Силиконе атомски кристал, чии атоми се поврзани едни со други со ковалентни врски, формирајќи просторна мрежна структура. Во оваа структура, ковалентните врски меѓу атомите се многу насочени и имаат висока енергија на врската, што го прави силициумот да покажува висока тврдост кога се спротивставува на надворешни сили за да го промени својот облик. На пример, потребна е голема надворешна сила за да се уништи силната ковалентна врска меѓу атомите.
Сепак, токму поради правилните и релативно крути структурни карактеристики на неговиот атомски кристал, кога е подложен на голема ударна сила или нерамномерна надворешна сила, решетката внатресиликонТешко е да се амортизира и дисперзира надворешната сила преку локална деформација, но ќе предизвика ковалентните врски да се раскинат по некои слаби кристални рамнини или кристални насоки, што ќе предизвика целата кристална структура да се раскине и да покаже кршливи карактеристики. За разлика од структурите како што се металните кристали, постојат јонски врски помеѓу металните атоми кои можат релативно да се лизгаат и тие можат да се потпрат на лизгањето помеѓу атомските слоеви за да се прилагодат на надворешните сили, покажувајќи добра еластичност и не е лесно да се кршат.
Силиконатомите се поврзани со ковалентни врски. Суштината на ковалентните врски е силната интеракција формирана од споделените електронски парови меѓу атомите. Иако оваа врска може да ја обезбеди стабилноста и тврдоста насиликонски кристалПоради структурата, тешко е ковалентната врска да се опорави откако ќе се раскине. Кога силата применета од надворешниот свет ќе ја надмине границата што ковалентната врска може да ја издржи, врската ќе се раскине, а бидејќи нема фактори како што се слободно движечките електрони како кај металите, кои би помогнале во поправката на раскинувањето, повторно воспоставување на врската или потпирање на делокализацијата на електроните за дисперзија на стресот, лесно се пука и не може да го одржи целокупниот интегритет преку сопствени внатрешни прилагодувања, што предизвикува силициумот да биде многу кршлив.
Во практичните апликации, силиконските материјали честопати тешко се чистат апсолутно и ќе содржат одредени нечистотии и дефекти на решетката. Вклучувањето на атоми на нечистотии може да ја наруши првично правилната структура на силиконската решетка, предизвикувајќи промени во локалната јачина на хемиската врска и начинот на поврзување помеѓу атомите, што резултира со слаби области во структурата. Дефектите на решетката (како што се празнини и дислокации) исто така ќе станат места каде што е концентриран стресот.
Кога дејствуваат надворешни сили, овие слаби точки и точки на концентрација на стрес имаат поголема веројатност да предизвикаат кинење на ковалентните врски, предизвикувајќи силициумскиот материјал да почне да се кине од овие места, влошувајќи ја неговата кршливост. Дури и ако првично се потпирал на ковалентните врски меѓу атомите за да изгради структура со поголема тврдост, тешко е да се избегне кршливо кршење под влијание на надворешни сили.
Време на објавување: 10 декември 2024 година