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cz法晶体生长中的流动与传热

北京科技大学学报 1993年第4期15卷 358-363页

作者：何评俞昌铭北京科技大学热能系

本文针对cz法晶体生长特点,通过数值模拟的方法,对cz法生长砷化镓单晶时从引晶、放肩、等径至收尾这一完整工艺过程中晶体的温度场、熔体的温度场和速度场进行了计算,从中分析籽晶和坩埚的转向、转速等因素对流动和传热的影响,并与实际... 详细信息

本文针对cz法晶体生长特点,通过数值模拟的方法,对cz法生长砷化镓单晶时从引晶、放肩、等径至收尾这一完整工艺过程中晶体的温度场、熔体的温度场和速度场进行了计算,从中分析籽晶和坩埚的转向、转速等因素对流动和传热的影响,并与实际的砷化镓单晶生长过程进行比较,从比较结果看,二者基本吻合。

关键词：晶体生长数值模拟传热 cz法

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cz法生长参数对TeO_2晶体质量的影响

人工晶体学报 2003年第2期32卷 165-169页

作者：陶绍军桑文斌钱永彪闵嘉华方雅珂上海大学材料学院上海201800

本文主要讨论cz法生长TeO2 晶体中温度梯度、拉速、转速等工艺参数对晶体质量的影响 ,分析了晶体开裂、包裹物等宏观缺陷以及位错等微观缺陷的形成机理。从晶体形态、包裹体和位错密度变化等方面探讨了晶体生长参数与晶体缺陷之间的内... 详细信息

本文主要讨论cz法生长TeO2 晶体中温度梯度、拉速、转速等工艺参数对晶体质量的影响 ,分析了晶体开裂、包裹物等宏观缺陷以及位错等微观缺陷的形成机理。从晶体形态、包裹体和位错密度变化等方面探讨了晶体生长参数与晶体缺陷之间的内在关系。

关键词： cz法生长参数 TeO2晶体质量温度梯度拉速转速

cz法硅单晶生长电阻网络建模及MPC仿真分析

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西安理工大学学报 2016年第2期32卷 142-148,206页

作者：弋英民张潼西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048

cz法硅单晶生长系统具有强非线性及大滞后的特点。本文就该系统建立了传热传质的低阶模型,计算了该模型在初始条件下的稳态解,并进行线性化处理及分析,根据系统的可控性及稳定性确定控制策略,并设计控制器。结果表明:在低阶模型中,采用G... 详细信息

cz法硅单晶生长系统具有强非线性及大滞后的特点。本文就该系统建立了传热传质的低阶模型,计算了该模型在初始条件下的稳态解,并进行线性化处理及分析,根据系统的可控性及稳定性确定控制策略,并设计控制器。结果表明:在低阶模型中,采用Gevelber提出的简化辐射角系数能较好的反映工业中晶体生长过程特性;系统线性化后的性能分析表明,仅将加热器功率作为输入时,系统是不可控不稳定的,故采用模型预测控制算法作为控制策略,设计了无干扰无延迟的无约束模型预测控制器和无干扰有延迟的无约束模型预测控制器,仿真结果验证了所设计的方法的有效性。

关键词：单晶硅 cz法电阻网络类比低阶模型模型预测控制

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cz法晶体生长中温度场分布的有限元分析

Cz法晶体生长中温度场分布的有限元分析

作者：石侃长春理工大学

学位级别：硕士

掺钕钆镓石榴石(Nd:GGG)晶体无论从激光性能(激光阈值,效率)还是物理性能(导热性等)方面均优于掺钕玻璃,Nd:GGG与现在工业上大量使用的Nd:GGG激光晶体性能相近,Nd:GGG的热容量高,有较高的热稳定性,可以利用材料的热容量非常迅速的猝发... 详细信息

掺钕钆镓石榴石(Nd:GGG)晶体无论从激光性能(激光阈值,效率)还是物理性能(导热性等)方面均优于掺钕玻璃,Nd:GGG与现在工业上大量使用的Nd:GGG激光晶体性能相近,Nd:GGG的热容量高,有较高的热稳定性,可以利用材料的热容量非常迅速的猝发高能激光。本文以Nd:GGG晶体的基本性能、晶体生长方法、光学性能影响等方面为出发点,实现了Nd:GGG晶体生长工艺的数值模拟。论文主要内容包括:从实际Nd:GGG晶体生长实验过程出发,采用有限元法,在有限元分析软件ANSYS平台上,对cz法的温场、流场进行描述,并对进一步改善晶体生长方法进行探讨。

关键词：掺钕钆镓石榴石(Nd:GGG)晶体 cz法温场有限元

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cz法晶体生长运动控制系统的研究

CZ法晶体生长运动控制系统的研究

作者：耿祥晨西安理工大学

学位级别：硕士

蓝宝石晶体作为常用的晶体材料,其具有优秀的物理和化学特性,因此被广泛应用于光学、工程、军事、医疗等领域。随着工业技术和科技的发展,对于蓝宝石晶体的质量、性能要求越来越高,进而就需要更加优良的晶体生长设备和更加稳定精确的晶... 详细信息

蓝宝石晶体作为常用的晶体材料,其具有优秀的物理和化学特性,因此被广泛应用于光学、工程、军事、医疗等领域。随着工业技术和科技的发展,对于蓝宝石晶体的质量、性能要求越来越高,进而就需要更加优良的晶体生长设备和更加稳定精确的晶体生长控制系统。本文详细分析目前国内外常见的蓝宝石晶体制备工艺及各自特点,采用cz法制备蓝宝石晶体作为研究对象,根据晶体生长的工艺特点和要求,首先对机械部分进行详细设计,将机械的运动系统在保持原有上传动(籽晶提升和旋转)的基础上,增加了下传动部分(坩埚上升和旋转);设计了坩埚相对于籽晶杆的跟随运动,通过计算埚跟比确定了晶升和埚升间速度的比例关系,有效解决晶体生长过程中因坩埚内固液界面下降带来的温场变化,从而降低了晶体生长过程中产生的缺陷问题;设计采用高精度的传动设备,保证超低速下晶体生长也能处于稳定的运转状态,无爬行、抖动等现象。在实现机械系统的构建后进而设计控制系统,控制系统采用位置和速度反馈的半闭环控制,以PLC为控制核心,构建“人机监控系统—PLC—伺服驱动器”的控制系统,实现了 cz法生长晶体的四轴运动控制;本文采用PLC大范围且精确的脉冲输出控制,实现了晶升和埚升运动中低速与高速运动之间的切换;对控制系统进行软件编译,使用高速脉冲输出实现运动控制系统快速精确的控制。设计可实现人机交互的监控系统,通过建立的通讯连接,实现数据的实时传输和控制。设计采用现场和远程两种监控模式,人机交互触摸屏实时监控现场晶体生长情况,通过PC端的组态王建立Modbus通讯实现远程监测和部分控制。基于LJ-J50型晶体炉框架搭建实验平台,对运动控制系统各部分验证后进行实验。观察人机交互触摸屏中的各项运行结果,将数据导出到PC端作进一步数据分析和处理,通过实际运行值和理论值的对比,证明本文所设计和搭建的cz法晶体生长运动控制系统精度高、稳定性好,满足实际生产中对四轴运动控制的要求。

关键词：蓝宝石晶体 cz法四轴运动控制监控系统