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离心机内部和熔体温度的关联

发布时间:08-12  
当离心机不转时,随着温度梯度增大,锡熔体中温度从无脉动到周期性脉动,后为无规则脉动,幅值明显增大当温度梯度约为时,脉动幅值约士,离心机转动后,两种旋转方式正转与反转都提高了一福不奋,其中是离心加速度,是重力加速度,加强了熔体中的对流,促进熔体中传热传质的进行,测得温度梯度都是降低的但温度脉动变化趋势却截然不同离心机正转时,测得一组温度脉动曲线。
脉动值大大降低离心机反转时,温度脉动曲线见图脉动幅值打随。增大而增大,同时脉动频率也增加当时,占值比离心机不转时增大不论离心机正转还是反转,对于同一个值,熔体受到的离心力都是一样的,但力方向却相反单位质量熔体质点受到力。,其中。是离心机转动角速度,是熔体质点的运动速度相对于离心机,角速度。水平舟内熔体的流动主要是由水平温差引起的自然对流,流动状态由数决定,。其中夕是体积膨胀系数,是舟的长度,是运动粘性系数,当比较小时,熔体内流动如图所示,当,大到一定值,就会出现多个胞状环流,但这些胞状流动炉1膛温度保持不变,不同离心机转速下的温度脉动记录为正转,为反转。
离心机正转时,的作用是使胞内流线有向边界方向贴近的趋势,这对流动的稳定有,所以温度脉动减小当离心机反转时,的作用是把涡往中心挤压,这会导致涡利,使得流动更不稳定,温度脉动就会增大在晶体生长过程中,晶体中杂质浓度,与熔体中杂质浓度的关系是,有效,有效是有效分凝系数有效图舟内熔体流动状态为,数较小时,为数较大时。
平衡分凝系数,是常数,是晶体生长速度,是杂质在熔体中的扩散系数,占是边界层厚度生长界面附近熔体中的温度变化直接影响晶体生长速度,即影响蛛效的值,也就影响了晶体中的杂质浓度,显然,剧烈的温度脉动会导致晶体中杂质分布不均匀,出现杂质条纹所以,离心机正转时生长晶体,对晶体质量会有改善反之,离心机反转时,对晶体生长不利结论本实验结果为我们提供了一个提示在离心机环境中进行晶体生长,除了受到超重的影响外,还受到力的影响当离心机上进行水平定向凝固生长单晶时,若离心机的转动方向与熔体内的热对流方向相同时,即熔体的高温端迎风时,熔体中温度脉动可以得到抑制,有利于生长无杂质条纹的单晶反之,若离心机反向转动时,即熔体的低温端迎风时,熔体中存在较强的温度脉动,不利于单晶的均匀生长。
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