Распределение температуры в расплаве

Распределение температуры в расплаве и растущем кристалле имеет очень большое значение. Наиболее благоприятные условия для роста совершенного чистого монокристалла создаются тогда, когда температурный градиент вдоль оси слитка сравнительно высокий, а радиальные градиенты как в расплаве, так и в растущем монокристалле сведены к минимуму. Радиальные температурные градиенты существенно влияют на форму фронта кристаллизации, т. е. поверхности раздела кристалл— расплав. Отвод тепла от жидкого столбика, тянущегося за кристаллом, осуществляется через наружные слои. В этом случае фронт кристаллизации имеет выпуклую форму. Вогнутая поверхность образуется в конце процесса выращивания, когда расплава в тигле остается мало и растущая часть слитка оказывается в области высоких температур. [c.58]

Рис. 7.10. Распределение температуры в расплаве при выходе из отверстия фильеры большого диаметра (а) и малого диаметра с нагревом расплава на последнем участке канала (б). Пунктирная линия — профиль температуры.

Рис. 13.8. Рассчитанное распределение температуры в расплаве ПВХ

Экспериментальное исследование данного метода с помощью вольфрам-молибденовой термопары было осуществлено по схеме рис. 72. Коаксиальная термопара перемещалась в вертикальном направлении. Фронт кристаллизации и уровень расплава определялись по изменению амплитуды колебаний термопары, согласно методике [103]. Эти измерения показали, что по мере перемещения вещества в нагревателе все температурные характеристики претерпевают существенные изменения (рис. 73). В том случае, когда фронт кристаллизации находится в зоне нагревателя с равномерным распределением температуры, в расплаве возникают значительные температурные градиенты (до 10 град мм ), которые создаются тепловыми потоками вдоль оси нагревателя. Более того, в расплаве существуют две зоны с противоположным направлением градиента температуры. [c.108]

СКИХ деформаций сдвига. Это вызовет при охлаждении кристал- лов образование структурных дефектов — дислокаций, плотность которых только по этой причине может достигнуть весьма больших значений (до 10 м" ). Структурные дефекты, как известно, ухудшают свойства кристаллов, поэтому при выращивании монокристаллов предпринимают различные меры, чтобы поверхность раздела кристалл — расплав имела плоскую форму. Сохранение плоского фронта кристаллизации важно также для равномерного распределения примесей в поперечном сечении монокристалла. Чтобы избежать этих недостатков и создать достаточно однородное распределение температуры в расплаве и кристалле, последний в процессе роста вращают со скоростью до 50 об/мин, а тигель вращают в обратном направлении со скоростью до 30 об/мип. [c.59]

Строго говоря, в основе качественной информации о распределении температур в расплаве стекла лежат результаты измерений на действующих системах. Отметим, что измерения проводятся в ограниченном числе точек бассейна печи и не охватывает всего объема бассейна. Примеры таких измерений показаны на рис. 3.3. [c.142]

Для определения температуры расплава используем решение уравнения теплопроводности через плоскую неограниченную пластину (см. раздел IV. 5). Ввиду малой теплопроводности расплавов обычно принимают, что температура на границе равна температуре стенки, что соответствует условию критерий В1- оо. В этом случае распределение температур в расплаве описывается уравнением (IV. 58). Для выполнения прикидочных расчетов можно рекомендовать метод номограмм. В частности, на рис. IV. 8 и IV. 9 приведены номограммы, позволяющие определить безразмерную температуру поверхности и середины потока в зависимости от критерия Фурье. Поскольку при увеличении производительности пластикатора время пребывания материала в цилиндре уменьщается соответственно уменьшается и КПД нагревателя. [c.429]

Пока еще трудно предугадать, получат ли развитие в ближайшее время методы выращивания кристаллов, чтобы можно было разрешить такие задачи, как получение кристаллизации слюды или длинных асбестовых волокон из гомогенных расплавов. Сравнительно медленное развитие этих методов, от первых опытов Таммана, Чохральского, Киропулоса и Стокбаргера до настоящего времени, свидетельствует о возрастающих затруднениях, которые встают на пути применения экспоненциального закона, и возникающих вследствие совершенно необходимых требований, предъявляемых к предельной чистоте расплава, к постоянству распределения температуры в расплаве и к постоянству необходимых температурных градиентов. Нельзя поддаваться пессимизму от сознания того, что на пути к достижению этих усовершенствований встретится много препятствий [c.383]

Таким образом, распределение температуры в расплаве выражается следующей формулой [c.28]

Рис. V1U. 18. Теоретическое распределение температур в расплаве и пробке

Для расчета толщины пленки продифференцируем уравнение, описывающее распределение температуры в расплаве [7]. Приравняв его правую часть к тепловому потоку, проходящему через поверхность цилиндра при условии у = 6, а также с учетом потерь тепла на нагрев расплава, получаем [c.102]

Температура выходящего из форсунки расплава Т , строго говоря, не остается все время постоянной, а- меняется от минимальной температуры Т до температуры стенки Т,. Как уже отмечалось выше, Тд—это средняя температура расплава, а Т.—Т — величина возможной неоднородности распределения температур в расплаве. [c.363]

Отсюда следует, что чем меньше неоднородность распределения температур в расплаве, тем выше значение термического к. п. д. (величина Е на рис. 5,10). Поэтому Е—это не только мера средней [c.363]

Подставив значение В2 в выражение (111,15), получим уравнение кривой распределения температуры в расплаве [c.85]

Коэффициент нагревания не только характеризует среднюю температуру расплава, выходящего из сопла, но и указывает на температурную неоднородность расплава. Температура Гг расплава, выходящего из сопла, не является постоянной, а изменяется от минимальной температуры Гм до максимальной, равной температуре стенки Гь Поэтому разность Г] — Гм соответствует величине неоднородности распределения температур в расплаве. Чем меньше колебания температуры в расплаве, тем выше должно быть значение коэффициента нагревания. А это соответствует большему времени пребывания полимера в цилиндре, т. е. меньшей пластикационной производительности. Действительно, с увеличением производительности литьевой машины коэффициент нагревания полимера уменьшается (рис. П. 3). [c.75]

Рассмотрим теперь влияние распределения температур в расплаве на возникновение неоднородностей в растущем кристалле. При кристаллизации (по методу Чохральского) расплава, содержащего примесь, которая понижает его точку плавления (/С<1), возле фронта кристаллизации происходит накопление примесей и создается диффузионный слой. Толщина обогащенного примесью слоя составляет —10 см в зависимости от условий перемещивания расплава. В стационарных условиях каждой точке диффузионного слоя соответствует определенная концентрация примеси, а следовательно, и определенная равновесная температура кристаллизации (рис. 6.22, а). [c.324]

Практически распределение температуры в расплаве, определяемое термическими характеристиками системы, имеет вид, изображенный на кривой рис. 6.22, б. [c.324]

Описанная система комбинированного нагрева позволяет устойчиво оплавлять по всей площади торец пьедестала диаметром более 100 мм и обеспечивает воспроизводимость температурных условий при откло-нениях формы пьедестала от цилин-дрической. Необходимое для выра- щивания профилированных кристаллов тонкое управление распределением температуры в расплаве и кристалле вблизи границы раздела фаз обеспечивается формой концентратора и системой прорезей в нем. [c.115]

На рис. 9.4 показано распределение температуры в твердой фазе как функция координаты Xs (начало координат неподвижно) и распределение температуры в расплаве как функция коордннаты л (начало координат совпадает с существующей внешней поверхностью расплава и, следовательно, медленно движется, если Ф р ). [c.263]

Рассмотренные задачи позволяют получать количественную оценку распределения температур в расплаве стекла бассейна стекловаренной печи в статическом режиме. При этом использованы результаты экспериментальных измерений на действуюш ем производстве. Такие измерения не дaюt необходимой оперативности при решении задачи управления технологическим агрегатом. Оперативный контроль теплового режима стекловаренной печи отсуш ествляют с помош ью термоэлектрических преобразователей, измеряющих температуру в газовом пространстве и стекломассе. Поэтому может потребоваться решение следующей задачи. [c.150]

Это указывает на тепловую конвекцию в верхней зоне расплава на начальном и средних этапах кристаллизации. Для конечного этапа кристаллизации характерно монотонное распределение температуры в расплаве с осевым градиентом, направленным вверх. Так как по мере кристаллизации фронт роста перемещается внутрь нагревателя (из-за усиления теплопотока), то положение фронта и величина смещения определяются от нижней кромки нагревателя. На заключительной стадии кристаллизации скорость роста превышает скорость опускания контейнера с веществом. [c.108]

Кристаллизация параболоида вращения из переохлажденного расплава. В исследовании, ставшем классическим, Папапетру [75] предположил, что вершина дендрита имеет форму параболоида вращения. Иванцов [61, 63] первым решил уравнение диффузии с граничными условиями на движущейся параболоидальной поверхности. Как он показал, если поверхность дендрита изотермична и его вершина перемещается вперед с постоянной скоростью, то форма параболоида вращения удовлетворяет дифференциальному уравнению и граничным условиям задачи. Наряду с этим Иванцов рассчитал еще и распределение температуры в расплаве. [c.394]

Метод Иванцова, подробно рассмотренный Хорвеем и Каном [73], состоит в том, чтобы найти решение нелинейного дифференциального уравнения сохранения теплоты или вещества на движущейся границе [см. уравнение (9.4)], удовлетворяющее также уравнению диффузии (9.1) и граничным условиям (9.3), (9.6) и (9.7). Обще решение уравнения (9.4) содержит пять произвольных постоянных и одну произвольную функцию, которые определяются из граничных условий, из уравнения (9.1) и из соотношений, связывающих постоянные. Для дендрита, растущего в направлении оси г, распределение температур в расплаве выражается формулой [c.394]

Наиболее полно экспериментально изучены тепловые условия при вытягивании из расплава Ge и Si. В [8—15] осевое распределение температур в расплаве и кристалле измерялось с помощью одной термопары, спай которой, размещенный в кварцевом капилляре, врастал в кристалл, выращиваемый без вращения. Усовершенствование методики эксперимента заключалось в том, что несколько термопар вращивались в кристалл, вытягиваемый с вращением. В работах [16,17] была предложена методика оценки радиальных температурных перепадов и соответственно — радиальных температурных градиентов во вращающихся кристаллах кремния. На примере Si было показано [18—20], что изменение таких технологических параметров, как скорость кристаллизации, скорость вращения затравки и тигля, уровень расплава в процессе выращивания по Чохральскому, могут оказывать значительное влияние на величины осевых и радиальных температурных градиентов в системе расплав — столбик — кристалл. Влияние скорости выращивания (в интервале 0,5—3,5 мм мин) и скорости вращения затравки (в интервале [c.81]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология