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摘要
采用C语言建立了碳化硅(SiC)晶体生长炉三维温度场数值模拟平台,基于柱坐标系构建生长炉物理模型,采用有限体积法离散数学模型,利用S2S(Surface to Surface)辐射模型考察了生长室内的辐射换热特性,提出判断辐射面可视性的最短距离法.模拟了电流强度1250 A、电流频率16 k Hz条件下的生长炉温度场,定量揭示了生长室内的辐射换热强度;采用标准偏差法研究了线圈结构对晶体内部温度及温度梯度均匀性的影响.结果表明,螺旋电磁加热线圈容易导致生长炉内部温度场呈非轴对称分布;辐射热流较导热热流大102103倍,辐射换热促使生长室内温度分布均匀;螺旋线圈的布置方式使晶体截面温度呈非轴对称分布,造成温度梯度的均匀性变差,晶体生长过程中容易产生热应力,影响晶体质量.
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