Крэмній— гэта атамны крышталь, атамы якога злучаны адзін з адным кавалентнымі сувязямі, утвараючы прасторавую сеткаватую структуру. У гэтай структуры кавалентныя сувязі паміж атамамі вельмі накіраваныя і маюць высокую энергію сувязі, што робіць крэмній высокай цвёрдасцю пры супраціўленні знешнім сілам, якія патрабуюць змены яго формы. Напрыклад, для разбурэння моцнай кавалентнай сувязі паміж атамамі патрабуецца вялікая знешняя сіла.
Аднак менавіта з-за рэгулярных і адносна жорсткіх структурных характарыстык яго атамнага крышталя, калі ён падвяргаецца вялікай ударнай сіле або нераўнамернай знешняй сіле, рашотка ўнутрыкрэмнійЗнешні ўплыў цяжка амартызаваць і рассейваць праз лакальную дэфармацыю, але гэта прывядзе да разрыву кавалентных сувязей уздоўж некаторых слабых крышталічных плоскасцяў або крышталічных напрамкаў, што прывядзе да разбурэння ўсёй крышталічнай структуры і праявы далікатнасці. У адрозненне ад такіх структур, як металічныя крышталі, паміж атамамі металу існуюць іённыя сувязі, якія могуць слізгаць адносна адзін аднаго, і яны могуць абапірацца на слізгаценне паміж атамнымі пластамі, каб адаптавацца да знешніх сіл, дэманструючы добрую пластычнасць і не лёгка ламаючыся.
Крэмнійатамы злучаны кавалентнымі сувязямі. Сутнасць кавалентных сувязей заключаецца ў моцным узаемадзеянні, якое ўтвараецца агульнымі электроннымі парамі паміж атамамі. Нягледзячы на тое, што гэтая сувязь можа забяспечыць стабільнасць і цвёрдасцькрышталь крэмніюДзякуючы структуры, кавалентнай сувязі цяжка аднавіцца пасля яе разрыву. Калі сіла, прыкладзеная знешнім светам, перавышае мяжу, якую можа вытрымаць кавалентная сувязь, яна разрываецца, і паколькі няма такіх фактараў, як свабодна рухаючыяся электроны, як у металах, якія б дапамаглі аднавіць разрыў, аднавіць сувязь або спадзявацца на дэлакалізацыю электронаў для размеркавання напружання, сувязь лёгка трэскаецца і не можа падтрымліваць агульную цэласнасць дзякуючы ўласным унутраным перабудовам, што робіць крэмній вельмі далікатным.
У практычным ужыванні крэмніевыя матэрыялы часта цяжка атрымаць абсалютна чыстымі, і яны ўтрымліваюць пэўныя прымешкі і дэфекты рашоткі. Уключэнне атамаў прымешак можа парушыць першапачаткова рэгулярную структуру крэмніевай рашоткі, выклікаючы змены ў лакальнай трываласці хімічнай сувязі і рэжыме сувязі паміж атамамі, што прыводзіць да слабых участкаў у структуры. Дэфекты рашоткі (напрыклад, вакансіі і дыслакацыі) таксама становяцца месцамі, дзе сканцэнтраваны напружанні.
Калі дзейнічаюць знешнія сілы, гэтыя слабыя месцы і кропкі канцэнтрацыі напружанняў часцей выклікаюць разрыў кавалентных сувязяў, у выніку чаго крэмніевы матэрыял пачынае ламацца ў гэтых месцах, пагаршаючы яго далікатнасць. Нават калі першапачаткова кавалентныя сувязі паміж атамамі стваралі структуру з больш высокай цвёрдасцю, цяжка пазбегнуць далікатнага разбурэння пад уздзеяннем знешніх сіл.
Час публікацыі: 10 снежня 2024 г.