Berapa Gradien Suhu di Medan Termal?

Medan termal pertumbuhan kristal tunggal adalah distribusi suhu spasial dalam tungku suhu tinggi selama proses pertumbuhan kristal tunggal, yang secara langsung mempengaruhi kualitas, laju pertumbuhan, dan laju pembentukan kristal dari kristal tunggal. Medan termal dapat dibagi menjadi tipe tunak dan transien. Medan termal keadaan tunak adalah lingkungan termal dengan distribusi suhu yang relatif, sedangkan medan termal transien menunjukkan suhu tungku yang terus berubah.

Selama pertumbuhan kristal tunggal, transformasi fase (fase cair ke fase padat) terjadi terus menerus, melepaskan panas laten pemadatan. Pada saat yang sama, saat kristal ditarik semakin lama, permukaan lelehan terus turun, dan konduksi panas, radiasi, dan kondisi lainnya berubah. Oleh karena itu, medan termal bersifat variabel, yang disebut sebagai medan termal dinamis.

---

Antarmuka Padat-Cair

Pada saat tertentu, setiap titik dalam tungku mempunyai suhu tertentu. Jika kita menghubungkan semua titik pada bidang suhu dengan suhu yang sama, diperoleh permukaan spasial. Pada permukaan spasial ini, suhu di semua tempat sama, yang kita sebut permukaan isotermal. Di antara kelompok permukaan isotermal dalam tungku kristal tunggal, terdapat permukaan isotermal yang sangat khusus yang berfungsi sebagai batas antara fase padat dan fase cair, sehingga dikenal juga sebagai antarmuka padat-cair. Kristal tumbuh dari antarmuka padat-cair ini.

---

Gradien Suhu

Gradien suhu mengacu pada laju perubahan suhu dari suhu suatu titik A di medan termal ke suhu titik B yang berdekatan di sekitarnya, yaitu laju perubahan suhu per satuan jarak.

Selama pertumbuhan silikon monokristalin, terdapat dua bentuk (padat dan leleh) dalam medan termal, dan dengan demikian terdapat dua jenis gradien suhu:

1. Gradien suhu longitudinal dan gradien suhu radial dalam kristal.

2. Gradien suhu longitudinal dan gradien suhu radial pada lelehan.

Ini adalah dua distribusi suhu yang sangat berbeda, tetapi gradien suhu pada antarmuka padat-cair memiliki dampak terbesar pada keadaan kristalisasi. Gradien suhu radial kristal ditentukan oleh konduksi panas memanjang dan melintang kristal, radiasi permukaan, dan posisinya dalam medan termal. Secara umum, suhu lebih tinggi di bagian tengah dan lebih rendah di tepi kristal. Gradien suhu radial lelehan terutama ditentukan oleh pemanas di sekitar wadah, sehingga suhu di bagian tengah lebih rendah dan lebih tinggi di dekat wadah, dan gradien suhu radial selalu bernilai positif.

---

Persyaratan Distribusi Suhu Medan Termal yang Benar

1. Gradien suhu memanjang dalam kristal harus cukup besar tetapi tidak terlalu besar, untuk memastikan bahwa kristal memiliki kapasitas pembuangan panas yang cukup selama pertumbuhan untuk menghilangkan panas laten kristalisasi.

2. Gradien suhu memanjang dalam lelehan harus relatif besar untuk mencegah pembentukan inti kristal baru dalam lelehan; namun, gradien yang terlalu besar kemungkinan besar akan menyebabkan dislokasi dan mengakibatkan pecahnya kristal.

3. Gradien suhu memanjang pada antarmuka kristalisasi harus cukup besar untuk membentuk derajat pendinginan super yang diperlukan, memberikan kekuatan pendorong yang cukup untuk pertumbuhan kristal tunggal. Seharusnya tidak terlalu besar, jika tidak maka akan terjadi cacat struktural. Sementara itu, gradien suhu radial harus sekecil mungkin agar antarmuka kristalisasi cenderung datar.

Konfigurasi dan pemilihan komponen sistem medan termal sangat menentukan variasi gradien suhu di dalam tungku suhu tinggi. Semicorex memasok bermutu tinggipemanas komposit C/C, tabung pemandu komposit C/C, wadah komposit C/CpasirSilinder isolasi termal komposit C/Ckepada pelanggan kami yang berharga, membantu membangun sistem medan termal kristal tunggal yang berkinerja baik dan dioperasikan secara stabil untuk mencapai kualitas pertumbuhan kristal dan efisiensi produksi yang optimal.