離心機(jī)內(nèi)部和熔體溫度的關(guān)聯(lián)

    當(dāng)離心機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，隨著溫度梯度增大，錫熔體中溫度從無(wú)脈動(dòng)到周期性脈動(dòng)，后為無(wú)規(guī)則脈動(dòng)，幅值明顯增大當(dāng)溫度梯度約為時(shí)，脈動(dòng)幅值約士，離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后，兩種旋轉(zhuǎn)方式正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)都提高了一福不奮，其中是離心加速度，是重力加速度，加強(qiáng)了熔體中的對(duì)流，促進(jìn)熔體中傳熱傳質(zhì)的進(jìn)行，測(cè)得溫度梯度都是降低的但溫度脈動(dòng)變化趨勢(shì)卻截然不同離心機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，測(cè)得一組溫度脈動(dòng)曲線。

　　脈動(dòng)值大大降低離心機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，溫度脈動(dòng)曲線見(jiàn)圖脈動(dòng)幅值打隨。增大而增大，同時(shí)脈動(dòng)頻率也增加當(dāng)時(shí)，占值比離心機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)增大不論離心機(jī)正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，對(duì)于同一個(gè)值，熔體受到的離心力都是一樣的，但力方向卻相反單位質(zhì)量熔體質(zhì)點(diǎn)受到力。，其中。是離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，是熔體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度相對(duì)于離心機(jī)，角速度。水平舟內(nèi)熔體的流動(dòng)主要是由水平溫差引起的自然對(duì)流，流動(dòng)狀態(tài)由數(shù)決定，。其中夕是體積膨脹系數(shù)，是舟的長(zhǎng)度，是運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)，當(dāng)比較小時(shí)，熔體內(nèi)流動(dòng)如圖所示，當(dāng)，大到一定值，就會(huì)出現(xiàn)多個(gè)胞狀環(huán)流，但這些胞狀流動(dòng)爐1膛溫度保持不變，不同離心機(jī)轉(zhuǎn)速下的溫度脈動(dòng)記錄為正轉(zhuǎn)，為反轉(zhuǎn)。

　　離心機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，的作用是使胞內(nèi)流線有向邊界方向貼近的趨勢(shì)，這對(duì)流動(dòng)的穩(wěn)定有，所以溫度脈動(dòng)減小當(dāng)離心機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，的作用是把渦往中心擠壓，這會(huì)導(dǎo)致渦利，使得流動(dòng)更不穩(wěn)定，溫度脈動(dòng)就會(huì)增大在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中，晶體中雜質(zhì)濃度，與熔體中雜質(zhì)濃度的關(guān)系是，有效，有效是有效分凝系數(shù)有效圖舟內(nèi)熔體流動(dòng)狀態(tài)為，數(shù)較小時(shí)，為數(shù)較大時(shí)。

　　平衡分凝系數(shù)，是常數(shù)，是晶體生長(zhǎng)速度，是雜質(zhì)在熔體中的擴(kuò)散系數(shù)，占是邊界層厚度生長(zhǎng)界面附近熔體中的溫度變化直接影響晶體生長(zhǎng)速度，即影響蛛效的值，也就影響了晶體中的雜質(zhì)濃度，顯然，劇烈的溫度脈動(dòng)會(huì)導(dǎo)致晶體中雜質(zhì)分布不均勻，出現(xiàn)雜質(zhì)條紋所以，離心機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)生長(zhǎng)晶體，對(duì)晶體質(zhì)量會(huì)有改善反之，離心機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)晶體生長(zhǎng)不利結(jié)論本實(shí)驗(yàn)結(jié)果為我們提供了一個(gè)提示在離心機(jī)環(huán)境中進(jìn)行晶體生長(zhǎng)，除了受到超重的影響外，還受到力的影響當(dāng)離心機(jī)上進(jìn)行水平定向凝固生長(zhǎng)單晶時(shí)，若離心機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與熔體內(nèi)的熱對(duì)流方向相同時(shí)，即熔體的高溫端迎風(fēng)時(shí)，熔體中溫度脈動(dòng)可以得到抑制，有利于生長(zhǎng)無(wú)雜質(zhì)條紋的單晶反之，若離心機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，即熔體的低溫端迎風(fēng)時(shí)，熔體中存在較強(qiáng)的溫度脈動(dòng)，不利于單晶的均勻生長(zhǎng)。