Piion atomikide, jonka atomit ovat yhteydessä toisiinsa kovalenttisilla sidoksilla muodostaen spatiaalisen verkkorakenteen. Tässä rakenteessa atomien väliset kovalenttiset sidokset ovat hyvin suuntaisia ja niillä on korkea sidosenergia, minkä vuoksi pii on erittäin kova vastustaessaan ulkoisia voimia muuttaakseen muotoaan. Esimerkiksi atomien välisen vahvan kovalenttisen sidoksen tuhoamiseen tarvitaan suuri ulkoinen voima.
Kuitenkin juuri sen atomikiteen säännöllisten ja suhteellisen jäykkien rakenteellisten ominaisuuksien vuoksi sen sisällä oleva hila vaurioituu, kun siihen kohdistuu suuri iskuvoima tai epätasainen ulkoinen voima.piiUlkoista voimaa on vaikea puskuroida ja hajottaa paikallisen muodonmuutoksen kautta, mutta se aiheuttaa kovalenttisten sidosten katkeamisen heikkojen kidetasojen tai kidesuuntien mukaisesti, mikä aiheuttaa koko kiderakenteen murtumisen ja haurauden. Toisin kuin metallikiteiden kaltaisissa rakenteissa, metalliatomien välillä on ionisidoksia, jotka voivat liukua suhteellisen paljon, ja ne voivat luottaa atomikerrosten väliseen liukuun sopeutuakseen ulkoisiin voimiin, mikä osoittaa hyvää sitkeyttä eikä ole helppo murtaa haurautta.
PiiAtomit ovat yhteydessä toisiinsa kovalenttisilla sidoksilla. Kovalenttisten sidosten ydin on atomien välisten yhteisten elektroniparien muodostama vahva vuorovaikutus. Vaikka tämä sidos voi varmistaa aineen vakauden ja kovuudenpiikideRakenteen vuoksi kovalenttisen sidoksen on vaikea palautua katkettuaan. Kun ulkomaailman kohdistama voima ylittää kovalenttisen sidoksen kestokyvyn rajan, sidos katkeaa. Koska ei ole tekijöitä, kuten vapaasti liikkuvia elektroneja kuten metalleissa, jotka auttaisivat katkeamisen korjaamisessa, yhteyden uudelleen muodostamisessa tai elektronien delokalisaatiossa jännityksen hajottamisessa, se halkeaa helposti eikä pysty säilyttämään kokonaisvaltaista eheyttään omien sisäisten säätöjensä avulla, mikä aiheuttaa piin haurautta.
Käytännön sovelluksissa piimateriaaleja on usein vaikea saada täysin puhtaiksi, ja ne sisältävät tiettyjä epäpuhtauksia ja hilavirheitä. Epäpuhtausatomien lisääminen voi häiritä alun perin säännöllistä piihilarakennetta, aiheuttaen muutoksia paikallisessa kemiallisessa sidoksen lujuudessa ja atomien välisessä sidosmuodossa, mikä johtaa heikkoihin alueisiin rakenteessa. Hilavirheistä (kuten vajauksista ja dislokaatioista) tulee myös jännitysten keskittymispaikkoja.
Ulkoisten voimien vaikuttaessa nämä heikot kohdat ja jännityskeskittymät todennäköisemmin aiheuttavat kovalenttisten sidosten katkeamisen, jolloin piimateriaali alkaa murtua näistä paikoista ja pahentaa sen haurautta. Vaikka se alun perin perustui atomien välisiin kovalenttisiin sidoksiin kovemman rakenteen rakentamiseksi, on vaikea välttää haurasmurtumaa ulkoisten voimien vaikutuksesta.
Julkaisun aika: 10.12.2024