勾形磁场下重力水平和温度梯度对CdZnTe分离结晶生长的影响

为了了解勾形磁场下相关参数对CdZnTe晶体生长的影响,利用有限元法对坩埚内的热量和动量传递过程进行了全局数值模拟。分析了不同的磁场强度下重力水平、壁面温度梯度对CdZnTe晶体生长过程的影响。结果表明：重力水平存在1个临界值,此时CdZnTe熔体内最大流函数最小,流动最弱。随着温度梯度逐渐增大,熔体内最大流函数也逐渐增大,熔体的流动越来越强,不利于晶体稳定生长。通过施加勾形磁场,能有效抑制熔体内的流动,有利于晶体的稳定生长,为地面条件下制备大尺寸CdZnTe晶体创造了条件。     

空间晶体生长流体效应的实验研究和理论分析

在空间晶体生长实时观察装置上，利用溶液中形成的铌酸钾微晶作示踪粒子，首次在空间高温氧化物熔液内，实时观察和记录了空间表面和力对流效应。利用测量的结果计算了熔体内空间表面张力对流的速度场，并与地面表面张力对流的速度场进行了对比，理论计算与实验结果基本吻合。探讨了空间均匀分布铌酸钾微晶的形成机理。结果表明：表面张务对流在空间晶体生长过程中起主要作用，是形成均匀分布胞状晶体的主要机理。     

梯度凝固法晶体生长应用磁场的研究进展

在梯度凝固法晶体生长中应用磁场可以有效提高溶质分布的均匀性，改善生长界面的形貌。主要综述了在VGF法或VB法晶体生长中应用磁场的研究进展，包括行波磁场、旋转磁场和交变磁场的产生原理，以及三种磁场在熔体中形成的对流模式和对晶体生长的影响。提出了三种磁场各自的优势和在实际晶体生产上的应用前景。     

散热参数对冷心放肩微量提拉法生长蓝宝石晶体影响的数值模拟

利用数值模拟分析的方法,研究了冷心放肩微量提拉法生长蓝宝石晶体过程中热交换器散热参数对晶体质量的影响趋势;分析了热交换器的散热参数变化对晶体生长的固液界面凸出率和晶体内温度分布、温度梯度的影响.结果表明,热交换器的对流换热系数和工作流体的温度变化对晶体生长的固液界面突出率和温度梯度具有相似的影响效果;且在晶体长到一定尺寸后,只靠加大热交换器的散热热能力,不足使晶体继续生长.     

真空坩埚下降法晶体生长中传热的有限差分数值分析

本文针对目前实用的三种典型的坩埚下降法晶体生长温场形式,采用有限差分数值方法,计算出生长NaCl、CaF_2和YAG等晶体时物料中的温场分布,全面地讨论了各种参数对固液界面形状、位置及轴向温度梯度的影响,指出了在各种温场情况下为得到较为理想的界面形状和轴向温度梯度分布时可供选择的生长条件。     

采用改进的温梯法生长氟化钙晶体

对现有的晶体生长温梯法进行改进,将炉内温场分为坩埚底部温度高于坩埚顶部温度的化料区和坩埚底部温度低于坩埚顶部温度的温梯生长区两部分.通过对坩埚相对于温场位置的控制,获得适宜进行熔体均一化和晶体生长条件.生长了尺寸为φ135 mm×150 mm氟化钙(CaF2)晶体,生长的CaF2晶体质量较好,位错密度＜330/mm2,从190 nm到9000 nm透过良好,紫外200 nm处和红外9 μm处透过率可达80%以上.     

撞击流式连续化结晶器内流场特性的数值模拟

将撞击流结晶器应用于吡唑酮晶体的连续化生产过程,考虑到此晶体形成与原料液混合效果的关联性,选用丁酮酰胺水溶液和水作为液液流体介质。利用CFD模拟得到一种撞击流连续化结晶器内的流场分布并对流场进行分析,讨论撞击流结晶器内原料流速对混合性能的影响,研究撞击流连续化结晶器轴向速度、切向速度和近壁面流速随水的进口流速的变化规律,以及结晶器内沿轴向和径向的速度分布情况,根据混合均匀度指数评判结晶器中水在不同进口速度下的混合效果。计算结果表明：在丁酮酰胺水溶液进口速度为2 m/s及其他条件不变的情况下,水的进口流速增加会导致撞击流结晶器内混合均匀度指数降低,流场中流速分布更加不均匀,并且撞击混合区流体的切向速度随之升高,因此水的进口流速适度减小有利于晶体的生长。     

大尺寸YAG激光晶体的生长研究

随着大功率、高质量固体激光器的发展及应用领域的推广,Nd:YAG激光晶体的市场需求日益增加,同时对晶体的质量要求也越来越高,开展大尺寸晶体生长研究不但可以提高晶体的光学均匀性,而且有利于生产效率的提高。通过对晶体生长设备的改进,生产用水电的改造,不断改善晶体生长的温场环境和工艺的优化,采用控制析晶率的方法,有效的提高了大尺寸Nd:YAG晶体的质量。     

掺钬氟化钇钡激光晶体气氛制备研究

本文通过在多晶原料合成,温场结构设计,BYF熔体特性,不同气氛环境晶体生长参数选择,晶体结构特性等方面开展了相关实验验证研究,生长出掺杂的Ho:BaY₂F₈晶体,并对晶体结构、缺陷、激光应用进行了相关测试,实现了3.9μm脉冲激光输出。     

自然对流对于熔体生长中小面化的影响

应用基于边界保角变换技术的Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元方法，研究熔体生长中动力学效应和自然对流的耦合作用探究了对流对生长系统中的温场分布、相界面２以及界面过冷度的影响。研究结果表明：自然对不充可使相界面的弯曲度减小，界面的相对位置降低，同时，对流使得小面端点处的夹角变得圆滑，小面域和粗糙面域的界线变得不明显，相应地，小面尺寸有所减小。     

Effects of crystal growth rate and heat and mass transfer on solute distribution

The effects of crystal growth rate and heat and mass transfer on solute distribution during solidification of binary melt have been theoretically investigated on the basis of a new theory of solute distribution proposed by the present authors. The solute distribution factor f at the solid-liquid (SL) interface is in inverse proportion to the one-half power of the dimensionless growth rate U. The growth rate U is in proportion to the second power of the normalized concentration difference between the SL interface and bulk melt. A new transport factor K, which describes heat and mass transfer in melt, gives an important contribution to the crystal growth and the solute distribution at the SL interface. The transport factor is used successfully to control the solidification of melt. The flow structure in melt exerts essential influence on the solid purity.     

FEP熔体流动性能和结晶性能的研究

应用熔体流动速率仪考察了口模半径、载荷及温度对聚全氟乙丙烯(FEP)流动性能的影响。结果表明:FEP熔体的表观黏度随着剪切速率、温度、载荷和口模半径的增加而降低,表现出假塑性流体行为。应用差示扫描量热法测定FEP的熔融和结晶温度及热焓,发现:与聚四氟乙烯(PTFE)相比,FEP熔点较低,熔融热较低,结晶度较小,而且熔融峰较宽。     

勾形磁场中直拉硅单晶浓度场的数值模拟研究

为有效控制晶体尺寸、金属杂质含量、掺杂元素及氧分布的均匀性,提出在非均匀轴对称勾形磁场中利用磁控提拉法生长硅单晶。用有限差分法对非均匀轴对称勾形磁场中直拉硅单晶体系中的浓度场进行数值模拟研究,基于直拉硅单晶生长系统的物理及数学模型,进行无量纲化处理,借助于相应的边界条件进行求解,并针对不同工艺条件下熔体中及界面处氧浓度分布情况进行模拟研究。结果表明：在勾形磁场作用下,通过改变磁场强度、晶体和坩埚转速及晶体半径可有效控制固一液界面处氧浓度及分布均匀性,从而在晶体中获得径向均匀的氧浓度。     

注塑成型充填过程的可压缩流动分析

注塑成型过程中,熔体在型腔中的流动和传热对制品质量性能有重要的影响.为了预测注塑制品的收缩、翘曲和力学性能,精确预测充填过程的流动及传热历史是十分必要的.本文考虑熔体的可压缩性及相变的影响,将充填过程中熔体的流动视为非牛顿可压流体在非等温状态下的广义Hele-Shaw流动.采用有限元/有限差分混合方法求解压力场和温度场,采用控制体积法跟踪熔体流动前沿,并应用Visual C++实现了注塑充填过程的可压缩流动分析.为了保证能量方程各项在单元内边界的连续性,结点能量方程各项由单元形心处的离散值加权平均获得,因而,能量方程在计算区域内整体求解.对两个算例进行了分析,模拟结果与实验结果的对比,验证了本文数值算法及程序.     

Study on single crystals of butyl branched polyethylene in the presence of electric field

Single crystal of butyl branched polyethylene with various molecular weight formed from the melt in the presence of electric field was studied. It was found that electric field influenced morphology and structure of the butyl branched polyethylene single crystals formed. The lateral habits of the single crystals were circular shape, which was different from truncated lozenge or lenticular shape single crystals formed from the melt in the absence of electric field. The stems in the single crystals formed in the presence of electric field were perpendicular to the basal plane of the single crystals, which was different from chain tilting in single crystals formed from the melt in the absence of electric field. The electron diffraction patterns showed that the structure of the circular single crystals was a quasi-hexagonal with looser chain packing. This looser chain packing was favorable to thickening growth of single crystals through chain sliding diffusion. The thickness of the single crystals was much larger and depended on molecular weight. It indicated that the single crystal in the presence of electric field should be an extended chain type single crystal.     

Paramagnetic organometallic liquid crystal polymers

Summary We have synthesized a paramagnetic organometallic liquid crystal polymer containing a tetradentate Schiff base complex of copper II. The main chain liquid crystal polymer forms when the functionalized complex is combined at 220°C with the melt of a low molecular weight terpolymer. The terpolymer is a nematic liquid crystal at this temperature and contains oxybenzoate, dioxyphenyl, and pimeloate structural units. The organometallic material melts reversibly into a liquid crystalline fluid at a slightly lower temperature than the terpolymer. In external magnetic fields the tendency is for the backbone axis of the organometallic fluid to rotate away from the field direction. This observation suggests that strong interactions between the field and the paramagnetic units dictate the orientation of diamagnetic chemical sequences which normally align parallel to the magnetic field.     

微通道壁面刻蚀孔缺陷对通道内部流场的影响

Microchannel reactors are commonly used in micro-chemical technology. The performance of microreactors is greatly affected by the velocity field in the microchannel. The flow field is disturbed by the cylindrical etch holes caused by air dust on the microchannel surface during its processing procedure. In this approach, a two-dimensional computational fluid dynamics (CFD) model is put forward to study the effect of etch holes on flow field. The influenced area of single or two concave etch holes is studied for the case of laminar flow. The hole diameter, the Reynolds number and the distance between the center of holes are found to have influences on the flow field. Numerical results indicate that the effects of etch hole on the flow field should be evaluated and the way of choosing the economic class of cleanroom for microreactor manufacture is presented.     

振动力场作用下三螺杆挤出机计量段中聚合物挤出的模拟

建立了同向旋转三螺杆挤出机计量段实际流道真实尺寸的三维非牛顿模型，利用ANSYS软件中的FLOTRAN CFD分析功能对该流场进行数值模拟，分析了振动力场作用下挤出机计量段内的黏度分布、压力分布、速度分布以及振幅对流量的影响，同时与无振动状态的挤出特性进行了比较。研究结果表明：振动力场的引入使熔体黏度和流量呈周期性变化，熔体黏度降低，螺棱两侧压差随振幅增大而增大，剪切作用增强，分散性混合能力和分布性混合能力提高。     

60PHB／PET热致液晶共聚酯的流动特征相转变及热处理的影响

在２９０℃下经熔融共聚制得６０ＰＨＢ／ＰＥＴ热致液晶共聚酯。用毛细管流变仪测定流动性能，表明此共聚酯为切力变稀流体；其非牛顿指数、屈服应力在２６０℃均有突变。结合ＤＳＣ，ＤＬＩ，ＴＯＴ等研究，共聚酯在２５５～２５８℃为ＰＨＢ微晶向向列型液晶转变点。流变特征与相态有关。经高温处理（＞２６０℃）的共聚酯熔体在较低温度下呈保持高温流动特征。而经不同温度热处理后冷却样品，其相转变热焓、相转变温度均随热处理温度的增加而增加，尤其是在２６０℃以上热处理后冷却样品，其相转变热焓增加较大，而２８０℃以上热处理后冷却样品的相转变热焓达到最大值。