¿Cuál es el gradiente de temperatura del campo térmico de un solo horno de cristal?

¿Qué es elcampo térmico?

El campo de temperatura deCrecimiento de un solo cristalse refiere a la distribución espacial de la temperatura en un solo horno de cristal, también conocido como campo térmico. Durante la calcinación, la distribución de temperatura en el sistema térmico es relativamente estable, que se llama campo térmico estático. Durante el crecimiento de un solo cristal, el campo térmico cambiará, que se llama campo térmico dinámico.

Cuando crece un solo cristal, debido a la transformación continua de la fase (fase líquida a fase sólida), el calor latente de la fase sólida se libera continuamente. Al mismo tiempo, el cristal se está volviendo cada vez más largo, el nivel de fusión está disminuyendo constantemente y la conducción de calor y la radiación están cambiando. Por lo tanto, el campo térmico está cambiando, que se llama campo térmico dinámico.

¿Cuál es la interfaz sólida-líquido?

En un momento determinado, cualquier punto en el horno tiene una cierta temperatura. Si conectamos los puntos en el espacio con la misma temperatura en el campo de temperatura, obtendremos una superficie espacial. En esta superficie espacial, la temperatura es igual en todas partes, que llamamos una superficie isotérmica. Entre las superficies isotérmicas en el horno de cristal único, hay una superficie isotérmica muy especial, que es la interfaz entre la fase sólida y la fase líquida, por lo que también se llama interfaz sólido-líquido. El cristal crece desde la interfaz sólido-líquido.

¿Qué es el gradiente de temperatura?

El gradiente de temperatura se refiere a la tasa de cambio de la temperatura de un punto A en el campo térmico a la temperatura de un punto cercano B. es decir, la tasa de cambio de temperatura dentro de una distancia unitaria.

Cuandosilicio de cristal únicocrece, hay dos formas de sólido y fusión en el campo térmico, y también hay dos tipos de gradientes de temperatura:

▪ El gradiente de temperatura longitudinal y el gradiente de temperatura radial en el cristal.

▪ El gradiente de temperatura longitudinal y el gradiente de temperatura radial en la masa fundida.

▪ Estas son dos distribuciones de temperatura completamente diferentes, pero el gradiente de temperatura en la interfaz sólido-líquido que más puede afectar el estado de cristalización. El gradiente de temperatura radial del cristal está determinado por la conducción de calor longitudinal y transversal del cristal, la radiación superficial y la nueva posición en el campo térmico. En términos generales, la temperatura central es alta y la temperatura del borde del cristal es baja. El gradiente de temperatura radial de la fusión está determinado principalmente por los calentadores a su alrededor, por lo que la temperatura central es baja, la temperatura cerca del crisol es alta y el gradiente de temperatura radial siempre es positiva.

Una distribución de temperatura razonable del campo térmico debe cumplir con las siguientes condiciones:

▪ El gradiente de temperatura longitudinal en el cristal es lo suficientemente grande, pero no demasiado grande, para garantizar que haya suficiente capacidad de disipación de calor durantecrecimiento cristalinoPara quitar el calor latente de la cristalización.

▪ El gradiente de temperatura longitudinal en la fusión es relativamente grande, asegurando que no se generen nuevos núcleos de cristal en la masa fundida. Sin embargo, si es demasiado grande, es fácil causar dislocaciones y roturas.

▪ El gradiente de temperatura longitudinal en la interfaz de cristalización es apropiadamente grande, formando así el subcrezing necesario, de modo que el cristal único tiene un impulso de crecimiento suficiente. No debe ser demasiado grande, de lo contrario, se producirán defectos estructurales, y el gradiente de temperatura radial debe ser lo más pequeño posible para hacer que la interfaz de cristalización sea plana.

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