Silikonhuwa kristall atomiku, li l-atomi tiegħu huma konnessi ma' xulxin permezz ta' rabtiet kovalenti, u jiffurmaw struttura ta' netwerk spazjali. F'din l-istruttura, ir-rabtiet kovalenti bejn l-atomi huma direzzjonali ħafna u għandhom enerġija ta' rabta għolja, li tagħmel is-silikon juri ebusija għolja meta jirreżisti forzi esterni biex jibdel il-forma tiegħu. Pereżempju, tieħu forza esterna kbira biex teqred il-konnessjoni qawwija tar-rabtiet kovalenti bejn l-atomi.
Madankollu, huwa preċiżament minħabba l-karatteristiċi strutturali regolari u relattivament riġidi tal-kristall atomiku tiegħu li meta jkun soġġett għal forza ta' impatt kbira jew forza esterna irregolari, il-kannizzata ġewwasilikonHuwa diffiċli li ttaffi u xxerred il-forza esterna permezz ta' deformazzjoni lokali, iżda dan jikkawża li l-bonds kovalenti jinkisru tul xi pjani jew direzzjonijiet tal-kristall dgħajfa, u dan jikkawża li l-istruttura tal-kristall kollha tinkiser u turi karatteristiċi fraġli. B'differenza minn strutturi bħal kristalli tal-metall, hemm bonds joniċi bejn l-atomi tal-metall li jistgħu jiżżerżqu relattivament, u jistgħu jiddependu fuq iż-żliq bejn is-saffi atomiċi biex jadattaw għal forzi esterni, u juru duttilità tajba u mhux faċli li jinkisru fraġli.
SilikonL-atomi huma konnessi permezz ta' rabtiet kovalenti. L-essenza tal-rabtiet kovalenti hija l-interazzjoni qawwija ffurmata mill-pari ta' elettroni kondiviżi bejn l-atomi. Għalkemm din ir-rabta tista' tiżgura l-istabbiltà u l-ebusija tal-kristall tas-silikonStruttura, huwa diffiċli għar-rabta kovalenti li tirkupra ladarba tinkiser. Meta l-forza applikata mid-dinja ta' barra taqbeż il-limitu li r-rabta kovalenti tista' tiflaħ, ir-rabta tinkiser, u minħabba li m'hemm l-ebda fatturi bħal elettroni li jiċċaqalqu liberament bħal fil-metalli biex jgħinu fit-tiswija tal-ksur, jerġgħu jistabbilixxu l-konnessjoni, jew jiddependu fuq id-delokalizzazzjoni tal-elettroni biex ixerrdu l-istress, huwa faċli li tinkiser u ma tistax iżżomm l-integrità ġenerali permezz tal-aġġustamenti interni tagħha stess, u b'hekk is-silikon ikun fraġli ħafna.
F'applikazzjonijiet prattiċi, il-materjali tas-silikon ħafna drabi jkunu diffiċli biex ikunu assolutament puri, u se jkun fihom ċerti impuritajiet u difetti tal-kannizzata. L-inkorporazzjoni ta' atomi ta' impurità tista' tfixkel l-istruttura tal-kannizzata tas-silikon oriġinarjament regolari, u tikkawża bidliet fis-saħħa tal-irbit kimiku lokali u l-mod ta' rbit bejn l-atomi, li jirriżulta f'żoni dgħajfa fl-istruttura. Id-difetti tal-kannizzata (bħal postijiet vakanti u dislokazzjonijiet) isiru wkoll postijiet fejn l-istress ikun ikkonċentrat.
Meta jaġixxu forzi esterni, dawn il-punti dgħajfa u l-punti ta' konċentrazzjoni tal-istress huma aktar probabbli li jikkawżaw il-ksur tal-bonds kovalenti, u b'hekk il-materjal tas-silikon jibda jinkiser minn dawn il-postijiet, u b'hekk jaggrava l-fraġilità tiegħu. Anke jekk oriġinarjament kien jiddependi fuq il-bonds kovalenti bejn l-atomi biex jibni struttura b'ebusija ogħla, huwa diffiċli li tevita ksur fraġli taħt l-impatt ta' forzi esterni.
Ħin tal-posta: 10 ta' Diċembru 2024