Quel est le gradient de température du champ thermique d'un four à cristal monocuste?

Qu'est-ce que lechamp thermique?

Le champ de température decroissance monocristallièrefait référence à la distribution spatiale de la température dans un four à cristal monocuste, également connu sous le nom de champ thermique. Pendant la calcination, la distribution de température dans le système thermique est relativement stable, ce qui est appelé champ thermique statique. Pendant la croissance d'un monocristal, le champ thermique changera, qui est appelé champ thermique dynamique.

Lorsqu'un monocristal se développe, en raison de la transformation continue de la phase (phase liquide en phase solide), la chaleur latente de la phase solide est libérée en continu. Dans le même temps, le cristal devient de plus en plus long, le niveau de fusion baisse constamment et la conduction thermique et le rayonnement changent. Par conséquent, le champ thermique change, ce qui est appelé champ thermique dynamique.

Quelle est l'interface solide-liquide?

À un certain moment, tout point de la fournaise a une certaine température. Si nous connectons les points dans l'espace avec la même température dans le champ de température, nous obtiendrons une surface spatiale. Sur cette surface spatiale, la température est égale partout, que nous appelons une surface isotherme. Parmi les surfaces isothermes de la fournaise monocristalline, il y a une surface isotherme très spéciale, qui est l'interface entre la phase solide et la phase liquide, il est donc également appelé l'interface solide-liquide. Le cristal pousse à partir de l'interface solide-liquide.

Qu'est-ce que le gradient de température?

Le gradient de température fait référence au taux de variation de la température d'un point A dans le champ thermique à la température d'un point voisin B. c'est-à-dire le taux de variation de la température à une distance unitaire.

Quandsilicium monocristallantGrows, il existe deux formes de solide et de fonte dans le champ thermique, et il existe également deux types de gradients de température:

▪ Le gradient de température longitudinale et le gradient de température radiale dans le cristal.

▪ Le gradient de température longitudinale et le gradient de température radiale dans la fusion.

▪ Ce sont deux distributions de température complètement différentes, mais le gradient de température à l'interface solide-liquide qui peut le plus affecter l'état de cristallisation. Le gradient de température radiale du cristal est déterminé par la conduction thermique longitudinale et transversale du cristal, du rayonnement de surface et de la nouvelle position dans le champ thermique. D'une manière générale, la température centrale est élevée et la température du bord du cristal est faible. Le gradient de température radiale de la fusion est principalement déterminé par les radiateurs qui l'entourent, donc la température centrale est basse, la température près du creuset est élevée et le gradient de température radiale est toujours positif.

Une distribution de température raisonnable du champ thermique doit répondre aux conditions suivantes:

▪ Le gradient de température longitudinal dans le cristal est suffisamment grand, mais pas trop grand, pour s'assurer qu'il y a une capacité de dissipation thermique suffisante pendantcroissance cristallinePour enlever la chaleur latente de la cristallisation.

▪ Le gradient de température longitudinal dans la fusion est relativement grand, garantissant qu'aucun nouveau noyal cristallin n'est généré dans la fusion. Cependant, s'il est trop grand, il est facile de provoquer des dislocations et une rupture.

▪ Le gradient de température longitudinal à l'interface de cristallisation est approprié, formant ainsi le sous-refroidissement nécessaire, de sorte que le monocristal a une élan de croissance suffisante. Il ne devrait pas être trop grand, sinon des défauts structurels se produiront, et le gradient de température radiale doit être aussi petit que possible pour rendre l'interface de cristallisation plate.

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