Silicijumje atomski kristal čiji su atomi međusobno povezani kovalentnim vezama, formirajući prostornu mrežnu strukturu. U ovoj strukturi, kovalentne veze između atoma su vrlo usmjerene i imaju visoku energiju veze, što čini silicij visokom tvrdoćom kada se odupire vanjskim silama koje mijenjaju njegov oblik. Na primjer, potrebna je velika vanjska sila da bi se uništila jaka kovalentna veza između atoma.
Međutim, upravo zbog pravilnih i relativno krutih strukturnih karakteristika njegovog atomskog kristala, kada je izložen velikoj udarnoj sili ili neujednačenoj vanjskoj sili, rešetka unutar njega...silicijTeško je ublažiti i raspršiti vanjsku silu putem lokalne deformacije, ali će uzrokovati pucanje kovalentnih veza duž nekih slabih kristalnih ravni ili kristalnih smjerova, što će uzrokovati pucanje cijele kristalne strukture i pokazati krhke karakteristike. Za razliku od struktura poput metalnih kristala, postoje ionske veze između metalnih atoma koje se mogu relativno kliziti i mogu se osloniti na klizanje između atomskih slojeva kako bi se prilagodile vanjskim silama, pokazujući dobru duktilnost i nije lako lomiti se krhko.
SilicijumAtomi su povezani kovalentnim vezama. Suština kovalentnih veza je jaka interakcija koju formiraju zajednički elektronski parovi između atoma. Iako ova veza može osigurati stabilnost i tvrdoćusilicijumski kristalU strukturi, kovalentnoj vezi je teško da se oporavi nakon što se prekine. Kada sila koju primjenjuje vanjski svijet premaši granicu koju kovalentna veza može izdržati, veza će se prekinuti, a budući da ne postoje faktori poput slobodnog kretanja elektrona kao kod metala koji bi pomogli u popravljanju prekida, ponovnom uspostavljanju veze ili oslanjanju na delokalizaciju elektrona za raspršivanje napona, lako puca i ne može održati ukupni integritet kroz vlastite interne prilagodbe, što uzrokuje da silicijum bude vrlo krhak.
U praktičnim primjenama, silicijumske materijale je često teško postići u apsolutno čistom stanju, te će sadržavati određene nečistoće i defekte rešetke. Ugradnja atoma nečistoća može poremetiti prvobitno pravilnu strukturu rešetke silicija, uzrokujući promjene u lokalnoj jačini hemijske veze i načinu vezivanja između atoma, što rezultira slabim područjima u strukturi. Defekti rešetke (kao što su praznine i dislokacije) također će postati mjesta gdje je koncentrisano naprezanje.
Kada djeluju vanjske sile, ove slabe tačke i tačke koncentracije napona vjerovatnije će uzrokovati kidanje kovalentnih veza, što će uzrokovati da silicijumski materijal počne da se lomi na tim mjestima, pogoršavajući njegovu krhkost. Čak i ako se prvobitno oslanjao na kovalentne veze između atoma za izgradnju strukture sa većom tvrdoćom, teško je izbjeći krhki lom pod uticajem vanjskih sila.
Vrijeme objave: 10. decembar 2024.