Silicisyra atominis kristalas, kurio atomai yra sujungti vienas su kitu kovalentiniais ryšiais, sudarydami erdvinę tinklo struktūrą. Šioje struktūroje kovalentiniai ryšiai tarp atomų yra labai kryptingi ir turi didelę jungties energiją, todėl silicis pasižymi dideliu kietumu, kai priešinasi išorinėms jėgoms keisti savo formą. Pavyzdžiui, norint sunaikinti stiprų kovalentinį ryšį tarp atomų, reikia didelės išorinės jėgos.
Tačiau būtent dėl taisyklingų ir santykinai standžių jo atominio kristalo struktūrinių savybių, kai jį veikia didelė smūgio jėga arba netolygi išorinė jėga, viduje esančios grotelės.silicioSunku buferuoti ir išsklaidyti išorinę jėgą dėl vietinės deformacijos, tačiau kovalentiniai ryšiai nutrūks tam tikromis silpnomis kristalų plokštumomis arba kristalų kryptimis, todėl visa kristalo struktūra sulaužys ir parodys trapias savybes. Skirtingai nuo struktūrų, tokių kaip metalo kristalai, tarp metalo atomų yra joninių ryšių, kurie gali santykinai slysti, ir jie gali pasikliauti slydimu tarp atominių sluoksnių, kad prisitaikytų prie išorinių jėgų, pasižymi geru lankstumu ir nėra lengva sulaužyti trapūs.
Silicisatomai yra sujungti kovalentiniais ryšiais. Kovalentinių ryšių esmė yra stipri sąveika, kurią sudaro bendros elektronų poros tarp atomų. Nors šis ryšys gali užtikrinti stabilumą ir kietumąsilicio kristalasstruktūra, kovalentiniam ryšiui sunku atsistatyti, kai jis nutrūksta. Kai išorinio pasaulio veikiama jėga viršija ribą, kurią gali atlaikyti kovalentinis ryšys, ryšys nutrūks, o dėl to, kad nėra tokių veiksnių kaip laisvai judantys elektronai, kaip metaluose, kurie padėtų atitaisyti trūkį, atkurti ryšį arba pasikliauti elektronų perkėlimu, kad išsklaidytų įtampą, jį lengva įtrūkti ir jis negali išlaikyti bendro vientisumo per savo vidinius koregavimus, todėl silicis yra labai trapus.
Praktikoje silicio medžiagas dažnai sunku būti visiškai grynoms, jose gali būti tam tikrų priemaišų ir grotelių defektų. Priemaišų atomų įtraukimas gali sutrikdyti iš pradžių taisyklingą silicio gardelės struktūrą, sukeldamas vietinio cheminio ryšio stiprumo ir jungties tarp atomų pokyčius, todėl struktūroje susidaro silpnos vietos. Grotelių defektai (pvz., laisvos darbo vietos ir išnirimai) taip pat taps streso koncentracijos vietomis.
Kai veikia išorinės jėgos, šios silpnosios vietos ir įtempių koncentracijos taškai greičiausiai nutrūks kovalentiniais ryšiais, todėl silicio medžiaga pradeda lūžti iš šių vietų, padidindama jos trapumą. Net jei iš pradžių ji rėmėsi kovalentiniais ryšiais tarp atomų, kad būtų sukurta didesnio kietumo struktūra, sunku išvengti trapių lūžių veikiant išorinėms jėgoms.
Paskelbimo laikas: 2024-12-10