Silicijje atomski kristal čiji su atomi međusobno povezani kovalentnim vezama, tvoreći 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 neravnomjernoj vanjskoj sili, rešetka unutarsilicijTeško je ublažiti i raspršiti vanjsku silu lokalnom deformacijom, ali će uzrokovati pucanje kovalentnih veza duž nekih slabih kristalnih ravnina 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.
SilicijAtomi su povezani kovalentnim vezama. Bit kovalentnih veza je jaka interakcija koju tvore zajednički elektronski parovi između atoma. Iako ova veza može osigurati stabilnost i tvrdoćusilicijev kristalU strukturi, kovalentnoj vezi je teško oporaviti se nakon što se prekine. Kada sila koju primjenjuje vanjski svijet prijeđe granicu koju kovalentna veza može podnijeti, veza će se prekinuti, a budući da ne postoje čimbenici poput slobodnog kretanja elektrona kao u metalima koji bi pomogli u popravljanju prekida, ponovnom uspostavljanju veze ili oslanjanju na delokalizaciju elektrona za raspršivanje naprezanja, lako puca i ne može održati cjelokupni integritet vlastitim unutarnjim prilagodbama, što uzrokuje da je silicij vrlo krhak.
U praktičnoj primjeni, silicijeve materijale je često teško postići apsolutno čistim, te će sadržavati određene nečistoće i defekte rešetke. Ugradnja atoma nečistoća može poremetiti izvorno pravilnu strukturu rešetke silicija, uzrokujući promjene u lokalnoj kemijskoj čvrstoći veze i načinu vezivanja između atoma, što rezultira slabim područjima u strukturi. Defekti rešetke (poput praznina i dislokacija) također će postati mjesta gdje se koncentrira naprezanje.
Kada djeluju vanjske sile, te slabe točke i točke koncentracije naprezanja vjerojatnije će uzrokovati pucanje kovalentnih veza, uzrokujući da silicijev materijal počne pucati na tim mjestima, pogoršavajući njegovu krhkost. Čak i ako se izvorno oslanjao na kovalentne veze između atoma za izgradnju strukture s većom tvrdoćom, teško je izbjeći krhki lom pod utjecajem vanjskih sila.
Vrijeme objave: 10. prosinca 2024.