SilícioO silício é um cristal atômico, cujos átomos estão conectados entre si por ligações covalentes, formando uma estrutura de rede espacial. Nessa estrutura, as ligações covalentes entre os átomos são altamente direcionais e possuem alta energia de ligação, o que confere ao silício alta dureza, resistindo a forças externas que tentam alterar sua forma. Por exemplo, é necessária uma grande força externa para romper as fortes ligações covalentes entre os átomos.
No entanto, é precisamente devido às características estruturais regulares e relativamente rígidas de seu cristal atômico que, quando submetido a uma grande força de impacto ou a uma força externa desigual, a rede interna se deforma.silícioÉ difícil amortecer e dispersar a força externa por meio de deformação local, mas isso fará com que as ligações covalentes se rompam ao longo de alguns planos cristalinos ou direções cristalinas mais frágeis, o que causará a quebra de toda a estrutura cristalina e sua fragilidade. Ao contrário de estruturas como cristais metálicos, que possuem ligações iônicas entre os átomos de metal que podem deslizar relativamente, elas podem se adaptar às forças externas por meio do deslizamento entre as camadas atômicas, apresentando boa ductilidade e não se quebrando facilmente.
SilícioOs átomos são conectados por ligações covalentes. A essência das ligações covalentes é a forte interação formada pelos pares de elétrons compartilhados entre os átomos. Embora essa ligação possa garantir a estabilidade e a dureza da estrutura, ela também contribui para a resistência e a rigidez do material.cristal de silícioNa estrutura do silício, é difícil para a ligação covalente se recuperar após ser quebrada. Quando a força aplicada pelo ambiente externo excede o limite que a ligação covalente pode suportar, a ligação se rompe. E como não há fatores como elétrons livres em movimento, como nos metais, para ajudar a reparar a quebra, restabelecer a ligação ou depender da deslocalização de elétrons para dispersar a tensão, o silício se quebra facilmente e não consegue manter sua integridade geral por meio de seus próprios ajustes internos, tornando-o muito quebradiço.
Em aplicações práticas, os materiais de silício são frequentemente difíceis de serem absolutamente puros e conterão certas impurezas e defeitos na rede cristalina. A incorporação de átomos de impureza pode perturbar a estrutura originalmente regular da rede de silício, causando alterações na força das ligações químicas locais e no modo de ligação entre os átomos, resultando em áreas frágeis na estrutura. Os defeitos na rede cristalina (como vacâncias e discordâncias) também se tornarão locais de concentração de tensão.
Quando forças externas atuam, esses pontos fracos e de concentração de tensão têm maior probabilidade de causar a quebra de ligações covalentes, fazendo com que o material de silício comece a se romper a partir desses locais, exacerbando sua fragilidade. Mesmo que originalmente dependesse de ligações covalentes entre átomos para construir uma estrutura com maior dureza, é difícil evitar a fratura frágil sob o impacto de forças externas.
Data da publicação: 10 de dezembro de 2024