Ka hana kumu oSiCUa māhele ʻia ka ulu ʻana o ke aniani i ka sublimation a me ka decomposition o nā mea maka i ke kiʻekiʻe wela, ka lawe ʻana i nā mea kinoea ma lalo o ka hana o ka gradient mahana, a me ka ulu hou ʻana o nā mea kinoea ma ke aniani hua. Ma muli o kēia, ua hoʻokaʻawale ʻia ka loko o ka crucible i ʻekolu mau ʻāpana: ka ʻāina maka, ke keʻena ulu a me ke aniani hua. Ua kiʻi ʻia kahi ʻano hoʻohālike helu ma muli o ka resistive maoliSiChoʻokahi mea ulu kristal (e nānā i ke Kiʻi 1). Ma ka helu: ka lalo o kakīʻahaʻO 90 mm ka mamao mai ka lalo o ka mea wela ʻaoʻao, ʻo ka wela kiʻekiʻe o ka crucible he 2100 ℃, ʻo ke anawaena o nā mea maka he 1000 μm, ʻo ka porosity he 0.6, ʻo ka piʻi ʻana he 300 Pa, a ʻo ka manawa ulu he 100 h. . ʻO 5 mm ka mānoanoa o ka PG, ua like ke anawaena me ke anawaena o loko o ka crucible, a aia ʻo 30 mm ma luna o ka mea maka. Noʻonoʻo ʻia nā kaʻina sublimation, carbonization, a me recrystallization o ka ʻāpana maka i ka helu ʻana, a ʻaʻole i noʻonoʻo ʻia ka hopena ma waena o PG a me nā mea kinoea. Hōʻike ʻia nā ʻāpana waiwai pili i ka helu ʻana ma ka Papa 1.
Kiʻi 1 Ke kumu hoʻohālike hoʻohālikelike. (a) Ke kumu hoʻohālikelike kahua wela no ka hoʻohālikelike ulu ʻana o ka kristal; (b) Māhele o ka ʻāpana kūloko o ka crucible a me nā pilikia kino pili
Papa 1 ʻO kekahi mau ʻāpana kino i hoʻohana ʻia i ka helu ʻana
Hōʻike ka Kiʻi 2(a) i ke kiʻekiʻe o ka mahana o ka hale PG (i hōʻike ʻia he ʻano 1) ma mua o ka hale PG-free (i hōʻike ʻia he ʻano 0) ma lalo o PG, a haʻahaʻa ma mua o ka hale 0 ma luna o PG. Ke piʻi nei ka gradient wela holoʻokoʻa, a hana ʻo PG ma ke ʻano he mea hoʻokaʻawale wela. Wahi a nā Kiʻi 2 (b) a me 2 (c), ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka axial a me ka radial wela gradients o ka hale 1 i ka ʻāpana maka, ʻoi aku ka like o ka hāʻawi ʻana i ka mahana, a ʻoi aku ka piha o ka sublimation o ka mea. ʻAʻole e like me ka ʻāpana maka, hōʻike ʻo 2(c) i ka ʻoi aku ka nui o ka radial wela o ke aniani o ka hale 1, ʻo ia paha ke kumu o nā ʻano like ʻole o nā ʻano hoʻololi wela like ʻole, e kōkua ana i ka ulu ʻana o ke aniani me ka convex interface. . Ma ke Kiʻi 2(d), hōʻike ka mahana ma nā kūlana like ʻole o ka crucible i ka piʻi ʻana o ka ulu ʻana, akā ʻo ka ʻokoʻa wela ma waena o ka hale 0 a me ka hoʻolālā 1 e hoʻemi mālie i ka ʻāpana maka a piʻi mālie i loko o ke keʻena ulu.
Kiʻi 2 Ka mahele wela a me nā loli i loko o ka crucible. (a) Wehewehe ana i ka wela i loko o ka ipuhao o ka hale 0 (hema) a me ka hale 1 (akau) ma 0 h, wae: ℃; (b) Ka mahele ana i ka wela ma ka laina waena o ka ipuhao o ka hale 0 a me ka hale 1 mai ka lalo o ka mea maka a hiki i ke aniani hua ma 0 h; (c) Ka māhele ʻana o ka mahana mai ke kikowaena a hiki i ka lihi o ka ipuhao ma ka ʻili aniani hua (A) a me ka ʻili maka (B), waena (C) a me lalo (D) i ka hola 0, ʻo ke koʻi ākea r ka ka radius aniani hua no A, a me ka radius wahi mea maka no B~D; (d) Hoʻololi ka wela ma ke kikowaena o ka ʻāpana kiʻekiʻe (A), ka ʻili maka (B) a me ka waena (C) o ke keʻena ulu o ka hale 0 a me ka hale 1 ma 0, 30, 60, a me 100 mau hola.
Hōʻike ka Figure 3 i ka lawe ʻana i nā mea i nā manawa like ʻole i loko o ka crucible o ka hale 0 a me ka hoʻolālā 1. ʻO ke kahe o ke kinoea i loko o ka ʻāina maka a me ka piʻi ʻana o ke keʻena ulu me ka piʻi ʻana o ke kūlana, a nāwaliwali ka lawe ʻana i nā mea i ka ulu ʻana. . Hōʻike pū ka Figure 3 ma lalo o nā kūlana hoʻohālikelike, e kiʻi mua ka mea maka ma ka paia ʻaoʻao o ka crucible a laila ma lalo o ka crucible. Eia kekahi, aia ka recrystallization ma ka ʻili o ka mea maka a mānoanoa ia i ka ulu ʻana. Hōʻike nā kiʻi 4 (a) a me 4 (b) i ka emi ʻana o ke kahe o nā mea i loko o ka mea maka i ka wā e ulu ai ka ulu ʻana, a ʻo ka kahe o ka waiwai ma 100 h ma kahi o 50% o ka manawa mua; akā naʻe, ʻoi aku ka nui o ka kahe kahe ma ka ʻaoʻao ma muli o ka graphitization o ka mea maka, a ʻoi aku ka nui o ke kahe ma ka ʻaoʻao ma mua o 10 mau manawa o ka kahe kahe ma ka waena waena ma 100 h; Eia kekahi, ʻo ka hopena o ka PG i ka hoʻolālā 1 e hoʻohaʻahaʻa i ka kahe o ka waiwai ma ka ʻāpana o ka ʻāpana 1 ma mua o ka hoʻolālā 0. Ma ke kiʻi 4 (c), ka holo ʻana o nā mea i loko o ka ʻāpana maka a me ka E hoʻonāwaliwali mālie ke keʻena ulu i ka ulu ʻana o ka ulu ʻana, a ke hoʻomau nei ka emi ʻana o ke kahe waiwai i loko o ka wahi mea maka, ʻo ia ka mea ma muli o ka wehe ʻana o ke kahawai kahe o ka ea ma ka lihi o ka crucible a me ke keakea o ka recrystallization ma ka luna; i loko o ke keʻena ulu, e emi koke ana ka nui o ke kahe o ka hale 0 i ka 30 h a hiki i ka 16%, a e emi wale ana ma ka 3% i ka manawa aʻe, ʻoiai ʻo ka hale 1 e paʻa mau ana i ke kaʻina ulu. No laila, kōkua ʻo PG i ka hoʻopaʻa ʻana i ke kahe o nā mea i loko o ke keʻena ulu. Hoʻohālikelike ka Kiʻi 4(d) i ke kahe o nā mea ma ke alo o ka ulu aniani. I ka manawa mua a me 100 h, ʻoi aku ka ikaika o ka lawe ʻana i nā mea i loko o ka wahi ulu o ka hale 0 ma mua o ka mea ma ka hale 1, akā aia mau kahi kahe kahe kiʻekiʻe ma ka lihi o ka hale 0, e alakaʻi ana i ka ulu nui ma ka lihi. . ʻO ka loaʻa ʻana o ka PG i ka hoʻolālā 1 e hoʻopau pono i kēia ʻano.
Kiʻi 3 Kahe ʻana o nā mea i loko o ka ipu hao. ʻO nā laina laina (hema) a me nā vector wikiwiki ('ākau) o ka lawe ʻana i nā mea kinoea ma nā hale 0 a me 1 i nā manawa like ʻole, ʻāpana vector velocity: m/s
Kiʻi 4 Nā hoʻololi i ke kahe o nā mea. (a) Hoʻololi i ka māhele kahe o ka waiwai ma waena o ka mea maka o ka hale 0 ma 0, 30, 60, a me 100 h, r ka radius o ka wahi mea maka; (b) Hoʻololi i ka puʻunaue kahe o ka waiwai ma waena o ka mea maka o ka hale 1 ma 0, 30, 60, a me 100 h, r ka radius o ka ʻāpana maka; (c) Hoʻololi i ke kahe o nā mea i loko o ke keʻena ulu (A, B) a i loko o ka mea maka (C, D) o nā hale 0 a me 1 i ka manawa; (d) Ka hāʻawi ʻia ʻana o ke kahe o nā mea ma kahi kokoke i ka ʻili aniani hua o nā hale 0 a me 1 ma 0 a me 100 h, ʻo r ka radius o ke aniani hua.
Pili ʻo C/Si i ka paʻa ʻana o ka crystalline a me ka nui o nā hemahema o ka ulu ʻana o ka kristal SiC. Hoʻohālikelike ka Kiʻi 5(a) i ka puʻunaue C/Si ratio o nā hale ʻelua i ka manawa mua. E emi malie ana ka lakio C/Si mai ka lalo a hiki i ka piko o ka crucible, a o ka lakio C/Si o ka hale 1 ua oi mau ia mamua o ko ka hale 0 ma na kulana like ole. Hōʻike nā kiʻi 5 (b) a me 5 (c) i ka piʻi ʻana o ka lākiō C/Si me ka ulu ʻana, e pili ana i ka piʻi ʻana o ka mahana o loko i ka wā hope o ka ulu ʻana, ka hoʻonui ʻana i ka graphitization maka, a me ka hopena o Si. nā mea i loko o ka māhele kinoea me ka graphite crucible. Ma ke Kiʻi 5(d), ʻokoʻa loa nā lakio C/Si o ka hale 0 a me ka hoʻolālā 1 ma lalo o PG (0, 25 mm), akā ʻokoʻa iki ma luna o PG (50 mm), a piʻi mālie ka ʻokoʻa i kona hoʻokokoke ʻana i ke aniani. . Ma keʻano laulā, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka lākiō C/Si o ka hale 1, e kōkua i ka hoʻopaʻa ʻana i ke ʻano aniani a hōʻemi i ka hiki ke hoʻololi i ka pae.
Kiʻi 5 Ka mahele a me nā hoʻololi o C / Si ratio. (a) Ka mahele lākiō C/Si i loko o nā crucibles o ka hale 0 (hema) a me ka hale 1 (akau) ma 0 h; (b) Lakiō C/Si ma nā mamao like ʻole mai ka laina waena o ka crucible o ka hale 0 i nā manawa like ʻole (0, 30, 60, 100 h); (c) Lakiō C/Si ma nā mamao like ʻole mai ka laina waena o ka crucible o ka hale 1 i nā manawa like ʻole (0, 30, 60, 100 h); (d) Hoʻohālikelike o ka ratio C/Si ma nā mamao like ʻole (0, 25, 50, 75, 100 mm) mai ka laina waena o ka crucible o ka hale 0 (laina paʻa) a me ka hale 1 (laina dashed) i nā manawa like ʻole (0, 30, 60, 100 hola).
Hōʻike ke Kiʻi 6 i ka hoʻololi ʻana i ke anawaena o nā ʻāpana a me ka porosity o nā ʻāpana maka o nā hale ʻelua. Hōʻike ke kiʻi i ka emi ʻana o ke anawaena mea maka a piʻi ka porosity kokoke i ka paia crucible, a ke hoʻomau nei ka piʻi ʻana o ka porosity lihi a hoʻomau ka emi ʻana o ke anawaena particle i ka ulu ʻana o ka ulu. ʻO ka porosity lihi kiʻekiʻe ma kahi o 0.99 i ka 100 h, a ʻo ka liʻiliʻi liʻiliʻi he 300 μm. Ke piʻi aʻe ke anawaena o nā ʻāpana a me ka emi ʻana o ka porosity ma ka ʻili o luna o ka mea maka, e pili ana i ka recrystallization. Hoʻonui ka mānoanoa o ka wahi recrystallization i ka ulu ʻana o ka ulu, a ke hoʻomau nei ka loli o ka nui a me ka porosity. 'Oi aku ka nui o ke anawaena ma mua o 1500 μm, a he 0.13 ka li'ili'i porosity. Eia kekahi, ma muli o ka hoʻonui ʻana o PG i ka mahana o ka wahi maka a he liʻiliʻi ka supersaturation kinoea, he liʻiliʻi ka mānoanoa recrystallization o ka ʻaoʻao kiʻekiʻe o ka mea maka o ka hale 1, kahi e hoʻomaikaʻi ai i ka nui o ka hoʻohana ʻana.
Kiʻi 6 Nā hoʻololi i ke anawaena ʻāpana (hema) a me ka porosity ('ākau) o ka wahi mea maka o ka hale 0 a me ka hoʻolālā 1 i nā manawa like ʻole, ʻāpana ʻāpana ʻāpana: μm
Hōʻike ke kiʻi 7 i ka hoʻomaka ʻana o ka ulu ʻana o ka hale 0, a pili paha i ka nui o ka kahe o nā mea i hana ʻia e ka graphitization o ka ʻaoʻao maka. Hoʻonāwaliwali ʻia ke kiʻekiʻe o ka warping i ka wā o ka ulu ʻana ma hope, e like me ka hoʻololi ʻana o ka kahe o ka waiwai ma ke alo o ka ulu aniani o ka hale 0 ma ke Kiʻi 4 (d). Ma ka hoʻolālā 1, ma muli o ka hopena o PG, ʻaʻole hōʻike ke aniani aniani i ka warping. Eia kekahi, hoʻemi nui ka PG i ka ulu ʻana o ka hale 1 ma mua o ka hale 0. ʻO ka mānoanoa waena o ka aniani o ka hale 1 ma hope o 100 h he 68% wale nō o ka hale 0.
Kiʻi 7 Nā hoʻololi i waena o ka hale 0 a me ka hana 1 kristal ma 30, 60, a me 100 mau hola.
Ua hoʻokō ʻia ka ulu ʻana o ka kristal ma lalo o nā kūlana kaʻina o ka simulation helu. Hōʻike ʻia nā kristal i ulu ʻia e ka hale 0 a me ka hoʻolālā 1 ma ke Kiʻi 8 (a) a me ke Kiʻi 8 (b), kēlā me kēia. Hōʻike ka aniani o ka hale 0 i kahi kikowaena concave, me nā undulations ma ka ʻāpana waena a me kahi hoʻololi ʻāpana ma ka lihi. Hōʻike ka convexity o ka ʻili i kahi degere o ka inhomogeneity i ka lawe ʻana i nā mea kinoea-phase, a ʻo ke ʻano o ka hoʻololi ʻana e pili ana i ka ratio C/Si haʻahaʻa. ʻO ke kikowaena o ka aniani i ulu ʻia e ka hale 1 he convex liʻiliʻi, ʻaʻohe wahi hoʻololi i ʻike ʻia, a ʻo ka mānoanoa he 65% o ka aniani me ka ʻole o PG. Ma keʻano laulā, pili nā hopena ulu aniani i nā hopena simulation, me ka ʻokoʻa o ka mahana radial nui ma ka ʻaoʻao aniani o ka hale 1, ua kāohi ʻia ka ulu wikiwiki ma ka lihi, a ʻoi aku ka lohi o ka holo ʻana o ka waiwai holoʻokoʻa. Kūlike ke ʻano holoʻokoʻa me nā hopena hoʻohālikelike helu.
Kiʻi 8 Nā kristal SiC i ulu ma lalo o ka hale 0 a me ka hale 1
Ka hopena
Hiki i ka PG ke hoʻomaikaʻi i ka mahana holoʻokoʻa o ka ʻāina maka a me ka hoʻomaikaʻi ʻana o ka axial a me ka radial temperature uniformity, e hāpai ana i ka sublimation piha a me ka hoʻohana ʻana i ka mea maka; piʻi ka ʻokoʻa wela o luna a me lalo, a piʻi ka radial gradient o ka ʻili aniani hua, e kōkua ana i ka mālama ʻana i ka ulu ʻana o ka convex interface. Ma ke ʻano o ka hoʻoili nui ʻana, ʻo ka hoʻokomo ʻana o PG e hōʻemi i ka nui o ka hoʻololi ʻana i ka nui, ʻoi aku ka paʻa o ke kahe o nā mea i loko o ke keʻena ulu e loaʻa ana ka PG me ka manawa, a ʻoi aku ka paʻa o ke kaʻina ulu holoʻokoʻa. I ka manawa like, pale pono ʻo PG i ka hiki ʻana mai o ka hoʻoili nui ʻana o ka lihi. Eia kekahi, hoʻonui ka PG i ka ratio C / Si o ka ulu ulu ʻana, ʻoi aku ka nui ma ka ʻaoʻao mua o ke aniani aniani hua, e kōkua ana i ka hōʻemi ʻana i ka hanana o ka hoʻololi ʻana i ka wā o ka ulu ʻana. I ka manawa like, ʻo ka hopena insulation thermal o PG e hōʻemi i ka hanana o ka recrystallization ma ka ʻaoʻao o luna o ka mea maka i kekahi ʻano. No ka ulu ʻana o ke aniani, hoʻolohi ʻo PG i ka ulu ʻana o ka kristal, akā ʻoi aku ka convex o ka ulu ulu. No laila, ʻo ka PG kahi ala kūpono e hoʻomaikaʻi ai i ka ulu ʻana o nā kristal SiC a hoʻonui i ka maikaʻi kristal.
Ka manawa hoʻouna: Jun-18-2024