Sílikoner atómkristall þar sem atómin eru tengd hvert öðru með samgildum tengjum og mynda þannig rúmfræðilegt net. Í þessari uppbyggingu eru samgildu tengin milli atóma mjög stefnubundin og hafa mikla bindingarorku, sem gerir það að verkum að kísill sýnir mikla hörku þegar hann stendur gegn ytri kröftum til að breyta lögun sinni. Til dæmis þarf stóran ytri kraft til að eyðileggja sterk samgild tengi milli atóma.
Hins vegar er það einmitt vegna reglulegra og tiltölulega stífra byggingareiginleika atómkristallsins að þegar hann verður fyrir miklum höggkrafti eða ójöfnum ytri krafti, þá breytist grindin að innan.sílikonErfitt er að halda utan um og dreifa ytri kröftum með staðbundinni aflögun, en það veldur því að samgild tengi brotna eftir veikum kristalflötum eða kristaláttum, sem veldur því að öll kristalbyggingin brotnar og sýnir brothætt einkenni. Ólíkt byggingarefnum eins og málmkristöllum eru jónatengi milli málmatóma sem geta hreyfst tiltölulega og þau geta reitt sig á hreyflinum milli atómlaga til að aðlagast ytri kröftum, sem sýnir góða teygjanleika og er ekki auðvelt að brotna brothætt.
SílikonAtóm eru tengd með samgildum tengjum. Kjarni samgildra tengja er sterk víxlverkun sem myndast af sameiginlegum rafeindapörum milli atóma. Þó að þessi tenging geti tryggt stöðugleika og hörkukísillkristallUppbyggingin er erfið fyrir samgilda tengið að jafna sig eftir að það hefur rofnað. Þegar krafturinn sem umheimurinn beitir fer yfir þau mörk sem samgilda tengið þolir, mun tengið rofna, og vegna þess að engir þættir eins og frjálslega hreyfanlegar rafeindir eins og í málmum eru til staðar til að hjálpa til við að gera við rofið, endurheimta tenginguna eða reiða sig á tilfærslu rafeinda til að dreifa spennunni, er auðvelt að springa og getur ekki viðhaldið heildarheilleika sínum með eigin innri aðlögun, sem veldur því að kísill er mjög brothætt.
Í reynd er oft erfitt að gera kísilefni alveg hrein og þau innihalda ákveðin óhreinindi og grindargalla. Innifalin óhreinindisatóm geta raskað upphaflega reglulegri kísilgrindarbyggingu, sem veldur breytingum á staðbundnum efnatengisstyrk og tengingarháttum milli atóma, sem leiðir til veikra svæða í byggingunni. Grindargallar (eins og tómarúm og tilfærslur) verða einnig staðir þar sem spenna er einbeitt.
Þegar utanaðkomandi kraftar virka eru þessir veiku punktar og spennupunktar líklegri til að valda því að samgild tengi rofni, sem veldur því að kísillefnið byrjar að brotna af þessum stöðum og eykur brothættni þess. Jafnvel þótt það hafi upphaflega treyst á samgild tengi milli atóma til að byggja upp byggingu með meiri hörku, er erfitt að forðast brothætt brot undir áhrifum utanaðkomandi krafta.
Birtingartími: 10. des. 2024