蓝宝石单晶的梯度凝固法生长过程中界面形状和热场

提出了一种有限元模型描述了通过梯度凝固法的熔融生长的圆柱形的蓝宝石单晶。这种模式的优点在于它能够准确蓝宝石单晶体地捕捉通过该系统与传热有关,而在它的计算需求依然疲弱复杂的物理现象。通过透明的晶相内部的辐射热输运占我们的配方,因为是流场在生长过程中不断变化的熔体细节。这两个浮力和表面张力梯度(马兰戈尼)驱动的对流效应考虑。结果表明,该热场中的熔融/结晶界面形状的电荷和操作参数,如晶体生长速率和炉内温度梯度很强的依赖性。

具体来说,有了这个系统,再加上通过晶相增强辐射冷却相关的大的潜热值,导致一个戏剧性的减少界面曲率和位置相对较高的增长率和浅炉梯度。此外,对热场的流体流动的影响的证明是不重要在本系统中,考虑到生长在大直径相对的坩埚时也是如此。这里报告的趋势与实验观察总协定。


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