Perchè u siliciu hè cusì duru ma cusì fragile?

Siliciuhè un cristallu atomicu, chì l'atomi sò cunnessi l'un à l'altru da ligami covalenti, furmendu una struttura di rete spaziale. In questa struttura, i ligami covalenti trà l'atomi sò assai direzzione è anu una alta energia di ligame, chì face chì u siliciu mostra una durezza alta quandu resiste à e forze esterne per cambià a so forma. Per esempiu, ci vole una grande forza esterna per distrughje a forte cunnessione covalente trà l'atomi.

 

silicone (1)

Tuttavia, hè precisamente per via di e caratteristiche strutturali rigulari è relativamente rigide di u so cristallu atomicu chì quandu hè sottumessu à una forza d'impattu grande o forza esterna irregolare, u reticulatu in l'internu.siliciuHè difficiuli di buffer è disperse a forza esterna per deformazione lucale, ma pruvucarà i legami covalenti per rumpia longu certi piani di cristalli debuli o direzzione di cristalli, chì pruvucarà tutta a struttura di cristalli per rompe è mostra caratteristiche fragili. A cuntrariu di strutture cum'è i cristalli di metallu, ci sò ligami ionici trà l'atomi di metallu chì ponu slide relativamente, è ponu s'appoghjanu nantu à u sliding trà i strati atomichi per adattà à e forze esterne, chì mostranu una bona duttilità è micca faciule di rompe brittle.

 

Siliciul'atomi sò cunnessi da ligami covalenti. L'essenza di i ligami covalenti hè a forte interazzione formata da i coppie di elettroni spartuti trà l'atomi. Puru stu ligame pò assicurà a stabilità è a durezza di ucristal di siliciustruttura, hè difficiule per u ligame covalente per ricuperà una volta chì hè rottu. Quandu a forza applicata da u mondu esternu supera u limitu chì u ligame covalente pò sustene, u ligame si romperà, è perchè ùn ci sò micca fattori cum'è elettroni chì si movenu liberamente cum'è in metalli per aiutà à riparà a rottura, ristabilisce a cunnessione, o s'appoghjanu nantu à a delocalizazione di l'elettroni per disperse u stress, hè faciule di cracke è ùn pò micca mantene l'integrità generale per mezu di i so propiu aghjustamenti interni, facendu chì u silicuu sia assai fragile.

 

silicone (2)

In l'applicazioni pratiche, i materiali di silicone sò spessu difficiuli di esse assolutamente puri, è cuntenenu certi impurità è difetti di lattice. L'incorporazione di l'atomi di impurità pò disturbà a struttura di lattice di silicium urigginariamente regulare, causendu cambiamenti in a forza di u ligame chimicu lucale è u modu di ligame trà l'atomi, risultatu in zoni debuli in a struttura. I difetti di lattice (cum'è vacanti è dislocazioni) diventeranu ancu lochi induve u stress hè cuncentratu.

Quandu e forze esterne agiscenu, sti punti debuli è i punti di cuncentrazione di stress sò più prubabile di causà a rottura di ligami covalenti, facendu chì u materiale di siliciu cumencia à rumpiri da questi lochi, aggravendu a so fragilità. Ancu s'ellu si basava à l'origine nantu à i ligami covalenti trà l'atomi per custruisce una struttura cù una durezza più alta, hè difficiule per evità a frattura fragile sottu l'impattu di e forze esterne.


Postu tempu: Dec-10-2024
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