狭缝宽度及坩埚半径对分离结晶法制备CdZnTe晶体的影响

借助有限元法,在常重力条件下对分离结晶过程进行全局数值模拟,研究了狭缝宽度及坩埚半径对CdZnTe晶体生长过程中整体传热与流动特性的影响。模拟结果表明系统内传热特性、熔体流型与狭缝宽度及坩埚半径密切相关:(1)狭缝宽度对分离结晶有决定性的作用,当狭缝宽度较小时,气-液弯界面两端的温差很小,导致增大晶体重新粘附于坩埚壁面的风险;随着狭缝宽度的增大,流动不稳定性增加,很难保持稳定的气-液弯界面形状,增加了实现晶体稳定生长的难度;(2)随着坩埚半径增大,Marangoni对流对熔体流动影响逐渐增大,结晶界面附近的熔体流动不稳定性增加,这不利于晶体的稳定生长。

坩埚半径对电磁搅拌制备半固态A356浆料电磁场分布的影响

提出了坩埚半径的设计思路,研究了坩埚半径对电磁搅拌制备半固态A356铝合金浆料时磁感应强度和电磁力分布的影响。通过ANSYS 15.0模拟了不同坩埚半径中半固态A356铝合金浆料受到的磁感应强度和电磁力沿坩埚径向的变化趋势。模拟结果表明,磁感应强度从坩埚中心沿坩埚径向0.85倍距离左右逐渐增大;电磁力整体上随坩埚半径的增大而增大,且增加的幅度越来越大,电磁力从坩埚中心到坩埚径向上0.9倍距离左右逐渐增大,而在边缘处急剧减小。对不同坩埚半径的试验结果进行对比,发现最佳的坩埚半径为30mm。

分离结晶Bridgman法晶体生长过程的影响因素

本文采用全局数值模拟方法探讨了微重力条件下温度梯度对分离结晶Bridgman法晶体生长系统的作用规律。同时,在常重力条件下研究了坩埚半径对晶体生长系统的影响。结果发现,在微重力条件下随着温度梯度的增加,晶体生长系统内部的流动强度随之增加,且由于晶体生长系统低温区温度不断降低,使得结晶界面位置不断上升;在常重力条件下,重力的作用随着坩埚半径的增加而增强,导致晶体生长系统内部的流动强度增加,最大流函数增大。