The isi usoro nkeSiCkristal ibu na-ekewa n'ime sublimation na decomposition nke akụrụngwa na elu okpomọkụ, njem nke gas frasi bekee n'okpuru edinam nke okpomọkụ gradient, na recrystallization uto nke gas frasi bekee na kristal mkpụrụ. Dabere na nke a, a na-ekewa ime ụlọ nke crucible n'ime akụkụ atọ: mpaghara akụrụngwa, ụlọ na-eto eto na kristal mkpụrụ. Edepụtara ụdị ịme anwansị ọnụọgụ dabere na nguzogide n'ezieSiCakụrụngwa uto otu kristal (lee foto 1). Na ngụkọta oge: ala nkecruciblebụ 90 mm site na ala nke ikpo ọkụ n'akụkụ, okpomọkụ dị elu nke crucible bụ 2100 ℃, dayameta nke akụrụngwa bụ 1000 μm, porosity bụ 0.6, nrụgide uto bụ 300 Pa, na oge uto bụ 100 h. . Ogologo PG bụ 5 mm, dayameta dị nhata n'ime ime nke crucible, ọ dịkwa 30 mm n'elu ihe eji eme ihe. A na-atụle usoro sublimation, carbonization, na recrystallization nke mpaghara akụrụngwa na ngụkọta, na mmeghachi omume n'etiti PG na gas na-adịghị atụle. Egosiri ngụkọ akụrụngwa anụ ahụ metụtara mgbako na tebụl 1.
Ọgụgụ 1 Ụdị mgbako simulation. (a) Ụdị ogige okpomọkụ maka ịme anwansị uto kristal; (b) Nkewa nke ime mpaghara nke crucible na nsogbu anụ ahụ metụtara ya
Isiokwu 1 Ụfọdụ paramita anụ ahụ ejiri na mgbako
Ọgụgụ 2 (a) na-egosi na okpomọkụ nke ihe owuwu PG nwere (nke a na-egosi dị ka nhazi 1) dị elu karịa nke PG na-enweghị ihe ọ bụla (nke a na-egosi dị ka nhazi 0) n'okpuru PG, na ala karịa nke nhazi 0 n'elu PG. Mkpokọta okpomọkụ gradient na-abawanye, PG na-arụkwa ọrụ dị ka ihe na-egbochi okpomọkụ. Dị ka ọnụ ọgụgụ 2 (b) na 2 (c), axial na radial okpomọkụ gradients nke Ọdịdị 1 na akụrụngwa mpaghara dị nta, okpomọkụ nkesa bụ ọzọ edo, na sublimation nke ihe zuru ezu. N'adịghị ka mpaghara akụrụngwa, eserese 2 (c) na-egosi na gradient radial okpomọkụ dị na kristal mkpụrụ nke ihe owuwu 1 buru ibu, nke nwere ike ibute oke dị iche iche nke ụdị mbufe ọkụ dị iche iche, nke na-enyere kristal aka itolite na convex interface. . Na eserese 2 (d), okpomọkụ dị n'ọnọdụ dị iche iche na crucible na-egosi ọganihu na-arịwanye elu ka ọganihu na-aga n'ihu, ma ọdịiche okpomọkụ dị n'etiti nhazi 0 na nhazi 1 ji nwayọọ nwayọọ na-ebelata na mpaghara akụrụngwa ma jiri nwayọọ nwayọọ na-abawanye na ọnụ ụlọ.
Ọgụgụ 2 Nkesa okpomọkụ na mgbanwe na crucible. (a) okpomọkụ nkesa n'ime crucible nke Ọdịdị 0 (n'aka ekpe) na Ọdịdị 1 (n'aka nri) na 0 h, unit: ℃; (b) Nkesa okpomọkụ na etiti etiti nke crucible nke nhazi 0 na nhazi 1 site na ala nke akụrụngwa na kristal mkpụrụ na 0 h; (c) Okpomọkụ nkesa site na etiti ruo na nsọtụ nke crucible n'elu mkpụrụ kristal (A) na akụrụngwa n'elu (B), n'etiti (C) na ala (D) na 0 h, kehoraizin axis r bụ radius mkpụrụ kristal maka A, na ebe akụrụngwa akụrụngwa maka B ~ D; (d) Okpomọkụ na-agbanwe n'etiti akụkụ nke elu (A), elu akụrụngwa (B) na etiti (C) nke ụlọ uto nke nhazi 0 na nhazi 1 na 0, 30, 60, na 100 h.
Ọnụọgụ 3 na-egosi ihe eji eme ihe n'oge dị iche iche na crucible nke ihe owuwu 0 na nhazi 1. Usoro gas na-eme ka ihe na-asọba na mpaghara akụrụngwa na ọnụ ụlọ na-eto eto na-abawanye na mmụba nke ọnọdụ, na ihe eji eme ihe na-ebelata ka ọganihu na-aga n'ihu. . Ọnụọgụ 3 na-egosikwa na n'okpuru ọnọdụ ịme anwansị, akụrụngwa na-ebu ụzọ graphitize na mgbidi akụkụ nke crucible wee na ala nke crucible. Na mgbakwunye, enwere recrystallization n'elu akụrụngwa ma jiri nwayọ na-eto ka uto na-aga n'ihu. Ọnụọgụ 4 (a) na 4 (b) na-egosi na ihe na-eme ka ihe dị n'ime ihe ọkụkụ na-ebelata ka ọganihu na-aga n'ihu, na ihe na-agba ọsọ na 100 h bụ ihe dịka 50% nke oge mbụ; Otú ọ dị, ọnụ ọgụgụ na-agba ọsọ dị ntakịrị na nsọtụ n'ihi graphitization nke ihe eji eme ihe, na ọnụ ọgụgụ na-erugharị na nsọtụ bụ ihe karịrị ugboro 10 nke na-agba ọsọ na mpaghara etiti na 100 h; na mgbakwunye, mmetụta nke PG na nhazi 1 na-eme ka ọnụọgụ ihe dị na mpaghara akụrụngwa nke ihe owuwu 1 dị ala karịa nke nhazi 0. Na eserese 4 (c), ihe na-asọba na mpaghara akụrụngwa na mpaghara. Ụlọ na-eto eto ji nwayọọ nwayọọ na-ebelata ka ọganihu na-aga n'ihu, na ihe na-asọba na mpaghara akụrụngwa na-aga n'ihu na-ebelata, nke a na-eme site na oghere nke ikuku na-asọba na nsọtụ nke crucible na mgbochi nke recrystallization n'elu; n'ime ụlọ nke uto, ihe nhazi ihe nhazi nke 0 na-ebelata ngwa ngwa na 30 h na mbụ ruo 16%, ma na-ebelata naanị 3% n'oge sochirinụ, ebe nhazi 1 na-anọgide na-adịgide adịgide n'oge usoro uto. Ya mere, PG na-enyere aka mee ka ọnụ ọgụgụ na-erugharị ihe na-aga n'ihu na-eto eto. Ọgụgụ 4 (d) na-atụnyere ọnụego ihe na-erugharị n'ihu n'ihu kristal. N'oge mbụ na 100 h, ihe na-ebugharị ihe na mpaghara uto nke nhazi 0 siri ike karịa nke ahụ na nhazi 1, ma a na-enwekarị ọnụ ọgụgụ dị elu na njedebe nke nhazi 0, nke na-eduga n'ịdị elu na nsọtụ. . Ọnụnọ nke PG na nhazi 1 na-ebelata ihe omume a nke ọma.
Ọgụgụ 3 Ihe na-erugharị na crucible. Streamlines (n'aka ekpe) na velocity vectors (n'aka nri) nke ihe onwunwe gas na-ebuga na owuwu 0 na 1 n'oge dị iche iche, velocity vector unit: m/s
Ọnụọgụ 4 Mgbanwe na ọnụego ihe onwunwe. (a) Mgbanwe nke ihe na-eruba ọnụego nkesa n'etiti akụrụngwa nke nhazi 0 na 0, 30, 60, na 100 h, r bụ radius nke mpaghara akụrụngwa; (b) Mgbanwe nke ihe na-erugharị ọnụego nkesa n'etiti akụrụngwa nke nhazi 1 na 0, 30, 60, na 100 h, r bụ radius nke mpaghara akụrụngwa; (c) Mgbanwe nke ihe na-erugharị ihe n'ime ụlọ na-eto eto (A, B) na n'ime akụrụngwa (C, D) nke ihe owuwu 0 na 1 karịa oge; (d) Nkesa ihe onwunwe na-eruba nso n'elu mkpụrụ kristal nke ihe owuwu 0 na 1 na 0 na 100 h, r bụ radius nke kristal mkpụrụ.
C/Si na-emetụta nkwụsi ike kristal na njupụta ntụpọ nke uto kristal SiC. Ọgụgụ 5 (a) tụlere nkesa nha C/Si nke ihe owuwu abụọ ahụ n'oge mbụ. Usoro C / Si ji nwayọọ nwayọọ na-ebelata site na ala ruo n'elu nke crucible, na C / Si ruru nke Ọdịdị 1 na-adị elu mgbe niile karịa nke nhazi 0 n'ọnọdụ dị iche iche. Ọnụọgụ 5 (b) na 5 (c) na-egosi na ọnụ ọgụgụ C / Si ji nwayọọ nwayọọ na-abawanye na uto, nke metụtara mmụba nke okpomọkụ dị n'ime na n'ikpeazụ nke uto, nkwalite nke grafitization akụrụngwa, na mmeghachi omume nke Si ihe ndị dị n'ime oge gas na graphite crucible. Na eserese 5 (d), ọnụ ọgụgụ C / Si nke nhazi 0 na nhazi 1 dị nnọọ iche n'okpuru PG (0, 25 mm), ma dịtụ iche n'elu PG (50 mm), na ọdịiche ahụ ji nwayọọ nwayọọ na-abawanye ka ọ na-abịaru nso na crystal. . N'ozuzu, ogo C / Si nke nhazi 1 dị elu, nke na-enyere aka mee ka ọdịdị kristal guzosie ike ma belata ohere nke mgbanwe oge.
Ọgụgụ 5 Nkesa na mgbanwe nke oke C/Si. (a) nkesa nkesa C / Si na crucibles nke nhazi 0 (n'aka ekpe) na nhazi 1 (n'aka nri) na 0 h; (b) C / Si ruru n'ebe dị anya site na etiti etiti nke crucible nke nhazi 0 n'oge dị iche iche (0, 30, 60, 100 h); (c) C / Si ratio dị iche iche site na etiti ahịrị nke crucible nke Ọdịdị 1 n'oge dị iche iche (0, 30, 60, 100 h); (d) Ntụle nke C / Si ratio dị iche iche (0, 25, 50, 75, 100 mm) site na etiti ahịrị nke crucible nke Ọdịdị 0 (akara siri ike) na nhazi 1 (akara akara) n'oge dị iche iche (0, 30, 60, 100 h).
Ọgụgụ 6 na-egosi mgbanwe na urughuru dayameta na porosity nke akụrụngwa mpaghara nke abụọ owuwu. Ọnụ ọgụgụ ahụ na-egosi na dayameta akụrụngwa na-ebelata na porosity na-abawanye nso na mgbidi crucible, na ọnụ porosity na-aga n'ihu na-abawanye na dayameta nke ihe na-aga n'ihu na-ebelata ka uto na-aga n'ihu. Oke kachasị elu bụ ihe dịka 0.99 na 100 h, yana dayameta nke kacha nta bụ ihe dịka 300 μm. The urughuru dayameta na-abawanye na porosity mbelata na elu elu nke akụrụngwa, kwekọrọ ekwekọ recrystallization. Ọkpụrụkpụ nke mpaghara recrystallization na-abawanye ka uto na-aga n'ihu, na nha nha na porosity na-aga n'ihu na-agbanwe. The kacha urughuru dayameta ruru ihe karịrị 1500 μm, na kacha nta porosity bụ 0.13. Tụkwasị na nke ahụ, ebe ọ bụ na PG na-abawanye okpomọkụ nke mpaghara akụrụngwa na gas supersaturation dị ntakịrị, ọkpụkpụ recrystallization nke akụkụ elu nke akụrụngwa nke ihe owuwu 1 dị ntakịrị, nke na-eme ka ọnụọgụ ihe eji eme ihe.
Ọnụọgụ 6 Mgbanwe na dayameta nke akụkụ (aka ekpe) na porosity (n'aka nri) nke mpaghara akụrụngwa nke nhazi 0 na nhazi 1 n'oge dị iche iche, otu akụkụ dayameta: μm
Onyonyo 7 na-egosi na ihe owuwu 0 warps na mmalite nke uto, nke nwere ike metụtara oke ihe onwunwe eruba ọnụego kpatara graphitization nke akụrụngwa n'ọnụ. A na-ebelata ogo nke warping n'oge usoro uto na-esote, nke kwekọrọ na mgbanwe nke ọnụego ihe onwunwe na n'ihu kristal kristal nke nhazi 0 na Figure 4 (d). Na nhazi 1, n'ihi mmetụta nke PG, kristal interface adịghị egosi warping. Na mgbakwunye, PG na-emekwa ka ọnụ ọgụgụ nke ihe owuwu 1 dị ala karịa nke ihe owuwu 0. Ọkpụkpụ etiti nke crystal nke usoro 1 mgbe 100 h bụ naanị 68% nke usoro 0.
Ọgụgụ 7 Mgbanwe ihu nke nhazi 0 na nhazi kristal 1 na 30, 60, na 100 h
A na-eme uto kristal n'okpuru ọnọdụ usoro nke ịme anwansị ọnụọgụ. E gosipụtara kristal ndị toro site na nhazi 0 na nhazi 1 na eserese 8 (a) na eserese 8 (b), n'otu n'otu. Igwe kristal nke ihe owuwu 0 na-egosi interface concave, na undulations na mpaghara etiti yana mgbanwe oge na nsọtụ. Ntugharị elu nke elu na-anọchi anya ụfọdụ ogo inhomogeneity na mbufe ihe gas-phase, na ihe omume nke mgbanwe oge kwekọrọ na oke C / Si dị ala. Ntugharị nke kristal toro site na nhazi 1 dị ntakịrị convex, ọ nweghị mgbanwe nke a chọtara, na ọkpụrụkpụ bụ 65% nke kristal na-enweghị PG. N'ozuzu, nsonaazụ kristal na-adabere na nsonaazụ ịme anwansị, yana nnukwu radial okpomọkụ dị iche na kristal interface nke nhazi 1, a na-ebelata ọganihu ngwa ngwa na nsọtụ, na mkpokọta ihe na-erugharị na-agba ọsọ na-eji nwayọọ nwayọọ. Usoro n'ozuzu ya dabara na nsonaazụ ịme anwansị ọnụọgụ.
Ọgụgụ 8 SiC kristal toro n'okpuru nhazi 0 na nhazi 1
Mmechi
PG na-enyere aka ịkwalite ọnọdụ okpomọkụ zuru oke nke mpaghara akụrụngwa na nkwalite nke ịdị n'otu axial na radial, na-akwalite sublimation zuru oke na itinye n'ọrụ nke akụrụngwa; elu na ala okpomọkụ dị iche na-abawanye, na radial gradient nke mkpụrụ kristal elu na-abawanye, nke na-enyere aka ịnọgide na-enwe convex interface uto. N'ihe gbasara ịnyefe oke, iwebata PG na-ebelata ọnụ ọgụgụ mbufe n'ozuzu ya, ihe na-eme ka ihe na-asọba n'ime ụlọ na-eto eto nwere PG na-agbanwe obere oge, na usoro uto dum na-esikwu ike. N'otu oge ahụ, PG na-egbochikwa ihe omume nke oke oke oke nnyefe. Tụkwasị na nke ahụ, PG na-abawanye C / Si ratio nke gburugburu ebe obibi na-eto eto, karịsịa n'ihu ihu nke mkpụrụ kristal interface, nke na-enyere aka belata mgbanwe mgbanwe oge n'oge usoro uto. N'otu oge ahụ, mmetụta mkpuchi ọkụ nke PG na-ebelata ihe omume recrystallization na akụkụ elu nke akụrụngwa ruo n'ókè ụfọdụ. Maka uto kristal, PG na-ebelata ọnụego uto kristal, mana ihu uto na-enwekwu convex. Ya mere, PG bụ ụzọ dị irè iji melite gburugburu uto nke kristal SiC ma kwalite àgwà kristal.
Oge nzipu: Jun-18-2024