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轴向磁场对多晶硅定向凝固过程中热流场的影响
  • ISSN号:1001-3814
  • 期刊名称:热加工工艺
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:TG244[金属学及工艺—铸造]
  • 作者机构:[1]南昌大学机电工程学院,江西南昌330031, [2]新余学院新能源科学与工程学院,江西新余338004, [3]江西省高等学校硅材料重点实验室,江西新余338004
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51164033);江西省自然科学基金项目(20132BAB206021);江西省高等学校科技落地计划项目(KJLD12050);江西省教育厅科学技术研究项目(12747,11739.12748):江西省科技支撑计划项目(20123BBE50116)
  • 相关项目:多场耦合下冶金法制备的多晶硅定向生长研究
作者: 罗玉峰|
中文摘要:

采用Comsol4.3a软件建立了轴向磁场作用下多晶硅定向凝固的二维轴对称模型,通过有限元方法将硅熔体中的电磁场、温度场和流速场进行了耦合数值计算。结果表明:当磁场线圈中心面位于熔体中心面下方60mm处时.其磁场线高密度集中在熔体中心面下方强浮力对流区域,且均匀分布。此时硅熔体的最大流速为41μm/s,相比磁场线圈位于熔体中心面上方60mm处的流速场减小了41.43%。随着磁场强度的增加,硅熔体中等温线越来越稀疏。与未施加磁场相比,轴向温度梯度减小了15K/cm,硅熔体中的晶体生长速率增加。硅熔体温度梯度与晶体生长速率之比GL/V2值变小会使得其结晶前沿界面产生组分过冷,导致细晶的生成,这方面有待于进一步的研究。

英文摘要:

A two dimensional axisymmetric model of polysilieon during directional solidification under the axial magnetic field was established by Comsol 4.3a software. The electromagnetic field, temperature field and flow velocity field in silicon melt were coupled and numerically calculated by using finite element method. The results show that when the center plane of magnetic field coil is located in the center of melt surface below 60mm, magnetic field lines high-density are concentrated in strong buoyancy convection zone below the melt center plane, and distribution is uniform. The maximum velocity of the silicon melt is 41μm/s in this position. It is reduced by 41.43% compared with the velocity field of the field coil of 60mm above the melt central plane. With the increase of magnetic field intensity, the isotherm line in the silicon melt becomes sparser and sparser. The axia!temperature gradient is reduced by 15 K/cm and the crystal growth rate increases compared with no applied magnetic field. The value of GL/Vs changing smaller can make crystalline front interface produce constituent supercooling resulting in the fine-grain generation. This aspects need to be further studied.

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期刊信息
  • 《热加工工艺》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国船舶重工集团公司
  • 主办单位:中国船舶重工集团公司热加工工艺研究所中国造船工程学会船舶材料学术委员会
  • 主编:李斌
  • 地址:陕西省兴平市44信箱
  • 邮编:713102
  • 邮箱:rjggy@163.com
  • 电话:029-38316271 38316273
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-3814
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1133/TG
  • 邮发代号:52-94
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵双百期刊,全国优秀科技期刊,全国优秀国防科技期刊,中国船舶工业总公司优秀科技期刊,陕西省优秀科技期刊,全国中文核心期刊,中国科技核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27308