Силицијумје атомски кристал, чији су атоми међусобно повезани ковалентним везама, формирајући просторну мрежну структуру. У овој структури, ковалентне везе између атома су веома усмерене и имају високу енергију везе, што чини да силицијум показује високу тврдоћу када се опире спољним силама које мењају његов облик. На пример, потребна је велика спољна сила да би се уништила јака ковалентна веза између атома.
Међутим, управо због правилних и релативно крутих структурних карактеристика његовог атомског кристала, када је изложен великој ударној сили или неравномерној спољашњој сили, решетка унутрасилицијумТешко је ублажити и распршити спољашњу силу кроз локалну деформацију, али ће узроковати кидање ковалентних веза дуж неких слабих кристалних равни или праваца кристала, што ће довести до ломљења целе кристалне структуре и показивања крхких карактеристика. За разлику од структура као што су метални кристали, постоје јонске везе између атома метала које могу релативно да клизају и могу се ослонити на клизање између атомских слојева да би се прилагодиле спољашњим силама, показујући добру дуктилност и није лако да се ломе крто.
СилицијумАтоми су повезани ковалентним везама. Суштина ковалентних веза је јака интеракција коју формирају заједнички електронски парови између атома. Иако ова веза може да обезбеди стабилност и тврдоћусилицијумски кристалУ структури, ковалентној вези је тешко да се опорави након што је прекинута. Када сила коју примењује спољашњи свет пређе границу коју ковалентна веза може да издржи, веза ће прекинути, а пошто не постоје фактори попут слободно крећућих се електрона као код метала који би помогли у поправљању прекида, поновном успостављању везе или ослањању на делокализацију електрона ради распршивања напрезања, лако пуца и не може да одржи укупни интегритет кроз сопствена унутрашња прилагођавања, што узрокује да силицијум буде веома крт.
У практичним применама, силицијумске материјале је често тешко постићи апсолутно чистом чистоћом и они ће садржати одређене нечистоће и дефекте решетке. Уградња атома нечистоћа може пореметити првобитно правилну структуру решетке силицијума, узрокујући промене у локалној јачини хемијске везе и начину везивања између атома, што резултира слабим подручјима у структури. Дефекти решетке (као што су празнине и дислокације) такође ће постати места где је концентрисан напон.
Када делују спољашње силе, ове слабе тачке и тачке концентрације напона ће вероватније изазвати кидање ковалентних веза, што ће довести до тога да силицијумски материјал почне да се ломи на тим местима, погоршавајући његову кртост. Чак и ако се првобитно ослањао на ковалентне везе између атома да би изградио структуру са већом тврдоћом, тешко је избећи крти лом под утицајем спољашњих сила.
Време објаве: 10. децембар 2024.