Zergatik da silizioa hain gogorra baina hain hauskorra?

Silizioakristal atomiko bat da, zeinaren atomoak elkarri lotura kobalenteen bidez lotuta dauden, sare espazial bat osatuz. Egitura honetan, atomoen arteko lotura kobalenteak oso norabidezkoak dira eta lotura-energia handia dute, eta horrek silizioak gogortasun handia erakusten du kanpoko indarrei aurre egitean bere forma aldatzeko. Adibidez, kanpoko indar handi bat behar da atomoen arteko lotura kobalente sendoa suntsitzeko.

 

silizioa (1)

Hala ere, bere kristal atomikoaren egitura-ezaugarri erregular eta nahiko zurrunengatik da, hain zuzen ere, inpaktu-indar handi edo kanpoko indar irregular baten menpe dagoenean, barneko sareaksilizioaZaila da kanpoko indarra tokiko deformazioaren bidez leuntzea eta sakabanatzea, baina lotura kobalenteak kristal-plano edo kristal-norabide ahul batzuetan zehar haustea eragingo du, eta horrek kristal-egitura osoa hautsi eta ezaugarri hauskorrak erakutsiko ditu. Metal-kristalak bezalako egiturek ez bezala, metal-atomoen artean lotura ionikoak daude, erlatiboki irristatu daitezkeenak, eta geruza atomikoen arteko irristatzean oinarritu daitezke kanpoko indarretara egokitzeko, harikortasun ona erakutsiz eta ez baitira erraz hausten hauskorrak.

 

SilizioaAtomoak lotura kobalenteen bidez lotuta daude. Lotura kobalenteen funtsa atomoen arteko elektroi bikote partekatuek sortzen duten elkarrekintza sendoa da. Lotura honek egonkortasuna eta gogortasuna berma ditzakeen arrensiliziozko kristalaegitura, zaila da lotura kobalentea berreskuratzea hautsi ondoren. Kanpoko munduak aplikatzen duen indarra lotura kobalenteak jasan dezakeen muga gainditzen duenean, lotura hautsi egingo da, eta metaletan bezala, elektroi libreki mugitzen diren faktorerik ez dagoenez haustura konpontzen, konexioa berrezartzen edo elektroien deslokalizazioan oinarritzen den tentsioa sakabanatzeko, erraz pitzatzen da eta ezin du osotasun orokorra mantendu bere barne doikuntzen bidez, silizioa oso hauskorra bihurtuz.

 

silizioa (2)

Aplikazio praktikoetan, siliziozko materialek askotan zaila izaten dute erabat puruak izatea, eta zenbait ezpurutasun eta sare-akats izango dituzte. Ezpurutasun-atomoen sartzeak jatorrizko silizio sare-egitura erregularra eten dezake, tokiko lotura kimikoaren indarra eta atomoen arteko lotura-modua aldatuz, eta egituran eremu ahulak sortuz. Sare-akatsak (hala nola, hutsuneak eta dislokazioak) ere tentsioa kontzentratzen den leku bihurtuko dira.

Kanpoko indarrek eragiten dutenean, puntu ahul eta tentsio-kontzentrazio puntu hauek lotura kobalenteen haustura eragiteko joera handiagoa dute, silizio materiala leku horietatik hausten hastea eraginez, bere hauskortasuna areagotuz. Hasieran atomoen arteko lotura kobalenteetan oinarritu bazen ere gogortasun handiagoa zuen egitura bat eraikitzeko, zaila da kanpoko indarren eraginpean haustura hauskorra saihestea.


Argitaratze data: 2024ko abenduaren 10a
WhatsApp bidezko txata online!