സിലിക്കൺ ഇത്ര കടുപ്പമുള്ളതും എന്നാൽ പൊട്ടുന്നതും എന്തുകൊണ്ട്?

സിലിക്കൺഒരു ആറ്റോമിക് ക്രിസ്റ്റലാണ്, അതിന്റെ ആറ്റങ്ങൾ പരസ്പരം സഹസംയോജക ബോണ്ടുകൾ വഴി ബന്ധിപ്പിച്ച് ഒരു സ്പേഷ്യൽ നെറ്റ്‌വർക്ക് ഘടന ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഈ ഘടനയിൽ, ആറ്റങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള സഹസംയോജക ബോണ്ടുകൾ വളരെ ദിശാസൂചനയുള്ളതും ഉയർന്ന ബന്ധന ഊർജ്ജമുള്ളതുമാണ്, ഇത് ബാഹ്യശക്തികളെ പ്രതിരോധിച്ച് അതിന്റെ ആകൃതി മാറ്റുമ്പോൾ സിലിക്കൺ ഉയർന്ന കാഠിന്യം കാണിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ആറ്റങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ശക്തമായ സഹസംയോജക ബോണ്ട് കണക്ഷൻ നശിപ്പിക്കാൻ ഒരു വലിയ ബാഹ്യശക്തി ആവശ്യമാണ്.

എന്നിരുന്നാലും, അതിന്റെ ആറ്റോമിക് ക്രിസ്റ്റലിന്റെ ക്രമവും താരതമ്യേന കർക്കശവുമായ ഘടനാപരമായ സവിശേഷതകൾ കാരണം അത് ഒരു വലിയ ആഘാത ബലത്തിനോ അസമമായ ബാഹ്യ ബലത്തിനോ വിധേയമാകുമ്പോൾ, ഉള്ളിലെ ലാറ്റിസ്സിലിക്കൺപ്രാദേശിക രൂപഭേദം വഴി ബാഹ്യശക്തിയെ ബഫർ ചെയ്യാനും ചിതറിക്കാനും പ്രയാസമാണ്, പക്ഷേ ചില ദുർബലമായ ക്രിസ്റ്റൽ തലങ്ങളിലോ ക്രിസ്റ്റൽ ദിശകളിലോ കോവാലന്റ് ബോണ്ടുകൾ തകരാൻ കാരണമാകും, ഇത് മുഴുവൻ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയും തകരാനും പൊട്ടുന്ന സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ കാണിക്കാനും കാരണമാകും. ലോഹ പരലുകൾ പോലുള്ള ഘടനകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ലോഹ ആറ്റങ്ങൾക്കിടയിൽ താരതമ്യേന സ്ലൈഡ് ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന അയോണിക് ബോണ്ടുകൾ ഉണ്ട്, കൂടാതെ ബാഹ്യശക്തികളുമായി പൊരുത്തപ്പെടാൻ അവയ്ക്ക് ആറ്റോമിക് പാളികൾക്കിടയിലുള്ള സ്ലൈഡിംഗിനെ ആശ്രയിക്കാൻ കഴിയും, നല്ല ഡക്റ്റിലിറ്റി കാണിക്കുന്നു, പൊട്ടാൻ എളുപ്പമല്ല.

സിലിക്കൺആറ്റങ്ങളെ സഹസംയോജക ബന്ധനങ്ങൾ വഴിയാണ് ബന്ധിപ്പിക്കുന്നത്. ആറ്റങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള പങ്കിട്ട ഇലക്ട്രോൺ ജോഡികൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്ന ശക്തമായ പ്രതിപ്രവർത്തനമാണ് സഹസംയോജക ബന്ധനങ്ങളുടെ സാരാംശം. എന്നിരുന്നാലും ഈ ബന്ധനത്തിന് സ്ഥിരതയും കാഠിന്യവും ഉറപ്പാക്കാൻ കഴിയും.സിലിക്കൺ ക്രിസ്റ്റൽഘടനയിൽ, ഒരിക്കൽ തകർന്നാൽ സഹസംയോജക ബന്ധനം വീണ്ടെടുക്കാൻ പ്രയാസമാണ്. പുറം ലോകം പ്രയോഗിക്കുന്ന ബലം സഹസംയോജക ബന്ധനത്തിന് താങ്ങാൻ കഴിയുന്ന പരിധി കവിയുമ്പോൾ, ബന്ധനം തകരും, ലോഹങ്ങളിലേതുപോലെ സ്വതന്ത്രമായി ചലിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണുകൾ പോലുള്ള ഘടകങ്ങൾ ബ്രേക്ക് നന്നാക്കാനോ, കണക്ഷൻ പുനഃസ്ഥാപിക്കാനോ, സമ്മർദ്ദം ചിതറിക്കാൻ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഡീലോക്കലൈസേഷനെ ആശ്രയിക്കാനോ ഇല്ലാത്തതിനാൽ, അത് എളുപ്പത്തിൽ പൊട്ടുകയും സ്വന്തം ആന്തരിക ക്രമീകരണങ്ങളിലൂടെ മൊത്തത്തിലുള്ള സമഗ്രത നിലനിർത്താൻ കഴിയാതെ വരികയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് സിലിക്കൺ വളരെ പൊട്ടുന്നതാക്കുന്നു.

പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങളിൽ, സിലിക്കൺ വസ്തുക്കൾ പൂർണ്ണമായും ശുദ്ധമാകാൻ പ്രയാസമാണ്, കൂടാതെ ചില മാലിന്യങ്ങളും ലാറ്റിസ് വൈകല്യങ്ങളും അടങ്ങിയിരിക്കും. അശുദ്ധി ആറ്റങ്ങളുടെ സംയോജനം യഥാർത്ഥത്തിൽ സാധാരണമായ സിലിക്കൺ ലാറ്റിസ് ഘടനയെ തടസ്സപ്പെടുത്തിയേക്കാം, ഇത് പ്രാദേശിക രാസ ബോണ്ട് ശക്തിയിലും ആറ്റങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ബോണ്ടിംഗ് മോഡിലും മാറ്റങ്ങൾക്ക് കാരണമാവുകയും ഘടനയിൽ ദുർബലമായ പ്രദേശങ്ങൾക്ക് കാരണമാവുകയും ചെയ്യും. ലാറ്റിസ് വൈകല്യങ്ങൾ (ഒഴിവുകൾ, സ്ഥാനഭ്രംശങ്ങൾ പോലുള്ളവ) സമ്മർദ്ദം കേന്ദ്രീകരിക്കുന്ന സ്ഥലങ്ങളായി മാറും.

ബാഹ്യശക്തികൾ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ, ഈ ദുർബലമായ സ്ഥലങ്ങളും സമ്മർദ്ദ കേന്ദ്രീകരണ പോയിന്റുകളും സഹസംയോജക ബോണ്ടുകളുടെ തകർച്ചയ്ക്ക് കാരണമാകും, ഇത് സിലിക്കൺ മെറ്റീരിയൽ ഈ സ്ഥലങ്ങളിൽ നിന്ന് പൊട്ടാൻ തുടങ്ങാൻ കാരണമാകുന്നു, ഇത് അതിന്റെ പൊട്ടൽ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. ഉയർന്ന കാഠിന്യമുള്ള ഒരു ഘടന നിർമ്മിക്കാൻ അത് ആദ്യം ആറ്റങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള സഹസംയോജക ബോണ്ടുകളെ ആശ്രയിച്ചിരുന്നെങ്കിൽ പോലും, ബാഹ്യശക്തികളുടെ ആഘാതത്തിൽ പൊട്ടൽ ഒടിവ് ഒഴിവാക്കാൻ പ്രയാസമാണ്.