Silicioestas atoma kristalo, kies atomoj estas ligitaj unu al la alia per kovalentaj ligoj, formante spacan retan strukturon. En ĉi tiu strukturo, la kovalentaj ligoj inter atomoj estas tre direktaj kaj havas altan ligan energion, kio igas silicion montri altan malmolecon kiam rezistas eksterajn fortojn por ŝanĝi ĝian formon. Ekzemple, necesas granda ekstera forto por detrui la fortan kovalentan ligon inter atomoj.
Tamen, ĝuste pro la regulaj kaj relative rigidaj strukturaj trajtoj de ĝia atomkristalo, kiam ĝi estas submetita al granda efikforto aŭ neegala ekstera forto, la krado ene.siliciomalfacilas bufri kaj disvastigi la eksteran forton per loka deformado, sed kaŭzos la kovalentajn ligilojn rompi laŭ kelkaj malfortaj kristalaj ebenoj aŭ kristalaj direktoj, kio kaŭzos la tutan kristalan strukturon rompiĝi kaj montri fragilajn trajtojn. Male al strukturoj kiel metalaj kristaloj, ekzistas jonaj ligoj inter metalaj atomoj, kiuj povas relative gliti, kaj ili povas fidi je la glitado inter atomaj tavoloj por adaptiĝi al eksteraj fortoj, montrante bonan ductilecon kaj ne facile rompi fragilajn.
Silicioatomoj estas ligitaj per kovalentaj ligoj. La esenco de kovalentaj ligoj estas la forta interagado formita de la komunaj elektronparoj inter atomoj. Kvankam ĉi tiu ligo povas certigi la stabilecon kaj malmolecon de lasilicia kristalostrukturo, estas malfacile por la kovalenta ligo renormaliĝi post kiam ĝi estas rompita. Kiam la forto aplikita de la ekstera mondo superas la limon kiun la kovalenta ligo povas elteni, la ligo rompiĝos, kaj ĉar ekzistas neniuj faktoroj kiel libere moviĝantaj elektronoj kiel en metaloj por helpi ripari la rompon, reestabli la ligon, aŭ Fidu sur la mallokigo de elektronoj por disigi la streson, ĝi estas facile fendi kaj ne povas konservi la ĝeneralan integrecon per siaj propraj internaj alĝustigoj, kaŭzante silicion esti tre fragila.
En praktikaj aplikoj, siliciaj materialoj ofte malfacilas esti absolute puraj, kaj enhavos certajn malpuraĵojn kaj kraddifektojn. La enkadrigo de malpuraj atomoj povas interrompi la originale regulan silician kradstrukturon, kaŭzante ŝanĝojn en la loka kemia ligoforto kaj la ligan reĝimon inter atomoj, rezultigante malfortajn areojn en la strukturo. Kradaj difektoj (kiel vakantaĵoj kaj delokiĝoj) ankaŭ iĝos lokoj kie streĉiĝo estas koncentrita.
Kiam eksteraj fortoj agas, ĉi tiuj malfortaj punktoj kaj streĉaj koncentriĝopunktoj pli verŝajne kaŭzas la rompon de kovalentaj ligoj, igante la silician materialon komenci rompi de ĉi tiuj lokoj, plimalbonigante ĝian fragilecon. Eĉ se ĝi origine dependis de la kovalentaj ligoj inter atomoj por konstrui strukturon kun pli alta malmoleco, estas malfacile eviti fragilan frakturon sub la efiko de eksteraj fortoj.
Afiŝtempo: Dec-10-2024