Запропоновано математичну модель теплових і гідродинамічних процесів у процесі вирощування кристалів із використанням методу безтигельної електронно-променевої плавки та за схемою Бріджмена. Як препарати для формування кристалів розглянуто кремній (метод плаваючої зони) та прозору речовину сукцінонітрил (схема Бріджмена). Математична модель базується на повній системі рівнянь руху в'язкої нестисливої рідини та рівнянні конвективно-кондуктивного переносу енергії в вісесиметричному наближенні. В моделі враховано наступні силові фактори, що спричинюють рух розплаву: підйомну силу Архімеда; термокапілярну силу Марангоні; вібрацію елементів технологічного обладнання. За допомогою методу математичного моделювання проведено порівняльний аналіз гідродинамічних і теплових процесів у процесі вирощування кристалів за схемою Бріджмена та за допомогою методу зонної плавки. Вивчено особливості гідродинамічного стану розплаву за формування кристалів за земних умов та умов мікрогравітації як за відсутності вібраційних збурень, так і накладання аксіальної вібрації за гармонічним законом. Показано, що технологічні процеси вирощування кристалів із розплаву є особливо чутливими до вібраційних збурень у тому разі, коли сумарне прискорення (фонове + вібраційне) змінює знак упродовж одного періоду вібрації. У такому випадку можлива релей-тейлорівська втрата стійкості руху рідкої фази, яка неминуче виникає у випадку вирощування кристалу за схемою Бріджмена за умов невагомості. Вібрація невисокої інтенсивності може слугувати знаряддям для пригнічення вторинних вихорів поблизу фронту кристалізації за вирощування кристалів за земних умов як за допомогою методу зонної плавки, так і методу Бріджмена. Результати розрахунків порівняно з окремими експериментальними даними.

  Повний текст PDF    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"