжение. Они устойчивы к химической эрозии, которая возникает у других материалов, подвергающихся воздействию кислой или щелочной среды. Керамика, как правило, выдерживает очень высокие температуры — от 1000 °C до 1600 °C (от 1800 °F до 3000 °F). Основная проблема керамики — хрупкость, но ученые работают над созданием керамических материалов, которые могут выдерживать значительную деформацию без разрушения. Первый такой материал, который может деформироваться при комнатной температуре, был создан в 2024 году. Современные сложные кристаллические керамики практически не подаются обработке, методов работы с ними, как правило, два: либо изготовление керамики нужной формы путём реакции на месте, либо «формирование» порошков нужной формы, а затем спекание для получения твёрдого тела. В результате происходит спекание частиц материала, становиться меньше Аморфной структуры и больше Стекловидной. Чем выше температуры — тем больше стекловидной части. При этом многие специалисты по керамике не считают материалы с аморфной (некристаллической) структурой (например, стекло) керамикой, даже несмотря на то, что производство стекла включает в себя несколько этапов керамического процесса, а его механические свойства схожи с свойствами керамических материалов. Однако термическая обработка может превратить стекло в полукристаллический материал, известный как стеклокерамика. Методы формования керамики включают в себя ручное формование (иногда с вращением, называемым «броском»), литье под давлением, ленточное литье (используется для изготовления очень тонких керамических конденсаторов), литье под давлением, сухое прессование и другие варианты.

Современные керамические материалы, включают в себя огромный спектр различных веществ и изделий из них. От самодельных глиняных горшков до электроизоляционного фарфора и бронепластин. Современная усовершенствованная керамика создается на основе большого разнообразия веществ. Например, карбиды кремния и карбида вольфрама ценятся за устойчивость к истиранию и поэтому используются в таких областях, как износостойкие пластины дробильного оборудования в горнодобывающей промышленности. Усовершенствованная керамика также используется в медицине, электротехнике, электронике и современной броне. Некоторые примеры современной керамики:

• Титанат бария (часто смешанный с титанатом стронция) проявляет сегнетоэлектричество, что означает, что его механические, электрические и тепловые характеристики связаны друг с другом, а также зависят от истории. Он широко используется в электромеханических преобразователях, керамических конденсаторах и элементах хранения данных. Условия на границе зерен могут создавать эффект PTC в нагревательных элементах.
• Сиалон (оксинитрид кремния и алюминия) обладает высокой прочностью, устойчивостью к тепловому удару, химической и износостойкостью, а также низкой плотностью. Эта керамика используется для работы с расплавленным цветным металлом, в качестве присадочного материала и в химической промышленности.
• Карбид кремния (SiC) используется в качестве поглотителя в микроволновых печах, в качестве абразива и огнеупорного материала.
• Нитрид кремния (Si3N4) используется в качестве абразивного порошка.
• Стеатит (силикат магния) используется в качестве электрического изолятора.
• Карбид титана используется в экранах для возвращения космических челноков и в часах, устойчивых к царапинам.
• Оксид урана (UO2), используемый в качестве топлива в ядерных реакторах.
• Оксид иттрия, бария, меди (YБа2Cu3O7−x), а высокотемпературный сверхпроводник.
• Оксид цинка (ZnO), который является полупроводником и используется при изготовлении варисторов.
• Диоксид циркония (циркониевая керамика), который в чистом виде претерпевает множество фазовых превращений при температуре от комнатной до температуры практического спекания, может быть химически «стабилизирован» в нескольких различных формах. Его высокая ионная проводимость кислорода позволяет использовать его в топливных элементах и автомобильных кислородных датчиках. В другом варианте метастабильные структуры могут придавать трансформационное упрочнение для механических применений; большинство керамических ножей изготавливаются из этого материала. Частично стабилизированный диоксид циркония (PSZ) гораздо менее хрупкий, чем другие керамические материалы, и используется для изготовления инструментов для обработки металлов, клапанов и вкладышей, абразивных суспензий, кухонных ножей и подшипников, подвергающихся сильному истиранию

Что же касается керамита как металла. Есть несколько способов формирования металла как керамики. Первый — Аморфные стекла. Ещё в 1940-х годах было известно, что металлические плёнки, получаемые методом вакуумного низкотемпературного напыления, не имеют кристаллического строения. Однако начало изучению аморфных металлов было положено в 1960 году, когда в Калифорнийском технологическом институте группой под руководством профессора Дювеза (англ. Pol Duwez) было получено металлическое стекло Au75Si25. Большой научный интерес к теме стал проявляться с 1970 года, первоначально в США и Японии, а вскоре — в Европе, СССР и КНР. По некоторым свойствам ряд аморфных металлов значительно отличаются от обычных кристаллических того же состава. В частности, некоторые из них отличаются высокой прочностью и вязкостью, коррозионной стойкостью, высокой магнитной проницаемостью. Аморфные сплавы используются для изготовления композитной брони в оборонной промышленности. Высокая твёрдость и лёгкость аморфных сплавов делают их идеальными для этих целей. Материал не только эффективно снижает вес бронетехники, но и улучшает защиту. Например, в защитных бронированных ограждениях используют прослойки из аморфных сплавов на основе алюминия, которые гасят энергию пробивающего снаряда за счёт высокой вязкости разрушения таких прослоек. Возможно, аморфные металлы станут следующим поколением военной брони, пока не сменятся другими, возможно монокристаллическими материалами. Несколько возможных применений:

• Сверхсплав — общий термин для металлов, которые могут работать при крайне высоких температурах (до 1100 градусов Цельсия). Они будут применяться в сверхгорячих областях турбин реактивных двигателей.
• Металлическая пена — это то, что можно получить, добавив порошкообразный гидрид титана в расплавленный алюминий, а потом дать ему остыть. В итоге получается очень прочная субстанция, при этом относительно легкая, с 75-95 процентами пустого пространства. Некоторые формы из металлической пены настолько легкие, что могут плавать на воде, что делает их очень хорошим средством для создания плавучих городов.
• Прозрачный алюминий в намного прочнее стали. Количество применений этому материалу поистине огромно. Представьте целый небоскреб, состоящий из прозрачной стали. В будущем горизонты могут выглядеть плавающими черными точками (отдельные номера), а не монолитами, как сегодня.

Другой возможный способ получения керамита — комбинация твердых частиц (металлов или их оксидов) с вязкими (например, полимерами). Как пример — создание «металлического перламутра» в 2000-х гг. в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (LBNL). Высокая прочность перламутра определяется его структурой. Его состав это 95 % минерала арагонита (кристаллы твёрдого, но легко ломающегося CaCO3) и мягкие органические молекулы. Роберт Ритчи (Robert Ritchie) и его коллеги решили воспроизвести перламутр. Для этого учёные взяли на вооружение биомимикрию — молодую науку, позволяющую создавать искусственные материалы, способы и методы, повторяющие творения природы. Они провели контролируемое замораживание водной суспензии оксида алюминия (глинозёма) с добавкой достаточно распространённого полимера полиметилметакрилата (ПММА).Сначала они заморозили воду с суспензией, для того чтобы создать матрицу, которая стала основой для получения каркаса из пластин (ламелей) глинозёма (он занял поры, не заполненные льдом). Затем лёд был удалён выпариванием, и на его место был введён полимер. В результате удалось создать керамический материал, обладающий прочностью в 300 раз большей, чем у его составляющих. Прочность материала определяется его способностью рассеивать энергию деформации. В данном случае полимер между пластинками оксида алюминия позволяет им «скользить» относительно друг друга и тем самым распределять нагрузку, точно так же, как это делают белковые структуры в раковинах моллюсков. Но химики смогли не только создать пластинчатый каркас. Они получили возможность влиять на толщину пластин, их макроскопическую ориентацию, химию и шероховатость границ раздела ламелей. Сжимая каркас перпендикулярно слоям во время спекания, они также получили «кирпичики» оксида алюминия, добились формирования и уплотнения керамических мостиков между ними

Примеры

Литература

• Алексей Евтушенко, «Проблема суверенитета»: Команда спустилась вниз и теперь с радостью подставляла лица тёплому солнышку и дышала воздухом, крепко настоянным на ароматах сгоревшего и свежеразлитого топлива, нагретого на солнце керамита, а также металла и пластика космических кораблей, там и сям разбросанных по взлётному полю.
• Андрей Егоров, Отповедь социопата: Снять браслет из сверхпрочного самовосстанавливающегося керамита не представлялось возможным.
• Валерий Петрович Большаков, «Марс наш!»: Титановая оболочка разошлась на добрый метр, расплескалась, оголяя керамит.
• Тимофей Царенко, «Хроники города. Аспекты бытия»: По своим свойствам керамит напоминал базальт, а в далёких предках у него числился железобетон.
• Нечто подобное упоминается в романе Артема Каменистого «Холод Юга»