勾形磁场对分离结晶法生长CdZnTe晶体过程中液层热毛细-浮力对流的影响

借助数值模拟手段研究了常重力条件下分离结晶法生长CdZnTe晶体过程中液层热毛细-浮力对流,探讨了不同勾形磁场强度和狭缝宽度对流动的影响.计算选取液层的高径比A为1,狭缝宽度S分别为0.05、0.075以及0.1,磁场Hartmann数分别为45、90及135.结果表明:勾形磁场能够对液层内热毛细-浮力对流起到抑制的作用,且随着磁场强度的增加,流动失稳的临界Marangoni数增大;随着狭缝宽度S的增大,液层内部流动减弱.     

轴向磁场作用下Czochralski浅液池内热对流特性研究

为了有效抑制熔体热对流并提高晶体的生长质量,采用三维数值模拟方法研究了轴向磁场对双向温差作用下Czochralski浅液池内Marangoni-热毛细对流的影响.在一个给定的底部热流密度条件下,探讨了轴向磁场对稳态流动和非稳态流动的影响,确定了不同磁场强度下流动由三维稳态流动向三维非稳态流动转变的临界Macri.结果表明:随着磁场强度的增大,临界Macri不断增大.轴向磁场对液池内稳态和非稳态Marangoni-热毛细对流均具有较好的抑制效果.对于稳态流动,磁场的引入会使自由表面温度波动幅值受到削弱,波数减少;对于非稳态流动,监测点P处的温度振荡随着磁场强度的增加不断逐渐减弱直至消失,流动由三维非稳态过渡为三维稳态,相应地,温度波动结构也会发生转变.     

不同磁场对大直径单晶硅生长中的动量与热量输运影响的数值分析

本文采用紊流模型对大直径单晶硅在垂直磁场及勾形磁场作用时熔体内动量及热量输运作了数值模拟.采用有限体积法离散控制方程,采用SIMPLE((Semi-implicit Method for Pressure Linked Equations)算法耦合压力和速度场.对无磁场、垂直磁场及勾形磁场作用下熔体内的传输特性进行了比较.数值计算结果表明,垂直磁场对动量及热量的分布具有双重效应.垂直磁场强度过大,不利于晶体生长.随着勾形磁场强度的增加,熔体内子午面上的流动减弱,并且紊流强度也相应降低.     

大尺寸单晶炉勾形磁场的优化设计

本文在分析cusp磁场抑制对流原理的基础上,采用有限元法对大尺寸单晶炉cusp磁场进行了建模.利用模型分析了磁场结构尺寸对磁场强度的影响,优化了磁场结构;分析了线圈规格对磁场功率的影响,优化了磁场功率;并通过实验验证了建模方法的有效性.实验结果表明:该模拟方法可用于大尺寸单晶炉cusp磁场的实际设计.     

勾形磁场下提拉法生产单晶硅的数值模拟

本文给出了提拉单晶硅时,勾形磁场强度的计算公式,并对单晶硅在有无勾形磁场情况下熔体内流场和氧的浓度分布进行了数值模拟,计算出磁场作用下磁场强度和洛伦兹力及有无磁场时流函数、垂直截面处的速度场和氧的浓度分布.通过分析表明,勾形磁场能使流动更为平稳,能有效地降低熔体内及生长界面氧的浓度,并对产生这一现象的机理作了理论分析.     

单晶炉横向磁场的优化设计与实现

本文利用有限元法对152.4 mm(6 inch)单晶炉355.6 mm(14 inch)坩埚横向磁场的磁场强度、磁场分布和均匀度,以及线圈匝数、铁芯半径、导线截面积、磁极宽度和高度等影响因素进行了模拟分析和优化.在此基础上得到了磁场的优化参数,并对优化设计参数进行了实验验证.结果表明:模拟方法合理,结果正确、符合实际,可运用于实际设计.为磁场设计提供了一种可靠的模拟新方法和经验数据.     

一种勾形磁场新磁屏蔽体优化设计与分析

本文在勾形磁场现有磁屏蔽体的基础上,提出一种新的磁屏蔽体结构,并以8寸单晶炉新型磁屏蔽体结构的勾形磁场为研究对象,对其进行了模拟分析及优化设计.结果表明:安匝数一定的情况下(33600),采用新型磁屏蔽体的勾形磁场较现有勾形磁场的磁场强度Br,提高了约27.03;;当坩埚侧处产生横向磁场强度均为491Gs时,其功耗下降了约35.97;;该研究为进一步降低功耗提供了一种设计思路及设计方法.     

轴向磁场对环形浅液池内硅熔体热毛细对流的影响

为了更好地了解轴向磁场对温度梯度作用下Marangoni-热毛细对流的影响,采用有限差分法对环形浅液池内硅熔体制单晶的流动进行了数值模拟.研究了三种不同边界条件下,Ha数分别为0、10、20、30对应下硅熔体内部流动强度和自由表面速度.结果表明,轴向磁场对浅液池内的Marangoni对流、热毛细对流和耦合的Marangoni-热毛细对流都有较好的抑制作用,且随着磁场强度的增强,抑制作用增加,更有利于提高晶体的结晶质量.当磁场强度和底部热流密度一定时,随着水平温度梯度的增加,靠近内壁的流动得到增强,外壁附近流动反而减弱.     

单晶炉低功耗勾形磁场设计与优化

本文提出了一种低功耗的新勾形磁场结构,来解决现有勾形磁场功耗过大的问题.并以8英寸单晶炉勾形磁场为研究对象,利用有限元法对线圈匝数、电流大小、线圈间距等参数对磁场强度及其分布的影响进行了模拟分析和优化设计.结果表明:在坩埚壁处产生横向磁场强度均为492 GS时,线圈内径820 mm、线圈间距200 mm等结构相同,而线圈匝数分别为2400匝的新结构与96匝的现有结构磁场相比,总功率从现有结构的38.9 kW降低到9.8 kW(降低了74.7;).该研究为勾形磁场得以广泛应用提供了一种新的设计思路及设计方法.     

单晶炉勾形磁场装置结构参数的分析与优化

采用有限元法对203.2 mm单晶炉(406.4 mm坩埚)勾形磁场线圈匝数和线圈纵横向层数(纵横向层数比值)以及上下两线圈间距、磁屏蔽体的厚度以及几何结构和尺寸等结构参数对磁场强度Br的影响进行了模拟分析和优化选取.为203.2 mm单晶炉勾形磁场装置结构设计提供了一种可靠的模拟新方法和具有指导意义的经验数据.     

Orientation of Guest Molecules and Formation of Mesoporous Silica Induced by Layered Silicate-Organic Interactions

Previous work has suggested that the molecular ordering in some main-chain thermotropic polymers is biaxial nematic. In one, a 60/40 copolyester of p-hydroxybenzoic acid and ethylene terephthalate residues, there is evidence for a temperature range where molecular rotation about the local chain axes occurs without an accompanying loss of overall chain segment alignment. The present paper reports a theoretical and experimental investigation of whether a magnetic field, applied to the polymer when held at such temperatures, can favour the formation of optical monodomains which are large enough to give an unambiguous uniaxial or biaxial interference figure.     

石英谐振器在强磁场中的磁-敏特性

研究了石英晶体谐振器在强磁场影响下频率变化的原因.结果表明石英晶体谐振器的磁性支架在受到磁场的影响下产生相应的应力,该应力沿石英晶片的边缘作用于石英晶体引起谐振器频率的变化.该实验结果对如何减小磁场对石英晶体谐振器的影响有一定的参考价值.     

Systematic Solution of the Mean Field Equation for Liquid Crystals

Starting with a pairwise, spatially and orientationally dependent intermolecular potential of the Kobayashi-McMillan form, we carry out a systematic solution of the mean field equation for liquid crystals. The mean field equation, presented as first of a hierarchy of BBGKY equations, is first reduced to a set of coupled integrodifferential equations by means of expanding the distribution function f (r, δ) and In f (r, δ) in Legendre polynomials and the reciprocal lattice space. In the first level of approximation, the expansion retains only the lowest-order coefficients, permitting a complete decoupling of the equations. In the second level of approximation, the leading coefficient which couples spatial order to orientational order is included. In the third level of approximation two more higher order coefficients are included. At each level, the free energy functional is evaluated to determine the equilibrium phase at given temperatures and chainlengths of a homologous series. It is shown that the expansion converges very rapidly, the second level of approximation being entirely sufficient. This lends support to our earlier variational calculation which contained only three variational parameters.     

Hard-soft magnetic ribbons with biased hysteresis curves

Nanocrystalline ribbons which present biased hysteresis loops have been obtained by annealing the rapidly quenched Co₆₉Si₁₂B₁₂Fe₄Mo₂Ni₁ amorphous alloy. With the adequate annealing conditions, the induced devitrification produces a soft material whose hysteresis loop biasing can be modified by simply applying an intense dc magnetic field at room temperature, with no field cooling. This anomalous magnetic behavior is analyzed in terms of the switching field distributions and related to the structural properties. It is concluded that a low concentration of individual nanoclusters, completely surrounded by the embedding amorphous matrix, rather than large agglomerates, favors the biasing effect preserving the soft magnetic behavior of the material.     

基于BP神经网络的Ni-TiN镀层腐蚀速率预测研究

采用磁场电沉积方法在40Cr钢表面制备了Ni-TiN镀层,并在正交实验的基础上建立了BP神经网络模型对镀层腐蚀速率进行预测,最后利用扫描电镜、X射线衍射仪以及显微电子天平对镀层的表面形貌、组分以及腐蚀速率进行分析和研究.结果表明,当工艺组合为A2B2C3D1,即TiN粒子浓度6 g/L,磁场强度0.4T,占空比50;,电流密度0.5 A/dm2时,Ni-TiN镀层经腐蚀后表面较为平整,凸起状物质较少.BP神经网络模型能够较好的模拟Ni-TiN镀层腐蚀速率,腐蚀速率最小值仅为2.134 mg/m·h,因此也证明了BP神经网络的可靠性.经XRD分析,Ni-TiN镀层存在Ni、TiN两相.