轴向磁场对多晶硅定向凝固过程中热流场的影响

摘要：

采用Comsol 4.3a软件建立了轴向磁场作用下多晶硅定向凝固的二维轴对称模型,通过有限元方法将硅熔体中的电磁场、温度场和流速场进行了耦合数值计算.结果表明:当磁场线圈中心面位于熔体中心面下方60 mm处时,其磁场线高密度集中在熔体中心面下方强浮力对流区域,且均匀分布.此时硅熔体的最大流速为41 μm/s,相比磁场线圈位于熔体中心面上方60 mm处的流速场减小了41.43％.随着磁场强度的增加,硅熔体中等温线越来越稀疏.与未施加磁场相比,轴向温度梯度减小了15 K/cm,硅熔体中的晶体生长速率增加.硅熔体温度梯度与晶体生长速率之比GL/Vs值变小会使得其结晶前沿界面产生组分过冷,导致细晶的生成,这方面有待于进一步的研究.

关键词：多晶硅、磁场、温度场、流速场、数值模拟

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分类号：TG244(铸造)

资助基金：国家自然科学基金;江西省自然科学基金;江西省高等学校科技落地计划;江西省教育厅科学技术研究项目;江西省教育厅科学技术研究项目;江西省教育厅科学技术研究项目;江西省科技支撑计划

在线出版日期：2015-11-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：79-83