壁面材质和温度场对熔融硅润湿角的影响?

摘要：

本文建立了毛细模型，采用微流动两相流水平集法计算了熔融态硅液与壁面的润湿角，以人造金刚石作为壁面材料的计算结果与实验结果进行比较，验证了该模型和计算方法的正确性。在此基础上，分别选用碳化硅、石墨和人造金刚石作为壁面材料，探讨了不同壁面材料表面张力和壁面黏附力对润湿角的影响规律。结果发现，相同温度下的毛细力作用使得熔融硅液出现起伏上升现象；润湿角均有不同程度的减小然后增大，最终趋于稳定；初始阶段，由于气/熔融硅液表面张力与气/壁面表面张力之差变化较大，液面起伏波动较大；随后趋于稳定上升。同时发现石墨作为壁面材料时，以上变化更易趋于稳定。该研究为熔体中生长晶体硅获得更稳定的生长环境提供了理论依据。

关键词：润湿角、熔融硅、稳定性、毛细效应

资助基金：国家自然科学基金重点项目51335002;国家自然科学基金11472117;江苏高校优势学科建设工程资助的课题

在线出版日期：2015-06-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

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