坩埚的几何形状对泡生法生长蓝宝石单晶的过程中熔体对流和界面形状的影响

泡生法( KY )方法通常用来种植大尺寸蓝宝石单晶。因此,生长在蓝宝石晶体的形状被加热器装置和功率降低的蓝宝石晶体历史,在泡生炉确定。为了生长高质量的蓝宝石单晶中,加热器装置应允许不同的电源输入中不同的部分,以便在生长过程中,以控制在熔体中的热场。在这项研究中,数值计算进行调查加热器布置在热的影响,并在在电阻加热炉中的泡生蓝宝石晶体生长工艺流传输时,晶体 - 熔体界面的形状,并在功率要求。在一个三区加热器四个不同的功率比的安排被考虑。结果表明,对于本文所考虑的电源布置中,温度梯度沿结晶前不超过0.05的K /毫米,而且,冠的生长后,该晶体保持一个几乎恒定的直径。可能会发生重熔现象在生长过程中当加热器的上侧的输入功率比所述加热器的下侧的高。

在这项工作中,数值模拟进行了调查坩埚形状的辊上的温度分布,熔融时的泡生蓝宝石晶体生长过程中的熔融/结晶界面的对流特性和形状。圆柱坩埚用不同的底角半径进行了审议,并采用有限体积法的泡生法生长过程进行了数值模拟。通过数值分析,我们发现增加坩埚的底部拐角半径减小熔融/结晶界面的凸性和熔融蓝宝石的晶化过程中对流流动的速度。作为结果,可以得出结论,具有弯曲底部的坩埚有优势使用泡生法蓝宝石的结晶。


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