Kísiller atómkristall, þar sem frumeindir hans eru tengdar hvert öðru með samgildum tengjum og mynda staðbundna netbyggingu. Í þessari uppbyggingu eru samgildu tengslin milli atóma mjög stefnubundin og hafa mikla tengiorku, sem gerir það að verkum að kísill sýnir mikla hörku þegar hann þolir utanaðkomandi krafta til að breyta lögun sinni. Til dæmis þarf mikinn utanaðkomandi kraft til að eyðileggja sterka samgildu tengslin milli atóma.
Hins vegar er það einmitt vegna reglubundinna og tiltölulega stífra byggingareiginleika lotukristals þess sem þegar hann verður fyrir miklum höggkrafti eða ójöfnum ytri krafti, þá verða grindurnar að innan.sílikonErfitt er að jafna og dreifa utanaðkomandi krafti með staðbundinni aflögun, en mun valda því að samgild tengin brotna meðfram einhverjum veikum kristalflötum eða kristaláttum, sem mun valda því að öll kristalbyggingin brotnar og sýnir brothætta eiginleika. Ólíkt mannvirkjum eins og málmkristöllum eru jónatengi milli málmfrumeinda sem geta runnið tiltölulega og þau geta reitt sig á að renna á milli lotulaga til að laga sig að ytri kröftum, sýna góða sveigjanleika og ekki auðvelt að brjóta brothætt.
Kísillatóm eru tengd með samgildum tengjum. Kjarninn í samgildum tengjum er sterk víxlverkun sem myndast af sameiginlegum rafeindapörum milli atóma. Þó að þetta skuldabréf geti tryggt stöðugleika og hörkusílikon kristaluppbyggingu, er erfitt fyrir samgilda tengið að jafna sig þegar það er rofið. Þegar krafturinn sem umheimurinn beitir fer yfir mörkin sem samgilda tengið þolir mun tengingin rofna og vegna þess að það eru engir þættir eins og rafeindir sem hreyfast frjálslega eins og í málmum til að hjálpa til við að laga brotið, koma á tengingunni aftur eða treysta á að rafeindir eru fluttar úr stað til að dreifa streitu, það er auðvelt að sprunga og getur ekki viðhaldið heildar heilleika með eigin innri stillingum, sem veldur því að kísill er mjög brothætt.
Í hagnýtri notkun er kísilefni oft erfitt að vera algerlega hreint og mun innihalda ákveðin óhreinindi og grindargalla. Innlimun óhreinindaatóma getur truflað upphaflega venjulegu kísilgrindarbygginguna, sem veldur breytingum á staðbundnum efnatengistyrk og tengingarhætti milli atóma, sem leiðir til veikburða svæðis í uppbyggingunni. Grindargallar (eins og laus störf og losun) verða einnig staðir þar sem streita er einbeitt.
Þegar ytri kraftar verka eru þessir veiku blettir og streituþéttnipunktar líklegri til að valda því að samgild tengsl rofni, sem veldur því að kísilefnið byrjar að brotna frá þessum stöðum, sem eykur stökkleika þess. Jafnvel þótt það hafi upphaflega reitt sig á samgild tengsl milli atóma til að byggja upp byggingu með meiri hörku, er erfitt að forðast brothætt brot undir áhrifum ytri krafta.
Birtingartími: 10. desember 2024