张晶
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刘丁
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赵跃
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惠一龙
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姜雷
材料热处理学报
在大尺寸直拉硅单晶生长过程中,针对水平磁场单方向磁力线分布引起的熔体温度分布非轴对称特征,提出了一种双磁力线结构的磁场——四极磁场.为准确描述非轴对称磁场作用下晶体生长过程,采用三维数值模拟方法,建立了四极磁场下二维/三维混合热场模型的边界条件,并将三维数值模拟结果与水平磁场作以对比.结果表明,四极磁场降低了熔体内部温度的非轴对称性;增加磁感应强度有利于增加熔体自由表面附近温度分布的均匀性,但对固液界面形状调节作用不明显;强磁场环境下,提高晶体旋转速度有利于改变固液界面凹凸程度,改善固液界面形态的非轴对称性.
关键词:
直拉硅单晶
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非轴对称性
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四极磁场
,
数值模拟
姜雷
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刘丁
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赵跃
,
焦尚彬
材料热处理学报
设计一种二维轴对称和三维混合的数值计算模型,对水平磁场作用下的直拉硅单晶生长进行了研究.结果表明,由于水平磁场的非轴对称性,只有在三维模型中才能获得确切的温度、速度分布.温度场、熔体中的流函数和固液界面形状在水平磁场的作用下也具有非轴对称性,这种非轴对称性随磁场强度的变化而改变.提高晶体旋转速度有利于减小固液界面形状的非轴对称性,并会改变界面形状的凹凸程度；提高坩埚旋转速度则有利于提高熔体中温度分布的均匀性,但会扩大熔体中的径向温度梯度.
关键词:
直拉硅单晶
,
水平磁场
,
数值模拟
,
非轴对称性
