二维晶体生长的数值模拟

发布时间：2024-12-18 03:30

　　晶体相场法是研究晶体生长和晶体缺陷的一种重要方法.空间尺度可以描述到纳米尺度.晶体相场法常常被用来模拟纳米材料的结构演化,主要应用到位错的运动和分解、晶体和准晶生长、晶界的形变等方面的研究.在本文中,我们选用两尺度晶体相场模型,它是含有四阶导数、非线性的变分偏微分方程.由于我们研究的是二维晶体和准晶生长,故选择具有周期边界条件的两个特征尺度的Cahn—Hilliard型动力学方程,在空间上我们可以选择傅里叶拟谱法进行数值求解,在时间尺度上我们选择半隐格式,并对半隐拟谱法进行理论分析,它能量耗散且误差阶是一阶精度.主要结论如下:1.本文研究了六转晶体种子在两尺度模型下的生长,发现了生长相为准晶得两种不同的生长方式.在其中一种情况下准晶体生长比较缓慢,但在另一种情况下,先形成压缩晶体再形成准晶.2.还研究了一个六转晶体种子和一个十二转准晶的生长.我们探讨了模型系数、平均密度以及种子旋转角度对相结构形成影响,最终获得了多种相结构,包括:流体相、六转晶体相、十二转准晶相、层状相、晶体与层状相共存相.3.最后进行了六转晶体种子放置在准晶背景下生长的研究,发现旋转晶体种子改变晶体半径会得到三种相结构...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图5.19晶体位于位置点（a）a和（b）b时，过柱面中心水平切面速度矢量投影Fig.5.19Velocityvectorprojectedontoaslicetakenthroughthecenterofprismunderthecrystal00.7(m/s)

5二维运动法KDP晶体生长流动与物质输运数值模拟及晶体生长实验高，从而减小锥面中心和边缘处的过饱和度差异。二维运动法中，上述工况下CD线上最大和最小过饱和度之差为0.56%，而参考文献中[116]该差值达1.32%。③晶面附近可形成交替反向的剪切流。从以上流场图可以推....

图7　t=240min时刻Y=3.15mm处

(010)的浓度边界层的情况:浓度边界层随时间变化,但厚度大体保持稳定·　在t=240min时刻,根据数值模拟得到的浓度边界层厚度为166μm,这与实验观测到的200μm的结果相吻合(图7)·　晶体生长过程中的几个主要步骤均发生在浓度边界层中,包括溶质从溶液到晶体表面的输....

图1炉体结构简图

1284人工晶体学报第42卷形状与质量，找出固液界面推进速度和晶体质量变化之间的关系，以确定晶体在不同阶段合理的生长速度。2晶体生长过程的数值模拟2．1数值模拟模型图1炉体结构简图Fig．1Structureoffurnace数值模拟的物理模型是根据实际炉体结构、尺寸简化的二维模....

图1 多晶硅铸锭投料量发展预测图[1]

目前我国铸锭晶体硅的生产基本上使用G6/G7型铸锭炉，装料量最高达1200kg。为提高能源利用率和产率，G8型铸锭炉也在开发之中，铸锭投料量将达1400kg左右(见图1)。但采用更大尺寸的铸锭炉后，由于硅锭的横向尺寸变大而高度近似不变，导致晶体生长过程中硅熔体横向流动受阻....

本文编号：4016987