Silisiumis in atoomkristal, wêrfan de atomen mei-inoar ferbûn binne troch kovalente biningen, wêrtroch't in romtlike netwurkstruktuer ûntstiet. Yn dizze struktuer binne de kovalente biningen tusken atomen tige rjochte en hawwe se in hege bânenerzjy, wêrtroch't silisium in hege hurdens sjen lit by it wjerstean fan eksterne krêften om syn foarm te feroarjen. Bygelyks, it kostet in grutte eksterne krêft om de sterke kovalente bân tusken atomen te ferneatigjen.
It is lykwols krekt fanwegen de regelmjittige en relatyf stive strukturele skaaimerken fan syn atoomkristal dat as it ûnderwurpen wurdt oan in grutte ynfloedkrêft of ûngelikense eksterne krêft, it roaster binnenynsilisiumis lestich om de eksterne krêft te bufferjen en te fersprieden troch lokale deformaasje, mar sil feroarsaakje dat de kovalente bannen brekke lâns guon swakke kristalflakken of kristalrjochtingen, wat sil feroarsaakje dat de heule kristalstruktuer brekt en brosse eigenskippen toant. Oars as struktueren lykas metaalkristallen, binne d'r ionyske bannen tusken metaalatomen dy't relatyf kinne glide, en se kinne fertrouwe op it gliden tusken atoomlagen om har oan te passen oan eksterne krêften, wêrtroch't se goede duktyliteit sjen litte en net maklik bros wurde.
Silisiumatomen binne ferbûn troch kovalente bannen. De essinsje fan kovalente bannen is de sterke ynteraksje dy't foarme wurdt troch de dielde elektronpearen tusken atomen. Hoewol dizze bân de stabiliteit en hurdens fan 'esilisium kristalstruktuer, is it lestich foar de kovalente bining om te herstellen as er ienris brutsen is. As de krêft dy't troch de bûtenwrâld tapast wurdt de limyt oerskriuwt dy't de kovalente bining kin wjerstean, sil de bining brekke, en om't der gjin faktoaren binne lykas frij bewegende elektroanen lykas yn metalen om de brek te reparearjen, de ferbining opnij te meitsjen, of te fertrouwen op 'e delokalisaasje fan elektroanen om de spanning te fersprieden, is it maklik om te barsten en kin de algemiene yntegriteit net behâlde troch syn eigen ynterne oanpassingen, wêrtroch silisium tige bros is.
Yn praktyske tapassingen is it faak lestich om silisiummaterialen absolút suver te hâlden, en sille bepaalde ûnreinheden en roasterdefekten befetsje. De ynkorporaasje fan ûnreinheidsatomen kin de oarspronklik reguliere silisiumroasterstruktuer fersteure, wêrtroch feroaringen yn 'e lokale gemyske bânsterkte en de bânmodus tusken atomen ûntsteane, wat resulteart yn swakke gebieten yn 'e struktuer. Roasterdefekten (lykas fakatueres en ûntwrichtingen) sille ek plakken wurde dêr't spanning konsintrearre is.
As eksterne krêften ynwurkje, is de kâns grutter dat dizze swakke plakken en spanningskonsintraasjepunten it brekken fan kovalente bannen feroarsaakje, wêrtroch't it silisiummateriaal fan dizze plakken begjint te brekken, wat de brosheid fergruttet. Sels as it oarspronklik fertroude op 'e kovalente bannen tusken atomen om in struktuer mei in hegere hurdens te bouwen, is it lestich om brosbreuk ûnder ynfloed fan eksterne krêften te foarkommen.
Pleatsingstiid: 10 desimber 2024