橫向磁場下分離結(jié)晶過程熔體熱毛細—浮力對流的數(shù)值模擬.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、Czochralski提拉法和Bridgman定向凝固法作為傳統(tǒng)的晶體生長方法,既有各自明顯的優(yōu)勢,又有著不可忽視的不足。分離結(jié)晶法的出現(xiàn)則很好地融合了二者的優(yōu)點,并有效規(guī)避了二者的負面影響,從而使晶體生長的質(zhì)量大大提高。不可否認,分離結(jié)晶法畢竟仍屬于從熔體中生長晶體的方法,難免會受到浮力對流和熱毛細對流的作用而使晶體的性能受到影響??朔α饔绊懙闹饕椒ㄓ惺┘游⒅亓Νh(huán)境和磁場。本文嘗試添加橫向磁場來削弱熔體內(nèi)部的熱毛細-浮力對流,從而

2、為地面條件下分離結(jié)晶法的應用提供參考。
  CdZnTe晶體是一種有著光明應用前景的半導體材料,迄今已應用于醫(yī)學成像、工業(yè)儀表、核武探測等多個領(lǐng)域。本文針對常重力條件、熔體頂部為自由表面時,橫向磁場下分離結(jié)晶法生長CdZnTe晶體過程的熔體部分建立三維物理模型和數(shù)學模型,通過FLUENT軟件模擬熔體內(nèi)部的對流傳熱,得到不同熔體高度、狹縫寬度、壁面溫差和磁場強度下的流場和溫度場,并就橫向磁場對熔體流動的影響進行了分析。
  數(shù)

3、值模擬結(jié)果表明:(1)適當增加熔體高度,可以減小熔體上、下自由表面的流速,削弱熔體內(nèi)部的熱毛細-浮力對流。磁場對較大熔體高度的流動抑制作用更強。(2)適當減小狹縫寬度,上自由表面熔體流速變化很小,下自由表面流速大幅度下降。狹縫寬度越大,磁場對熔體內(nèi)部流動的抑制作用越強。(3)適當減小坩堝壁面溫差,可以同時減小熔體上、下自由表面的流速。壁面溫差越大,磁場對熔體內(nèi)部流動的抑制作用越強。(4)施加橫向磁場可以明顯抑制熔體內(nèi)部的熱毛細-浮力對流

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