Siliciueste un cristal atomic, ai cărui atomi sunt conectați între ei prin legături covalente, formând o structură de rețea spațială. În această structură, legăturile covalente dintre atomi sunt foarte direcționale și au o energie de legătură ridicată, ceea ce face ca siliciul să prezinte o duritate ridicată atunci când rezistă forțelor externe care îi modifică forma. De exemplu, este nevoie de o forță externă mare pentru a distruge legătura covalentă puternică dintre atomi.
Totuși, tocmai datorită caracteristicilor structurale regulate și relativ rigide ale cristalului său atomic, atunci când este supus unei forțe de impact mari sau unei forțe externe inegale, rețeaua interioară...siliciuEste dificil de amortizat și dispersat forța externă prin deformare locală, dar va provoca ruperea legăturilor covalente de-a lungul unor planuri cristaline sau direcții cristaline slabe, ceea ce va duce la ruperea întregii structuri cristaline și la prezentarea caracteristicilor de fragilitate. Spre deosebire de structuri precum cristalele metalice, între atomii metalici există legături ionice care pot aluneca relativ și se pot baza pe alunecarea între straturile atomice pentru a se adapta la forțele externe, demonstrând o ductilitate bună și nu se rupe ușor fragil.
SiliciuAtomii sunt conectați prin legături covalente. Esența legăturilor covalente constă în interacțiunea puternică formată de perechile de electroni comune dintre atomi. Deși această legătură poate asigura stabilitatea și duritateacristal de siliciuDin cauza structurii sale, legătura covalentă este dificil de recuperat odată ce este ruptă. Atunci când forța aplicată de lumea exterioară depășește limita pe care o poate suporta legătura covalentă, aceasta se va rupe și, deoarece nu există factori precum electronii care se mișcă liber, cum ar fi în cazul metalelor, care să ajute la repararea rupturii, la restabilirea conexiunii sau la delocalizarea electronilor pentru a dispersa stresul, este ușor de fisurat și nu își poate menține integritatea generală prin propriile ajustări interne, ceea ce face ca siliciul să fie foarte fragil.
În aplicațiile practice, materialele de siliciu sunt adesea dificil de a fi absolut pure și pot conține anumite impurități și defecte de rețea. Încorporarea atomilor de impurități poate perturba structura inițială regulată a rețelei de siliciu, provocând modificări ale rezistenței legăturilor chimice locale și ale modului de legătură dintre atomi, rezultând zone slabe în structură. Defectele de rețea (cum ar fi locurile vacante și dislocațiile) vor deveni, de asemenea, locuri în care se concentrează stresul.
Când acționează forțe externe, aceste puncte slabe și puncte de concentrare a stresului sunt mai susceptibile de a provoca ruperea legăturilor covalente, determinând materialul de siliciu să înceapă să se rupă din aceste locuri, exacerbându-i fragilitatea. Chiar dacă inițial se baza pe legăturile covalente dintre atomi pentru a construi o structură cu o duritate mai mare, este dificil să se evite fracturarea fragilă sub impactul forțelor externe.
Data publicării: 10 decembrie 2024