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Por qué el silicio es duro.

J J Gilman

    Science (New York, N.Y.)
    |September 10, 1993
    PubMed
    Resumen
    Este resumen es generado por máquina.

    Los sólidos covalentes como el silicio son frágiles debido al limitado movimiento de dislocación. Esta fragilidad se explica por un proceso atómico análogo a la sustitución química, revelando por qué estos materiales resisten la deformación.

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    Área de la Ciencia:

    • Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
    • Física del estado sólido Física del estado sólido
    • Física Química Física Química es la física de la química.

    Sus antecedentes:

    • Los sólidos covalentes, como el silicio, exhiben dureza y fragilidad, a diferencia de los metales y las sales iónicas.
    • El movimiento de dislocación en sólidos covalentes está restringido, ocurriendo solo a temperaturas elevadas.
    • Una explicación clara de este fenómeno ha sido difícil de alcanzar, a pesar de su importancia en la mecánica de los materiales.

    Objetivo del estudio:

    • Proporcionar una explicación satisfactoria de la fragilidad de los sólidos covalentes.
    • Para dilucidar los mecanismos a nivel atómico que rigen el movimiento de dislocación en estos materiales.
    • Para vincular las propiedades mecánicas de los sólidos covalentes a sus características de unión.

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    Principales métodos:

    • Analogía entre el movimiento de dislocación y las reacciones de sustitución química.
    • Utilizando diagramas de correlación para el análisis de procesos atómicos.
    • Investigando el papel de la simetría de enlace atómico en la deformación del material.

    Principales resultados:

    • El proceso atómico crítico para la fragilidad es análogo a una reacción de sustitución química.
    • El análisis revela una alta tensión resistiva y una alta energía de activación para el movimiento de dislocación.
    • El movimiento de la dislocación interrumpe la simetría de los enlaces atómicos, un proceso que es energéticamente desfavorable.

    Conclusiones:

    • La fragilidad observada de los sólidos covalentes está fundamentalmente vinculada a un proceso similar a la sustitución atómica.
    • El alto estrés resistivo y la energía de activación son consecuencias directas de este proceso.
    • La ruptura de la simetría de enlace atómico durante el movimiento de dislocación explica la resistencia del material a la deformación.