Ngano gahi man kaayo ang silicon pero brittle?

Siliconusa ka atomic nga kristal, kansang mga atomo konektado sa usag usa pinaagi sa covalent bonds, nga nahimong usa ka spatial network structure. Niini nga istruktura, ang mga covalent bond tali sa mga atomo kaayo direksyon ug adunay taas nga enerhiya sa bond, nga naghimo sa silicon nga nagpakita sa taas nga katig-a sa dihang mosukol sa mga pwersa sa gawas aron mausab ang porma niini. Pananglitan, gikinahanglan ang usa ka dako nga puwersa sa gawas aron maguba ang lig-on nga koneksyon sa covalent tali sa mga atomo.

Bisan pa, tungod kini sa regular ug medyo estrikto nga istruktura nga mga kinaiya sa atomic nga kristal nga kung kini gipailalom sa usa ka dako nga puwersa sa epekto o dili parehas nga puwersa sa gawas, ang lattice sa sulod.silikonlisud ang pag-buffer ug pagsabwag sa eksternal nga pwersa pinaagi sa lokal nga deformation, apan hinungdan sa covalent bonds nga mabungkag sa pipila ka mahuyang nga kristal nga mga eroplano o kristal nga mga direksyon, nga maoy hinungdan sa tibuok nga kristal nga istruktura nga maguba ug magpakita sa brittle nga mga kinaiya. Dili sama sa mga istruktura sama sa metal nga mga kristal, adunay mga ionic bonds tali sa metal nga mga atomo nga mahimong mag-slide nga medyo, ug sila makasalig sa pag-slide tali sa mga atomic layer aron ipahiangay sa mga pwersa sa gawas, nga nagpakita sa maayo nga ductility ug dili sayon ​​​​nga mabuak.

SiliconAng mga atomo konektado sa mga covalent bond. Ang diwa sa covalent bonds mao ang lig-on nga interaksyon nga naporma sa gipaambit nga mga pares sa electron tali sa mga atomo. Bisan tuod kini nga bugkos makaseguro sa kalig-on ug katig-a sasilikon nga kristalestruktura, lisud alang sa covalent bond nga mabawi sa higayon nga kini mabungkag. Kung ang puwersa nga gigamit sa gawas nga kalibutan molapas sa limitasyon nga ang covalent bond makasugakod, ang bond mabuak, ug tungod kay walay mga hinungdan sama sa gawasnong paglihok sa mga electron sama sa mga metal nga makatabang sa pag-ayo sa break, pag-establisar pag-usab sa koneksyon, o nagsalig sa delocalization sa mga electron aron mabungkag ang tensiyon, kini dali nga mabuak ug dili makapadayon sa kinatibuk-ang integridad pinaagi sa kaugalingon nga internal nga mga pag-adjust, hinungdan nga ang silicon mahimong labi ka brittle.

Sa praktikal nga mga aplikasyon, ang mga materyales sa silicon kanunay lisud nga mahimong hingpit nga putli, ug adunay pipila nga mga hugaw ug mga depekto sa lattice. Ang paglakip sa mga atomo sa kahugawan mahimong makabalda sa orihinal nga regular nga istruktura sa silicon lattice, hinungdan sa mga pagbag-o sa kusog sa lokal nga kemikal nga bugkos ug ang mode sa pagbugkos tali sa mga atomo, nga moresulta sa huyang nga mga lugar sa istruktura. Ang mga depekto sa lattice (sama sa mga bakante ug mga dislokasyon) mahimo usab nga mga lugar diin ang tensiyon gikonsentrar.

Kung molihok ang mga pwersa sa gawas, kini nga mga huyang nga mga lugar ug mga punto sa konsentrasyon sa tensiyon mas lagmit nga hinungdan sa pagkaguba sa mga covalent bond, hinungdan nga ang materyal nga silikon magsugod sa pagkaguba gikan sa kini nga mga lugar, nga makapasamot sa pagkabuak niini. Bisan kung kini sa sinugdan nagsalig sa mga covalent bond tali sa mga atomo aron magtukod usa ka istruktura nga adunay mas taas nga katig-a, lisud ang paglikay sa brittle fracture sa ilawom sa epekto sa mga pwersa sa gawas.