【摘要】：溫度場的控制是藍寶石生長過程關(guān)鍵技術(shù)問題。采用有限元方法研究了冷心放肩微量提拉法藍寶石單晶生長過程中籽晶的邊長對晶體生長放肩階段溫度場內(nèi)溫度分布、流場分布和晶體的等效應(yīng)力分布的影響。結(jié)果表明:當籽晶邊長為24mm時,放肩階段熔體的軸徑向溫度變化平緩,溫度場內(nèi)溫度分布均勻,熔體的流動和晶體的熱應(yīng)力均適合晶體的生長。
【圖文】：

供工藝和技術(shù)指導(dǎo)。１模型簡化和邊界條件設(shè)定１．１數(shù)學(xué)模型采用爐膛內(nèi)徑為３８２ｍｍ的泡生法單晶爐，模型結(jié)構(gòu)簡圖見圖１，利用ＡＮＳＹＳ商業(yè)軟件進行模擬。圖１冷心放肩微量提拉法晶體生長系統(tǒng)簡圖Ｆｉｇ．１ＴｈｅｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｃｒｙｓｔａｌｇｒｏｗｔｈａｐｐａｒａｔｕｓｗｉｔｈＳＡＰＭＡＣ加熱器原為鳥籠式，利用等效傳熱原理將加熱器簡化為環(huán)形。圖２為晶體生長的籽晶圖，加熱器所生成的熱量通過輻射和對流方式傳遞到坩堝的外壁面上，再由坩堝傳遞給坩堝中的高純Ａｌ２Ｏ３原料，將原料熔化為熔體。在長晶過程有限元溫度場模擬中假設(shè)在坩堝內(nèi)長出的晶體、熔體質(zhì)量和能量守恒，，高溫熔體在流動過程中滿足動量守恒，同時生長出的藍寶石單晶為半透性材料，晶體熱交換模式是鏡面輻射熱交換。圖２籽晶形狀Ｆｉｇ．２Ｓｈａｐｅｏｆｔｈｅｓｅｅｄ假設(shè)模擬過程為穩(wěn)態(tài)溫場，忽略藍寶石生長過程中外界環(huán)境溫度以及冷卻水的微弱變化對溫度場的影響，將溫度場視作軸對稱系統(tǒng)。晶體生長過程中各種控制方程如下［１０－１１］：（１）熔體內(nèi)的連續(xù)性方程：鄀·ρs藎鄭劍埃ǎ玻┤厶迥誥斷蚨渴睪惴匠蹋害

本文編號：2585344