Silikonis 'n atoomkristal waarvan die atome deur kovalente bindings aan mekaar verbind is, wat 'n ruimtelike netwerkstruktuur vorm. In hierdie struktuur is die kovalente bindings tussen atome baie rigtinggewend en het hoë bindingsenergie, wat silikon 'n hoë hardheid laat toon wanneer dit eksterne kragte weerstaan om sy vorm te verander. Dit neem byvoorbeeld 'n groot eksterne krag om die sterk kovalente bindingsverbinding tussen atome te vernietig.
Dit is egter juis as gevolg van die gereelde en relatief rigiede strukturele eienskappe van sy atoomkristal dat wanneer dit aan 'n groot impakkrag of ongelyke eksterne krag onderwerp word, die rooster binnesilikonis moeilik om die eksterne krag deur plaaslike vervorming te buffer en te versprei, maar sal veroorsaak dat die kovalente bindings langs sommige swak kristalvlakke of kristalrigtings breek, wat sal veroorsaak dat die hele kristalstruktuur breek en bros eienskappe toon. Anders as strukture soos metaalkristalle, is daar ioniese bindings tussen metaalatome wat relatief kan gly, en hulle kan staatmaak op die gly tussen atoomlae om aan te pas by eksterne kragte, wat goeie rekbaarheid toon en nie maklik om bros te breek nie.
Silikonatome word deur kovalente bindings verbind. Die kern van kovalente bindings is die sterk interaksie wat gevorm word deur die gedeelde elektronpare tussen atome. Alhoewel hierdie binding die stabiliteit en hardheid van die kan versekersilikon kristalstruktuur, is dit moeilik vir die kovalente binding om te herstel sodra dit gebreek is. Wanneer die krag wat deur die buitewêreld toegepas word die limiet wat die kovalente binding kan weerstaan oorskry, sal die binding breek, en omdat daar geen faktore soos vry bewegende elektrone soos in metale is om die breuk te help herstel, die verbinding te herstel, of staatmaak op die delokalisering van elektrone om die spanning te versprei, dit is maklik om te kraak en kan nie die algehele integriteit handhaaf deur sy eie interne aanpassings nie, wat veroorsaak dat silikon baie bros is.
In praktiese toepassings is silikonmateriale dikwels moeilik om absoluut suiwer te wees, en sal sekere onsuiwerhede en roosterdefekte bevat. Die inkorporering van onreinheidatome kan die oorspronklik gereelde silikonroosterstruktuur ontwrig, wat veranderinge in die plaaslike chemiese bindingssterkte en die bindingsmodus tussen atome veroorsaak, wat lei tot swak areas in die struktuur. Roosterdefekte (soos vakatures en ontwrigtings) sal ook plekke word waar stres gekonsentreer word.
Wanneer eksterne kragte inwerk, is dit meer geneig om hierdie swak kolle en spanningskonsentrasiepunte te veroorsaak dat kovalente bindings breek, wat veroorsaak dat die silikonmateriaal van hierdie plekke begin breek, wat die brosheid daarvan vererger. Selfs al het dit oorspronklik op die kovalente bindings tussen atome staatgemaak om 'n struktuur met 'n hoër hardheid te bou, is dit moeilik om bros breuk onder die impak van eksterne kragte te vermy.
Postyd: 10 Desember 2024