Silīcijsir atomu kristāls, kura atomi savā starpā savienoti ar kovalentām saitēm, veidojot telpisku tīkla struktūru. Šajā struktūrā kovalentās saites starp atomiem ir ļoti virzītas un tām ir augsta saites enerģija, kas liek silīcijam uzrādīt augstu cietību, pretoties ārējiem spēkiem, lai mainītu savu formu. Piemēram, ir nepieciešams liels ārējs spēks, lai iznīcinātu stiprās kovalentās saites savienojumu starp atomiem.
Tomēr tieši tā atomu kristāla regulāro un relatīvi stingro strukturālo īpašību dēļ, kad tas tiek pakļauts lielam trieciena spēkam vai nevienmērīgam ārējam spēkam, režģis iekšpusē.silīcijsir grūti buferēt un izkliedēt ārējo spēku lokālas deformācijas rezultātā, bet tas izraisīs kovalento saišu pārrāvumu dažās vājās kristāla plaknēs vai kristāla virzienos, kas izraisīs visas kristāla struktūras pārrāvumus un uzrādīs trauslas īpašības. Atšķirībā no tādām struktūrām kā metāla kristāli, starp metāla atomiem ir jonu saites, kas var relatīvi slīdēt, un tie var paļauties uz slīdēšanu starp atomu slāņiem, lai pielāgotos ārējiem spēkiem, parādot labu elastību un nav viegli salauzt trauslus.
Silīcijsatomi ir savienoti ar kovalentām saitēm. Kovalento saišu būtība ir spēcīga mijiedarbība, ko veido kopīgi elektronu pāri starp atomiem. Lai gan šī saite var nodrošināt stabilitāti un cietībusilīcija kristālsstruktūra, kovalentajai saitei ir grūti atjaunoties, kad tā ir pārrauta. Kad ārpasaules pieliktais spēks pārsniedz robežu, ko var izturēt kovalentā saite, saite pārtrūkst, un tāpēc, ka nav tādu faktoru kā brīvi kustīgi elektroni, piemēram, metālos, kas palīdzētu novērst pārrāvumu, atjaunot savienojumu vai paļauties uz elektronu delokalizāciju, lai izkliedētu stresu, to ir viegli saplaisāt un tas nevar saglabāt vispārējo integritāti, izmantojot savus iekšējos pielāgojumus, izraisot silīciju ļoti trauslu.
Praktiskā pielietojumā silīcija materiālus bieži ir grūti iegūt absolūti tīrus, un tie satur noteiktus piemaisījumus un režģa defektus. Piemaisījumu atomu iekļaušana var izjaukt sākotnēji parasto silīcija režģa struktūru, izraisot izmaiņas lokālās ķīmiskās saites stiprumā un savienojuma režīmā starp atomiem, kā rezultātā struktūrā veidojas vājas vietas. Režģa defekti (piemēram, vakances un dislokācijas) arī kļūs par vietām, kur koncentrējas stress.
Kad darbojas ārējie spēki, šīs vājās vietas un spriedzes koncentrācijas punkti, visticamāk, izraisa kovalento saišu pārraušanu, izraisot silīcija materiāla lūšanu no šīm vietām, pastiprinot tā trauslumu. Pat ja sākotnēji tā balstījās uz kovalentajām saitēm starp atomiem, lai izveidotu struktūru ar augstāku cietību, ir grūti izvairīties no trausliem lūzumiem ārējo spēku ietekmē.
Izlikšanas laiks: 2024. gada 10. decembris