Design and Calculation for Test Tube with the Aim of Regulation Simultaneous Crystallization Tests

A design for an air-cooled test tube, with a series of modular and movable rings (cylindrical “crystallization comb”), installed in a laboratory crucible furnace is presented. The setup allows easy regulation simultaneous crystallization tests of a series of different crystallization rates in several columns (matrix) of test tubes, enabling fast studies of obtaining crystals. This low-budget, portable device (i.e. adjustable airstream with more simple control options), can also be applied in tube and chamber furnaces. The relations between the crystallization rate and parameters of air-cooled test tube are given and numerically analyzed.

碲锌镉晶体VGF法生长温场的梯度区高度设计研究

本文对不同梯度区高度的VGF法温场生长碲锌镉(CdZnTe)晶体过程进行了稳态和非稳态仿真模拟分析。研究发现,晶体生长等径初期界面凸度随着梯度区高度的增加而减小;等径末期界面凸度受梯度区高度的影响不大;界面的凸度与固液界面温度梯度变化率正相关。非稳态模拟结果显示,现有变温条件下,晶体生长过程中固液界面凸度存在先增大后减小的趋势,趋势转变点接近梯度区高度中点;界面形状的变化趋势受固液界面上生长速度分布直接影响;对比而言,10 cm高的梯度区更容易实现前中期固液界面凸界面的获得,利于形成高单晶率CdZnTe晶体。

空间晶体生长炉综合控制方法

空间晶体生长炉控制对象复杂,具有纯滞后、强耦合、非线性等不利于控制的特性.为实现炉温的精确控制,提出了一个空间晶体生长炉综合控制方法并通过软件来实现.将相关系数法和增广递推最小二乘法相结合,辨识系统模型,使用Hooke-Jeeves模式搜索法进行PID参数的自整定,采用PID加前馈控制的算法对系统进行仿真,使用同样的算法和控制参数对空间晶体生长炉进行实时控制,并在控制的过程中实时调整控制参数,以达到最佳的控制结果.实验结果表明,当三个温区的温度均达到700℃时,温度稳定度小于±0.3℃,满足系统设计要求.同时介绍了实现综合控制软件的基本原理、功能、特点及在实际中的应用.实际工程的应用结果表明,该软件可满足空间晶体生长炉对控制系统的要求.

多温区空间晶体生长炉温度系统积分滑模变结构控制

多温区空间晶体生长炉温度系统是多输入多输出、强耦合对象。晶体生长要求对炉温进行精密控制,为抑制各温区间的耦合作用,提出一种积分滑模变结构控制器,利用其对匹配扰动的不变性实现解耦,同时,该控制器的积分作用可以有效减小系统稳态误差。仿真结果显示该方法是有效的。

空间微重力条件下碲镉汞晶体的布里支曼生长

在中国返回式卫星上进行了一台双温区空间晶体生长炉的搭载试验，成功地实现了空间微重力条件下碲镉汞晶体的布里支曼生长，取得了一些有意义的结果。文章介绍了这种晶体炉的设计和空间试验的过程；分析了回收样品的主要测试结果；

温场可编程控制的小型空间晶体炉设计与测试

详细介绍了一台温场可编程控制的小型空间晶体炉。其工作原理是 ,在计算机控制下 ,炉膛内温场发生有序地变化 ,完成晶体生长过程。由于没有机械运动部件 ,从而彻底消除了机械振动对微重力环境的干扰。此炉是为返回式卫星搭载试验而设计 ,配备以 Intel80 c31为核心的计算机温度控制及数据采集系统。该系统采用数字 PID方式独立调节加热器中 7个结构相同的加热单元的温度 。

空间多温区炉温度梯度电控移动研究

空间晶体生长多温区炉可避免机械振动对微重力环境的干扰，更适合于空间晶体生长实验，因此已受到广泛的重视。该文叙述了空间多温区炉的基本设计原理；提出了炉膛轴向温度分布及移动的两种模式，并对温度梯度电控移动这一关键技术进行了分析；同时也简述了多温区炉电控系统的设计原理。在一个多温区炉实验模型中做了地面实验研究，在４００～８００℃的温度范围内，建立并电控地移动了最大２５℃／ｃｍ的轴向温度梯度，移动过程匀速且平稳，最大速度２４ｍｍ／ｈ。