提拉法晶体生长等径控制系统的研究
发布时间：2022-01-07 03:11
晶体能实现特殊能量的相互转换,例如通过晶体将电能转换为磁力、光能、声能等,在近代科学的发展中晶体有着十分重要的地位。随着手机、电脑等电子类产品的发展和大规模应用,更加需要大量的各类晶体材料,晶体类材料的发展也是推动近代科学技术的发展。由于天然晶体存在着本身的缺陷,导致品质和数量不能完全满足近代科学技术发展的需要,从而使人工晶体的得到了很好发展。本论文首先比较了激光晶体生长各种工艺方法,采用晶体重量变化作为反馈系统和坩埚的温度控制系统来控制晶体等径生长,采用上称重法满足重量反馈系统,将晶体重量作为直径的反馈信号。接着对晶体的上称重法称重机构进行设计,用温度控制系统作为输出控制晶体等径生长,以此为思路进行激光晶体设备的总体设计;并且对籽晶杆旋转时候的固有频率进行计算并校核,计算籽晶杆工作时对晶体结晶和称重传感器的影响,机体振动对称重传感器的影响。在软件设计方面,由于控制精度对晶体的生长温控系统起着关键作用,但是晶体生长炉具有大延迟、大惯性、非线性而且对象变化的系统,这些因素没有太大的变动但是不确定的,所以需要从软件上多重考虑,而最好最经济的方法是从控制的软件方面进行更好的设计,本论文所采用...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型的激光晶体材料Fig.1-1Typicallasercrystalmaterials
西安理工大学硕士学位论文2图1-2中国研制的激光器Fig.1-2GeneratinglasermadeinChina随着人工晶体材料的不断发展以及对各个领域的影响，这就对生产晶体的晶体炉有了更多的要求，也对我们改进晶体炉指明了方向，随着国与国之间的竞争加剧，在激光晶体领域，能够高效的生长高质量的晶体成为我国需解决的重要问题[6]。1.3晶体生长控制技术发展现状最近几年，随着我国的产业升级换代，我国人工晶体材料行业也有了很大的进步，多种人工晶体处于世界先进水平。然而，从整体来看，部分材料还不满足国民经济和国防建设高速发展的需要，而晶体生产装备的制约是主要因素之一[7]。人工晶体材料的制造不断向自动化、规模化、大型化方向发展，这就对晶体炉的设计提出了更多技术指标,相应的其制造难度也大幅提升，但也是我国人工晶体材料生长产业的发展机遇[8]。激光晶体产业方面，我国的企业与外国企业的侧重点不同，国内企业主要以生产关键的零器件和成品的晶体为主，而国外企业则主要以生产激光应用产品为主营业务，但随着贸易战的进行，作为世界上的大国，我国有足够大的市场和人才，也开始对整个产业链的国产化提出更高的要求，一定要做到关键点不能受制于人，也开始大规模的进入了激光应用产品的制造。我国人工激光晶体的发展基本与国际同时起步，产品的直径由小到大和品种由少到多的持续发展，一部分新型人工晶体材料还具有自己的专利。国内生产激光晶体材料重点企业有：1、西安蓝晶机械科技有限公司，其陆续开发了TDL--J75型、TDL(R)--50型、TDL(R)--60型系列激光炉，这些晶体炉的运行系统、控制系统及其它关键的性能指标相较与以前的产品有着更好的体现[9]。2、深圳的大族激光，主要的产品是激光工业设备[10]。3、福建的福晶科技，其生产的产品为掺
西安理工大学硕士学位论文10图2-2上称重法晶体生长原理Fig.2-2Crystalgrowthprincipleofupweighingmethod由上图可知：△t时间内拉伸的晶体增量为：1212)tvtv()2d(m（2-1）由于晶体溶液的减少量就是晶体生长的重量，所以得：tv])2d(-)2D[()tvtv()2d(22221212（2-2）式中：d——晶体直径/mm；ρ1——晶体密度/g/mm;ν1——晶体提拉速度/mm；D——坩埚直径/mm；ρ2——熔体密度/g/mm；ν2——液面下降速度/mm。由以上公式(2-1)、(2-2)组合得：1111)2(12212dDtvdm令tmG
本文编号：3573690
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型的激光晶体材料Fig.1-1Typicallasercrystalmaterials
西安理工大学硕士学位论文2图1-2中国研制的激光器Fig.1-2GeneratinglasermadeinChina随着人工晶体材料的不断发展以及对各个领域的影响，这就对生产晶体的晶体炉有了更多的要求，也对我们改进晶体炉指明了方向，随着国与国之间的竞争加剧，在激光晶体领域，能够高效的生长高质量的晶体成为我国需解决的重要问题[6]。1.3晶体生长控制技术发展现状最近几年，随着我国的产业升级换代，我国人工晶体材料行业也有了很大的进步，多种人工晶体处于世界先进水平。然而，从整体来看，部分材料还不满足国民经济和国防建设高速发展的需要，而晶体生产装备的制约是主要因素之一[7]。人工晶体材料的制造不断向自动化、规模化、大型化方向发展，这就对晶体炉的设计提出了更多技术指标,相应的其制造难度也大幅提升，但也是我国人工晶体材料生长产业的发展机遇[8]。激光晶体产业方面，我国的企业与外国企业的侧重点不同，国内企业主要以生产关键的零器件和成品的晶体为主，而国外企业则主要以生产激光应用产品为主营业务，但随着贸易战的进行，作为世界上的大国，我国有足够大的市场和人才，也开始对整个产业链的国产化提出更高的要求，一定要做到关键点不能受制于人，也开始大规模的进入了激光应用产品的制造。我国人工激光晶体的发展基本与国际同时起步，产品的直径由小到大和品种由少到多的持续发展，一部分新型人工晶体材料还具有自己的专利。国内生产激光晶体材料重点企业有：1、西安蓝晶机械科技有限公司，其陆续开发了TDL--J75型、TDL(R)--50型、TDL(R)--60型系列激光炉，这些晶体炉的运行系统、控制系统及其它关键的性能指标相较与以前的产品有着更好的体现[9]。2、深圳的大族激光，主要的产品是激光工业设备[10]。3、福建的福晶科技，其生产的产品为掺
西安理工大学硕士学位论文10图2-2上称重法晶体生长原理Fig.2-2Crystalgrowthprincipleofupweighingmethod由上图可知：△t时间内拉伸的晶体增量为：1212)tvtv()2d(m（2-1）由于晶体溶液的减少量就是晶体生长的重量，所以得：tv])2d(-)2D[()tvtv()2d(22221212（2-2）式中：d——晶体直径/mm；ρ1——晶体密度/g/mm;ν1——晶体提拉速度/mm；D——坩埚直径/mm；ρ2——熔体密度/g/mm；ν2——液面下降速度/mm。由以上公式(2-1)、(2-2)组合得：1111)2(12212dDtvdm令tmG
本文编号：3573690
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