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一种热量补偿结构在多晶硅定向凝固设备中的应用研究

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人工晶体学报 2014年第7期43卷 1626-1634页

作者：朱徐立洪永强厦门大学机电系厦门361005

定向凝固(DS)是冶金法提纯太阳能级多晶硅的重要工艺环节。以保证垂直的晶体生长方向,维持良好的固液相界面形态为目的,设计了一种带有热量补偿结构的多晶硅定向凝固设备,用以替代常规设备的侧壁加热装置,在满足工艺要求的同时达到节能... 详细信息

定向凝固(DS)是冶金法提纯太阳能级多晶硅的重要工艺环节。以保证垂直的晶体生长方向,维持良好的固液相界面形态为目的,设计了一种带有热量补偿结构的多晶硅定向凝固设备,用以替代常规设备的侧壁加热装置,在满足工艺要求的同时达到节能减排、降低成本的目标。进行理论分析和数值模拟来阐述原理与设计结构,对优化凝固工艺、设备结构、控制方法提供了理论依据与技术支持。

关键词：多晶硅定向凝固固液相界面热量补偿数值模拟

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超声波涡街风速计的研究及理论分析

超声波涡街风速计的研究及理论分析

作者：朱徐立厦门大学

学位级别：硕士

风速的测量作为流速测量领域一个重要的部分,与人们的日常生产、生活已密不可分。古时候的中国人就利用风吹芦苇的弯曲程度以及随风飘扬的旗帜来估计风速的大小;现代科技的发展更促使其广泛地应用在航天航空、科研实验、现代农业及气象... 详细信息

风速的测量作为流速测量领域一个重要的部分,与人们的日常生产、生活已密不可分。古时候的中国人就利用风吹芦苇的弯曲程度以及随风飘扬的旗帜来估计风速的大小;现代科技的发展更促使其广泛地应用在航天航空、科研实验、现代农业及气象科学等重要的领域。为了满足各个领域的使用要求,科技人员开发出了种类繁多、各具特色的风速仪表。根据测量的原理,风速计可分为转轮式(风杯式与旋桨式)、热敏式、热线式、超声式、皮托管式等五大类,数十个品种。其中,利用涡街发生体(VortexGenerator)产生旋涡原理制成的涡街风速计因具备测量范围大、无活动耗损部件,便于携带等优点获得了广泛的应用。本课题的主要内容是开发一种具备新型涡街发生体的超声波风速计原型,改进在低雷诺数流场下的流体动力学性能,扩展量程下限,改进市场上现售涡街风速计测量低风速时性能不佳的弱点。本论文主要囊括了以下研究工作: 1.结合国内外涡街风速计的研究现状,提出了风速计研究的重点和需要改进的方面,设计了整体的方案。 2.对涡街流场的稳定性进行理论推导,详细分析了涡街发生体的重要参数——撕特劳哈尔数S的作用。 3.为了改进传统涡街发生体在低雷诺数下的性能不佳的缺点,笔者设计了一种新型涡街发生体。并根据流体力学的基本定律,从理论上分析证明了它的优点。 4.采用GAMBIT前处理软件建立涡街流场模型,利用FLUENT软件对涡街流场进行数值仿真,比较了几种不同发生体产生的涡街流场,验证了理论分析的结论。 5.风速计壳体、信号处理电路的设计与制作。 6.进行试验,测试超声波涡街风速计的性能并获得相关参数。

关键词：涡街发生体超声波风速 FLUENT

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一种新型涡街发生体的设计与数值仿真

传感器与微系统 2008年第2期27卷 101-102,105页

作者：朱徐立林辉厦门大学机电系福建厦门361005

涡街发生体是涡街流量计的关键部件之一,其流体力学外形决定了涡街流量计的量程、精度。设计了一种新型的涡街发生体,并通过CFD软件FLUENT对新型涡街发生体和目前常用的涡街发生体进行数值仿真、理论分析和比较。结果表明:在实际应用中... 详细信息

涡街发生体是涡街流量计的关键部件之一,其流体力学外形决定了涡街流量计的量程、精度。设计了一种新型的涡街发生体,并通过CFD软件FLUENT对新型涡街发生体和目前常用的涡街发生体进行数值仿真、理论分析和比较。结果表明:在实际应用中,新型涡街发生体的流体力学性能优于其他涡街发生体,适合高、低流速下产生强度大且稳定的涡街。

关键词：涡街流量仿真

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多晶硅定向凝固过程中热应力的建模研究

厦门城市职业学院学报 2019年第1期21卷 75-81,88页

作者：朱徐立厦门城市职业学院福建厦门361008

在硅熔体经过定向凝固转变为固态的过程中,体积增大、密度减小,硅铸锭温度分布不均,容易造成热涨热缩,同时坩埚的约束使热应力进一步增大与复杂化。利用传热学和弹性力学原理来建立数学模型,通过网格化计算域,可以用数值方法求解硅铸锭... 详细信息

在硅熔体经过定向凝固转变为固态的过程中,体积增大、密度减小,硅铸锭温度分布不均,容易造成热涨热缩,同时坩埚的约束使热应力进一步增大与复杂化。利用传热学和弹性力学原理来建立数学模型,通过网格化计算域,可以用数值方法求解硅铸锭中热应力的分布情况,并获得定向凝固速率最高限值的变化曲线。数学模型表明,由于硅铸锭的形变和坩埚的约束作用,最大应力值出现在硅铸锭上部边角区域,最大剪切应力则出现在靠近中心区域,这可以为实验与生产实践提供理论依据。

关键词：多晶硅定向凝固热应力建模

定向凝固进程与相变界面预测模型的解析研究与实验——以太阳能级多晶硅为例

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可再生能源 2024年第10期42卷 1313-1324页

作者：朱徐立谢连发黄丹辉陈民恺厦门城市职业学院交通工程学院福建厦门361008 福建省永春双恒铝材有限公司福建泉州362619

在封闭的定向凝固过程中,监控和预测凝固进程和相变界面形态是业内的难点。文章采用解析法对太阳能级多晶硅定向凝固过程进行求解,获得一种高精度凝固进程数学模型,由易于测得的散热温度和凝固时间推算凝固高度、瞬时凝固速率和熔体温... 详细信息

在封闭的定向凝固过程中,监控和预测凝固进程和相变界面形态是业内的难点。文章采用解析法对太阳能级多晶硅定向凝固过程进行求解,获得一种高精度凝固进程数学模型,由易于测得的散热温度和凝固时间推算凝固高度、瞬时凝固速率和熔体温度分布;通过求解Poisson(泊松)方程,建立三维的相变界面模型,揭示了熔体侧壁热流密度q值是影响界面形态的关键因素,为凝固工艺过程控制提供定量分析依据。以Si3303工业硅为原料,采用YITIPV型真空铸锭炉进行大尺寸(0.90 m×0.90 m×0.35 m)铸锭实验。对于几何对称的相变界面,凝固进程数学模型与实验曲线的最大偏差为4.43%;而对于不规则的相变界面,最大偏差为8.68%,根据实验结果修正了凝固进程模型。通过检测杂质含量、电阻率和少数载流子寿命等参数,并比较4种铸锭的典型相变界面形态,验证了三维相变界面模型的预测准确性和可靠性。该模型可以为多晶硅提纯、其他金属、非金属的精密铸造和晶体生长工艺控制提供参考。

关键词：多晶硅定向凝固数学模型解析解相变界面

光伏多晶硅定向凝固不平衡散热的数值研究与实验

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宇航材料工艺 2024年第4期54卷 30-36页

作者：朱徐立谢连发黄丹辉陈民恺厦门城市职业学院交通工程学院厦门361008 福建省永春双恒铝材有限公司泉州362619

定向凝固是物理法提纯光伏多晶硅的重要工艺方法。为改进传统定向凝固一维散热产生较大热应力和应变的缺点,提出一种新型不平衡散热结构和工艺方案,利用特定热阻设计和散热通道来降低热应力和应变。采用ProCAST软件对一维散热与不平衡... 详细信息

定向凝固是物理法提纯光伏多晶硅的重要工艺方法。为改进传统定向凝固一维散热产生较大热应力和应变的缺点,提出一种新型不平衡散热结构和工艺方案,利用特定热阻设计和散热通道来降低热应力和应变。采用ProCAST软件对一维散热与不平衡散热进行三维数值建模,通过对比表明,不平衡散热方案较一维散热,热应力平均降幅可达52.56%,平均凝固速率增长20.67%,凝固时间减少17.10%,并且能在非一维温度场中保持相变界面的稳定。采用YITIPV型真空铸锭炉和3303工业硅原料,进行大尺寸铸锭(1 m×1 m×0.3 m)对照实验。实验证明,不平衡散热方案可以提高凝固速率和成品质量,制备的硅锭顶部更平整,实际总凝固时间减少15.75%,提纯单位重量硅的能耗降低17.86%,铸锭裂纹更少,有效体积更大。样片分析还表明,硅片平均电阻率提高7.86%,B、P、Al三种元素的杂质含量分别降低了28.6%、15.2%和83.3%。实验不但证实了不平衡散热结构和工艺的有效性,也验证了数值模型的适配性。该新型结构和工艺提高了铸锭质量和生产效率,降低了裂锭风险和成本,具备推广应用价值。

关键词：多晶硅定向凝固不平衡散热热应力数值建模

用于含杂质气流测量的重锤式涡街发生体振动数学建模与理论分析

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化学工程与装备 2022年第2期 7-9页

作者：朱徐立厦门城市职业学院交通工程学院

开发一种重锤式涡街发生体，用于检测含杂质颗粒的高湿度废气排放的流量仪表中，利用涡流扰动重锤，进而引发共振，着重解决该使用环境下，涡街发生体容易附着污垢的缺点。通过数学建模进行分析和辅助设计，理论分析表明：该发生体可在... 详细信息

开发一种重锤式涡街发生体，用于检测含杂质颗粒的高湿度废气排放的流量仪表中，利用涡流扰动重锤，进而引发共振，着重解决该使用环境下，涡街发生体容易附着污垢的缺点。通过数学建模进行分析和辅助设计，理论分析表明：该发生体可在传感器量程范围内产生平均振幅超过0.55 mm的共振，满足流量检测需求。

关键词：涡街发生体杂质流量共振建模

冶金法提纯多晶硅退火工艺优化的数学模型分析与试验验证

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宇航材料工艺 2019年第4期49卷 23-27页

作者：朱徐立徐隆苏骑吴虹琼厦门城市职业学院机械与自动化工程系厦门361000 美甘齐动(厦门)物料输送工程股份有限公司厦门361000 厦门理工学院软件工程学院厦门361000

冶金法制备多晶硅过程中,通过对不同退火温控方案进行数学建模,探求优化的退火理论温度控制函数与曲线。数学模型表明,对硅铸锭直接进行保温,依靠自然热平衡退火,会使内部应力大于产生位错的临界应力;采用加热元件对硅铸锭适当加热保温... 详细信息

冶金法制备多晶硅过程中,通过对不同退火温控方案进行数学建模,探求优化的退火理论温度控制函数与曲线。数学模型表明,对硅铸锭直接进行保温,依靠自然热平衡退火,会使内部应力大于产生位错的临界应力;采用加热元件对硅铸锭适当加热保温可减缓降温速率。通过比较,选择较低的退火温度1 236℃和较短的退火时间8.52 ks作为试验退火温控方案。试验验证表明,该退火方案得到的多晶硅铸锭目视裂纹较少,少数载流子寿命与电阻率具有明显优势。

关键词：多晶硅冶金法退火建模试验

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你存在我的镜头里

中国少年儿童 2018年第12期 38-41页

作者：朱徐立

永不满足的好奇心赵峰是一个出生于马来西亚，成长在新加坡的华裔摄影师，凭肖像摄影作品《艾未未》获得第56届荷赛奖肖像类单幅作品二等奖。

关键词：镜头摄影作品马来西亚好奇心摄影师新加坡肖像