Silicisyra atominis kristalas, kurio atomai yra sujungti vienas su kitu kovalentiniais ryšiais, sudarydami erdvinę tinklo struktūrą. Šioje struktūroje kovalentiniai ryšiai tarp atomų yra labai kryptingi ir turi didelę jungties energiją, todėl silicis pasižymi dideliu kietumu, kai priešinasi išorinėms jėgoms, skirtoms pakeisti jo formą. Pavyzdžiui, norint sunaikinti stiprius kovalentinius ryšius tarp atomų, reikia didelės išorinės jėgos.
Tačiau būtent dėl reguliarių ir santykinai standžių jo atominio kristalo struktūrinių savybių, kai jį veikia didelė smūgio jėga arba netolygi išorinė jėga, viduje esanti gardelė suyra.silicisSunku buferuoti ir išsklaidyti išorinę jėgą per vietinę deformaciją, tačiau kovalentiniai ryšiai gali nutrūkti išilgai silpnų kristalų plokštumų arba kristalų krypčių, dėl ko visa kristalinė struktūra gali suirti ir tapti trapi. Skirtingai nuo tokių struktūrų kaip metalų kristalai, tarp metalo atomų yra joninių jungčių, kurios gali slysti santykinai, ir jos gali pasikliauti slydimu tarp atominių sluoksnių, kad prisitaikytų prie išorinių jėgų, pasižymi geru plastiškumu ir nėra lengvai sulaužomos.
SilicisAtomai yra sujungti kovalentiniais ryšiais. Kovalentinių ryšių esmė yra stipri sąveika, susidaranti tarp atomų bendrų elektronų porų. Nors šis ryšys gali užtikrinti medžiagos stabilumą ir kietumąsilicio kristalasDėl šios struktūros kovalentiniam ryšiui sunku atsigauti nutrūkus. Kai išorinio pasaulio jėga viršija ribą, kurią kovalentinis ryšys gali atlaikyti, ryšys nutrūksta, o kadangi nėra tokių veiksnių kaip laisvai judantys elektronai, kaip metaluose, kurie padėtų atkurti nutrūkimą, atkurti ryšį arba pasikliauti elektronų delokalizacija įtempiui išsklaidyti, jis lengvai įtrūksta ir negali išlaikyti bendro vientisumo dėl savo vidinių prisitaikymų, todėl silicis tampa labai trapus.
Praktiškai silicio medžiagas dažnai sunku pasiekti absoliučiai grynumo, be to, jose gali būti tam tikrų priemaišų ir gardelės defektų. Priemaišų atomų įtraukimas gali sutrikdyti pradinę taisyklingą silicio gardelės struktūrą, sukeldamas vietinio cheminio ryšio stiprumo ir atomų ryšio būdo pokyčius, dėl to struktūroje atsiranda silpnų vietų. Gardelės defektai (pvz., vakansijos ir dislokacijos) taip pat tampa įtempių koncentravimo vietomis.
Veikiant išorinėms jėgoms, šios silpnos vietos ir įtempių koncentracijos taškai labiau linkę nutrūkti kovalentiniams ryšiams, todėl silicio medžiaga pradeda lūžinėti iš šių vietų, o tai padidina jos trapumą. Net jei iš pradžių ji rėmėsi kovalentiniais ryšiais tarp atomų, kad sukurtų didesnio kietumo struktūrą, sunku išvengti trapiojo lūžio veikiant išorinėms jėgoms.
Įrašo laikas: 2024 m. gruodžio 10 d.