Silicijje atomski kristal, katerega atomi so med seboj povezani s kovalentnimi vezmi in tvorijo prostorsko mrežno strukturo. V tej strukturi so kovalentne vezi med atomi zelo usmerjene in imajo visoko energijo vezi, zaradi česar silicij kaže visoko trdoto, ko se upira zunanjim silam, ki spreminjajo njegovo obliko. Na primer, za uničenje močne kovalentne vezi med atomi je potrebna velika zunanja sila.
Vendar pa je prav zaradi pravilnih in relativno togih strukturnih značilnosti njegovega atomskega kristala to, da se pri veliki udarni sili ali neenakomerni zunanji sili mreža v notranjostisilicijZunanjo silo je težko ublažiti in razpršiti z lokalno deformacijo, vendar bo to povzročilo prekinitev kovalentnih vezi vzdolž nekaterih šibkih kristalnih ravnin ali kristalnih smeri, kar bo povzročilo, da se celotna kristalna struktura zlomi in pokaže krhke lastnosti. Za razliko od struktur, kot so kovinski kristali, obstajajo ionske vezi med kovinskimi atomi, ki lahko relativno drsijo, in se lahko zanašajo na drsenje med atomskimi plastmi, da se prilagodijo zunanjim silam, kažejo dobro duktilnost in se ne zlomijo zlahka in postanejo krhki.
SilicijAtomi so povezani s kovalentnimi vezmi. Bistvo kovalentnih vezi je močna interakcija, ki jo tvorijo skupni elektronski pari med atomi. Čeprav lahko ta vez zagotovi stabilnost in trdotosilicijev kristalV strukturi si kovalentna vez težko opomore, ko je enkrat prekinjena. Ko sila zunanjega sveta preseže mejo, ki jo kovalentna vez lahko prenese, se bo pretrgala, in ker ni dejavnikov, kot so prosto gibajoči se elektroni kot pri kovinah, ki bi pomagali popraviti prekinitev, ponovno vzpostaviti povezavo ali se zanašati na delokalizacijo elektronov za razpršitev napetosti, se vez zlahka razpoka in ne more ohraniti celotne integritete z lastnimi notranjimi prilagoditvami, zaradi česar je silicij zelo krhek.
V praktični uporabi je silicijeve materiale pogosto težko doseči v popolni čistoči, saj vsebujejo določene nečistoče in napake v kristalni mreži. Vključitev atomov nečistoč lahko poruši prvotno pravilno silicijevo kristalno strukturo, kar povzroči spremembe v lokalni kemični moči vezi in načinu vezave med atomi, kar ima za posledico šibka območja v strukturi. Napake v kristalni mreži (kot so praznine in dislokacije) postanejo tudi mesta, kjer se koncentrirajo napetosti.
Ko delujejo zunanje sile, te šibke točke in točke koncentracije napetosti pogosteje povzročijo prekinitev kovalentnih vezi, zaradi česar se silicijev material začne lomiti na teh mestih in poslabša njegovo krhkost. Tudi če se je prvotno zanašal na kovalentne vezi med atomi za izgradnjo strukture z večjo trdoto, se je težko izogniti krhkemu lomu pod vplivom zunanjih sil.
Čas objave: 10. dec. 2024