การไล่ระดับอุณหภูมิในสนามความร้อนคืออะไร?

สนามความร้อนการเติบโตของผลึกเดี่ยวคือการกระจายเชิงพื้นที่ของอุณหภูมิภายในเตาอุณหภูมิสูงในระหว่างกระบวนการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยว ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพ อัตราการเติบโต และอัตราการก่อตัวของผลึกของผลึกเดี่ยว สนามความร้อนสามารถแบ่งออกเป็นประเภทสถานะคงตัวและประเภทชั่วคราว สนามความร้อนในสภาวะคงตัวคือสภาพแวดล้อมทางความร้อนที่มีการกระจายอุณหภูมิค่อนข้างมาก ในขณะที่สนามความร้อนชั่วคราวจะแสดงอุณหภูมิเตาเผาที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา

ในระหว่างการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยว การเปลี่ยนเฟส (เฟสของเหลวเป็นเฟสของแข็ง) จะเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยปล่อยความร้อนแฝงของการแข็งตัวออกมา ในเวลาเดียวกัน เมื่อคริสตัลถูกดึงออกนานขึ้นเรื่อยๆ พื้นผิวที่หลอมละลายจะลดลงอย่างต่อเนื่อง และการนำความร้อน การแผ่รังสี และเงื่อนไขอื่นๆ ก็เปลี่ยนแปลงไป ดังนั้นสนามความร้อนจึงเป็นตัวแปร ซึ่งเรียกว่าสนามความร้อนแบบไดนามิก

---

อินเทอร์เฟซของแข็ง-ของเหลว

ในช่วงเวลาหนึ่ง ทุกจุดในเตาหลอมจะมีอุณหภูมิเฉพาะเจาะจง หากเราเชื่อมต่อทุกจุดในสนามอุณหภูมิด้วยอุณหภูมิเดียวกัน ก็จะได้พื้นผิวเชิงพื้นที่ บนพื้นผิวอวกาศนี้ อุณหภูมิจะเท่ากันทุกที่ ซึ่งเราเรียกว่าพื้นผิวอุณหภูมิคงที่ ในบรรดากลุ่มพื้นผิวไอโซเทอร์มอลในเตาผลึกเดี่ยว มีพื้นผิวไอโซเทอร์มอลพิเศษมากที่ทำหน้าที่เป็นขอบเขตระหว่างเฟสของแข็งและเฟสของเหลว ดังนั้นจึงเป็นที่รู้จักในชื่อส่วนต่อประสานระหว่างของแข็งและของเหลว คริสตัลเติบโตจากส่วนต่อประสานระหว่างของแข็งและของเหลว

---

การไล่ระดับอุณหภูมิ

การไล่ระดับอุณหภูมิหมายถึงอัตราการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจากอุณหภูมิของจุด A ในสนามความร้อนไปจนถึงอุณหภูมิของจุด B ที่อยู่ติดกันรอบๆ จุดนั้น กล่าวคือ อัตราการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิต่อหน่วยระยะทาง

ในระหว่างการเจริญเติบโตของซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ มีสองรูปแบบ (ของแข็งและละลาย) ในสนามความร้อน ดังนั้นการไล่ระดับอุณหภูมิจึงมีสองประเภท:

1. การไล่ระดับอุณหภูมิตามยาวและการไล่ระดับอุณหภูมิในแนวรัศมีในคริสตัล

2. การไล่ระดับอุณหภูมิตามยาวและการไล่ระดับอุณหภูมิในแนวรัศมีในการหลอมละลาย

นี่เป็นการกระจายอุณหภูมิที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงสองแบบ แต่การไล่ระดับอุณหภูมิที่ส่วนต่อประสานระหว่างของแข็งและของเหลวมีผลกระทบมากที่สุดต่อสถานะการตกผลึก การไล่ระดับอุณหภูมิในแนวรัศมีของคริสตัลถูกกำหนดโดยการนำความร้อนตามยาวและตามขวางของคริสตัล การแผ่รังสีที่พื้นผิว และตำแหน่งของผลึกในสนามความร้อน โดยทั่วไป อุณหภูมิจะสูงขึ้นที่ตรงกลางและต่ำกว่าที่ขอบคริสตัล การไล่ระดับอุณหภูมิในแนวรัศมีของการหลอมนั้นถูกกำหนดโดยเครื่องทำความร้อนรอบๆ ถ้วยใส่ตัวอย่างเป็นหลัก ดังนั้นอุณหภูมิจึงต่ำลงที่ศูนย์กลางและสูงขึ้นใกล้กับถ้วยใส่ตัวอย่าง และการไล่ระดับของอุณหภูมิในแนวรัศมีจะเป็นค่าบวกเสมอ

---

ข้อกำหนดสำหรับการกระจายอุณหภูมิสนามความร้อนที่เหมาะสม

1. การไล่ระดับอุณหภูมิตามยาวในคริสตัลควรมีขนาดใหญ่เพียงพอแต่ไม่มากเกินไป เพื่อให้แน่ใจว่าคริสตัลมีความสามารถในการกระจายความร้อนเพียงพอในระหว่างการเจริญเติบโตเพื่อขจัดความร้อนแฝงของการตกผลึก

2. การไล่ระดับอุณหภูมิตามยาวในการหลอมควรมีขนาดค่อนข้างใหญ่เพื่อป้องกันการก่อตัวของนิวเคลียสของผลึกใหม่ในการหลอม อย่างไรก็ตาม การไล่ระดับสีที่มีขนาดใหญ่เกินไปมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการเคลื่อนตัวและส่งผลให้เกิดการแตกหักของคริสตัล

3. การไล่ระดับอุณหภูมิตามยาวที่ส่วนต่อประสานการตกผลึกควรมีขนาดใหญ่อย่างเหมาะสมเพื่อสร้างระดับความเย็นยิ่งยวดที่จำเป็น ซึ่งให้แรงผลักดันที่เพียงพอสำหรับการเติบโตของผลึกเดี่ยว ไม่ควรใหญ่เกินไป มิฉะนั้นจะเกิดข้อบกพร่องทางโครงสร้าง ในขณะเดียวกัน การไล่ระดับอุณหภูมิในแนวรัศมีควรมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อทำให้ส่วนต่อประสานการตกผลึกมีแนวโน้มที่จะแบน

การกำหนดค่าและการเลือกส่วนประกอบของระบบสนามความร้อนจะกำหนดความแปรผันของการไล่ระดับอุณหภูมิภายในเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูงเป็นส่วนใหญ่ Semicorex จำหน่ายสินค้าคุณภาพสูงเครื่องทำความร้อนคอมโพสิต C/C, ท่อนำคอมโพสิต C/C, ถ้วยใส่ตัวอย่างคอมโพสิต C/Cทรายกระบอกฉนวนกันความร้อนคอมโพสิต C/Cให้กับลูกค้าคนสำคัญของเรา โดยช่วยสร้างระบบสนามความร้อนผลึกเดี่ยวที่มีประสิทธิภาพดีและทำงานได้อย่างเสถียร เพื่อให้บรรลุคุณภาพการเติบโตของคริสตัลและประสิทธิภาพการผลิตที่เหมาะสมที่สุด