碳化硅晶体生长炉辐射换热特性的数值模拟

采用C语言搭建了碳化硅(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 kHz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特性分布;辐射热流较导热热流大102~103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.     

隧道窑冷却带喷嘴喷射速度对窑内气体流动的影响

利用 CFD 软件模拟了隧道窑急冷带内喷嘴喷射速度的改变对窑内气体流动的影响,分析了窑内气体的速度和温度分布情况.在热源项相同和单个喷嘴气体流量不变时,减小喷嘴半径增加喷嘴的喷射速度,窑内气体流速和温度都增加,从而有利于窑内制品的冷却.喷射速度增加到一定值后,窑内气体温度趋于稳定,喷射速度有一上限.     

转速对快速法生长KDP晶体影响的实验与数值模拟研究

采用快速生长法在不同转速下生长了KDP晶体,对晶体生长过程中的现象进行了研究;运用fluent软件,采用多重参考模型和标准k-ε湍流模型对籽晶架和晶体在溶液中旋转产生的速度场进行了数值模拟,分析了不同转速对速度场和晶体长大对溶液稳定性的影响;结合实验现象与模拟结果分析可知,初始阶段适于KDP晶体快速生长的最优转速是100 r/min,随着晶体的长大,转速应适当降低。     

快速生长KDP晶体的显微硬度测试研究

对快速生长KDP晶体（001）、（101）、（100）面分别进行压痕法显微硬度测试,实验表明KDP晶体的显微硬度具有明显的各向异性,（001）、（101）、（100）面的显微硬度分别为187、156.7、151.3kg/mm2;晶体各晶面的显微硬度呈现出显著的压痕尺寸效应,即硬度随载荷的增大而减小。实验发现,当载荷较小,在5～25g时,压痕区没有出现明显的裂纹;随着载荷的增大,在25～200g时,裂纹以辐射状扩展,压痕边缘处形成崩碎状脆裂。确定以25g作为KDP晶体显微硬度测试的最佳载荷,此载荷下所测得的硬度为其显微硬度。     

氘含量对K(H1-xDx)2PO4晶体结构及完整性的影响

采 用 传 统 降 温 法 生 长 了 一 系 列 的K(H1-xDx)2PO4晶体。粉末X射线衍射(XRD)证明氘化后晶体的对称性并没有发生改变,晶胞参数a 随氘含量的增加而增大,参数c 则小幅度增大。对晶体的高分辨X射线衍射研究,结果表明KDP-DKDP混晶中,D取代部分的H原子对晶体的结晶完整性影响较小。     

KDP晶体电弹常数的测量

采用LRC电桥、谐振法和干涉法分别测量了磷酸二氢钾(KDP)晶体的相对介电常数、弹性应变常数和压电应变常数,并与文献中的相应数值作比较。该文实验测到KDP晶体的弹性柔顺系数s11=3.11×10-11 m2/N,弹性劲度系数c11=4.6×1010 N/m2,与以往相关文献中报道不符;压电应变常数d14=9.51×10-12 C/N,纠正了以往相关文献中的不精确报道;其他电弹系数的测试结果与文献数值相符。     

隧道窑气体燃料燃烧数值模拟的研究

利用计算机数值模拟,研究隧道窑烧成带结构设置、燃料燃烧空气过剩系数等对烧成带温度分布、烟气中NOx污染物浓度的影响,为提高产品质量和窑炉设计提供理论依据.     

基于OLSM的旧水泥混凝土路面加铺结构应力分析

针对开级配大粒径沥青碎石(OLSM)优良的抗变形能力,采用有限元法对基于OLSM的旧水泥混凝土路面加铺结构进行应力分析。结果表明:设置OLSM抗裂层后,在车辆作用,温度应力以及二者的耦合作用下,接缝处的最大主应力、等效应力和最大剪应力都有较大程度的减小。     

Cr3+掺杂对快速生长KDP晶体的生长习性和光学性能的影响

采用快速法生长了掺杂不同Cr3+浓度的KDP晶体,测试了KDP晶体(100)面在不同Cr3+掺杂浓度下的生长速度及死区,表征了Cr3+掺杂的KDP晶体的Cr3+元素分布、透过光谱、散射颗粒分布和光损伤阈值.实验表明Cr3+易吸附在晶体(100)面,从而增大了(100)生长死区,并降低了(100)面生长速度.Cr3+使快...     

不同籽晶对KDP晶体质量的影响

采用Z片籽晶和锥头籽晶分别进行传统降温法生长KDP晶体,并对其高分辨摇摆曲线、锥光干涉图以及消光比进行测试研究。实验发现,KDP晶体在不同籽晶下均能实现较好的生长稳定性,采用锥头籽晶生长的KDP晶体具有相对更好的晶体质量。