Qual é o gradiente de temperatura do campo térmico de um único forno de cristal?

Qual é ocampo térmico?

O campo de temperatura deCrescimento de cristal únicorefere -se à distribuição espacial da temperatura em um único forno de cristal, também conhecido como campo térmico. Durante a calcinação, a distribuição de temperatura no sistema térmico é relativamente estável, que é chamada de campo térmico estático. Durante o crescimento de um único cristal, o campo térmico mudará, que é chamado de campo térmico dinâmico.

Quando um único cristal cresce, devido à transformação contínua da fase (fase líquida em fase sólida), o calor latente da fase sólida é liberado continuamente. Ao mesmo tempo, o cristal está ficando mais longo, o nível de fusão está caindo constantemente e a condução e a radiação de calor estão mudando. Portanto, o campo térmico está mudando, que é chamado de campo térmico dinâmico.

Qual é a interface sólida-líquido?

Em um certo momento, qualquer ponto do forno tem uma certa temperatura. Se conectarmos os pontos no espaço com a mesma temperatura no campo de temperatura, obteremos uma superfície espacial. Nesta superfície espacial, a temperatura é igual em todos os lugares, que chamamos de superfície isotérmica. Entre as superfícies isotérmicas no forno de cristal único, há uma superfície isotérmica muito especial, que é a interface entre a fase sólida e a fase líquida, por isso também é chamada de interface sólida-líquido. O cristal cresce a partir da interface sólida-líquido.

O que é gradiente de temperatura?

O gradiente de temperatura refere -se à taxa de alteração da temperatura de um ponto A no campo térmico até a temperatura de um ponto próximo B. Ou seja, a taxa de mudança de temperatura dentro de uma distância unitária.

QuandoSilício de cristal únicoCresce, existem duas formas de sólido e derretem no campo térmico, e também existem dois tipos de gradientes de temperatura:

▪ O gradiente de temperatura longitudinal e gradiente de temperatura radial no cristal.

▪ O gradiente longitudinal de temperatura e gradiente de temperatura radial no fundido.

▪ Essas são duas distribuições de temperatura completamente diferentes, mas o gradiente de temperatura na interface sólido-líquido que pode afetar mais o estado de cristalização. O gradiente de temperatura radial do cristal é determinado pela condução de calor longitudinal e transversal do cristal, a radiação da superfície e a nova posição no campo térmico. De um modo geral, a temperatura central é alta e a temperatura da borda do cristal é baixa. O gradiente de temperatura radial do derretimento é determinado principalmente pelos aquecedores ao seu redor; portanto, a temperatura central é baixa, a temperatura próxima ao crisol é alta e o gradiente de temperatura radial é sempre positivo.

Uma distribuição razoável de temperatura do campo térmico precisa atender às seguintes condições:

▪ O gradiente longitudinal de temperatura no cristal é grande o suficiente, mas não muito grande, para garantir que haja capacidade suficiente de dissipação de calor durantecrescimento de cristaispara tirar o calor latente de cristalização.

▪ O gradiente de temperatura longitudinal no fundido é relativamente grande, garantindo que nenhum novo núcleo de cristal seja gerado no fundido. No entanto, se for muito grande, é fácil causar luxações e quebras.

▪ O gradiente de temperatura longitudinal na interface de cristalização é adequadamente grande, formando o sub -resfriamento necessário, de modo que o cristal único tenha um momento de crescimento suficiente. Não deve ser muito grande, caso contrário, ocorrerão defeitos estruturais e o gradiente de temperatura radial deve ser o menor possível para tornar a interface de cristalização plana.

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