Silikonis 'n atoomkristal waarvan die atome deur kovalente bindings aan mekaar verbind is en 'n ruimtelike netwerkstruktuur vorm. In hierdie struktuur is die kovalente bindings tussen atome baie rigtinggewend en het hoë bindingsenergie, wat veroorsaak dat silikon hoë hardheid toon wanneer dit eksterne kragte weerstaan om sy vorm te verander. Dit verg byvoorbeeld 'n groot eksterne krag om die sterk kovalente bindingsverbinding tussen atome te vernietig.
Dit is egter juis as gevolg van die gereelde en relatief rigiede strukturele eienskappe van sy atoomkristal dat wanneer dit aan 'n groot impakkrag of ongelyke eksterne krag onderwerp word, die rooster binnesilikonis moeilik om die eksterne krag deur plaaslike vervorming te buffer en te versprei, maar dit sal veroorsaak dat die kovalente bindings langs sommige swak kristalvlakke of kristalrigtings breek, wat sal veroorsaak dat die hele kristalstruktuur breek en bros eienskappe toon. Anders as strukture soos metaalkristalle, is daar ioniese bindings tussen metaalatome wat relatief kan gly, en hulle kan staatmaak op die gly tussen atoomlae om by eksterne kragte aan te pas, wat goeie rekbaarheid toon en nie maklik bros breek nie.
Silikonatome word deur kovalente bindings verbind. Die kern van kovalente bindings is die sterk interaksie wat gevorm word deur die gedeelde elektronpare tussen atome. Alhoewel hierdie binding die stabiliteit en hardheid van diesilikon kristalstruktuur, is dit moeilik vir die kovalente binding om te herstel sodra dit gebreek is. Wanneer die krag wat deur die buitewêreld toegepas word die limiet oorskry wat die kovalente binding kan weerstaan, sal die binding breek, en omdat daar geen faktore soos vrylik bewegende elektrone soos in metale is om die breuk te help herstel, die verbinding te herstel, of staat te maak op die delokalisering van elektrone om die spanning te versprei nie, is dit maklik om te kraak en kan dit nie die algehele integriteit deur sy eie interne aanpassings handhaaf nie, wat veroorsaak dat silikon baie bros is.
In praktiese toepassings is dit dikwels moeilik om silikonmateriale absoluut suiwer te maak, en sal sekere onsuiwerhede en roosterdefekte bevat. Die inkorporering van onsuiwerheidsatome kan die oorspronklik gereelde silikonroosterstruktuur ontwrig, wat veranderinge in die plaaslike chemiese bindingssterkte en die bindingsmodus tussen atome veroorsaak, wat lei tot swak areas in die struktuur. Roosterdefekte (soos vakante plekke en ontwrigtings) sal ook plekke word waar spanning gekonsentreer word.
Wanneer eksterne kragte inwerk, is hierdie swak plekke en spanningskonsentrasiepunte meer geneig om die verbreking van kovalente bindings te veroorsaak, wat veroorsaak dat die silikonmateriaal van hierdie plekke begin breek en die brosheid daarvan vererger. Selfs al het dit oorspronklik op die kovalente bindings tussen atome staatgemaak om 'n struktuur met 'n hoër hardheid te bou, is dit moeilik om brosbreuk onder die impak van eksterne kragte te vermy.
Plasingstyd: 10 Desember 2024