तापीय क्षेत्र में तापमान प्रवणता क्या है?

एकल क्रिस्टल विकास थर्मल क्षेत्र एकल क्रिस्टल विकास प्रक्रिया के दौरान उच्च तापमान भट्टी के भीतर तापमान का स्थानिक वितरण है, जो सीधे एकल क्रिस्टल की गुणवत्ता, विकास दर और क्रिस्टल गठन दर को प्रभावित करता है। थर्मल क्षेत्र को स्थिर-अवस्था और क्षणिक प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है। स्थिर-अवस्था तापीय क्षेत्र अपेक्षाकृत तापमान वितरण वाला तापीय वातावरण है, जबकि क्षणिक तापीय क्षेत्र लगातार बदलते भट्टी तापमान को प्रदर्शित करता है।

एकल क्रिस्टल वृद्धि के दौरान, चरण परिवर्तन (तरल चरण से ठोस चरण) लगातार होता रहता है, जिससे जमने की गुप्त ऊष्मा निकलती है। साथ ही, जैसे-जैसे क्रिस्टल को लंबे समय तक खींचा जाता है, पिघली हुई सतह लगातार गिरती रहती है, और गर्मी संचालन, विकिरण और अन्य स्थितियां बदल रही हैं। इसलिए, तापीय क्षेत्र परिवर्तनशील है, जिसे गतिशील तापीय क्षेत्र कहा जाता है।

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ठोस-तरल इंटरफ़ेस

एक निश्चित समय पर, भट्ठी के प्रत्येक बिंदु पर एक विशिष्ट तापमान होता है। यदि हम तापमान क्षेत्र के सभी बिंदुओं को समान तापमान से जोड़ते हैं, तो एक स्थानिक सतह प्राप्त होती है। इस स्थानिक सतह पर हर जगह तापमान एक समान होता है, जिसे हम इज़ोटेर्मल सतह कहते हैं। एकल क्रिस्टल भट्ठी में इज़ोटेर्मल सतहों के परिवार के बीच, एक बहुत ही विशेष इज़ोटेर्मल सतह होती है जो ठोस चरण और तरल चरण के बीच सीमा के रूप में कार्य करती है, इसलिए इसे ठोस-तरल इंटरफ़ेस के रूप में भी जाना जाता है। इस ठोस-तरल इंटरफ़ेस से क्रिस्टल विकसित होते हैं।

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तापमान प्रवणता

तापमान प्रवणता तापीय क्षेत्र में एक बिंदु A के तापमान से उसके आस-पास के बिंदु B के तापमान में तापमान परिवर्तन की दर को संदर्भित करती है, अर्थात, प्रति इकाई दूरी पर तापमान परिवर्तन की दर।

मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन वृद्धि के दौरान, थर्मल क्षेत्र में दो रूप (ठोस और पिघला हुआ) होते हैं, और इस प्रकार दो प्रकार के तापमान प्रवणता होती है:

1. क्रिस्टल में अनुदैर्ध्य तापमान प्रवणता और रेडियल तापमान प्रवणता।

2. पिघल में अनुदैर्ध्य तापमान प्रवणता और रेडियल तापमान प्रवणता।

ये दो पूरी तरह से अलग तापमान वितरण हैं, लेकिन ठोस-तरल इंटरफ़ेस पर तापमान प्रवणता का क्रिस्टलीकरण अवस्था पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है। क्रिस्टल का रेडियल तापमान प्रवणता क्रिस्टल के अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ ताप संचालन, सतह विकिरण और थर्मल क्षेत्र में इसकी स्थिति से निर्धारित होता है। सामान्यतया, क्रिस्टल के केंद्र में तापमान अधिक और किनारे पर कम होता है। पिघल का रेडियल तापमान प्रवणता मुख्य रूप से क्रूसिबल के आसपास के हीटरों द्वारा निर्धारित किया जाता है, इसलिए केंद्र में तापमान कम होता है और क्रूसिबल के पास अधिक होता है, और रेडियल तापमान प्रवणता हमेशा एक सकारात्मक मान होती है।

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उचित तापीय क्षेत्र तापमान वितरण के लिए आवश्यकताएँ

1. क्रिस्टल में अनुदैर्ध्य तापमान प्रवणता पर्याप्त रूप से बड़ी होनी चाहिए, लेकिन अत्यधिक नहीं, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि विकास के दौरान क्रिस्टल में क्रिस्टलीकरण की गुप्त गर्मी को हटाने के लिए पर्याप्त गर्मी अपव्यय क्षमता हो।

2. पिघल में नए क्रिस्टल नाभिक के गठन को रोकने के लिए पिघल में अनुदैर्ध्य तापमान प्रवणता अपेक्षाकृत बड़ी होनी चाहिए; हालाँकि, अत्यधिक बड़ी ढाल के कारण अव्यवस्था होने और क्रिस्टल के टूटने की संभावना होती है।

3. क्रिस्टलीकरण इंटरफ़ेस पर अनुदैर्ध्य तापमान प्रवणता आवश्यक सुपरकूलिंग डिग्री बनाने के लिए उचित रूप से बड़ी होनी चाहिए, जो एकल क्रिस्टल विकास के लिए पर्याप्त प्रेरक शक्ति प्रदान करती है। यह बहुत बड़ा नहीं होना चाहिए, अन्यथा संरचनात्मक दोष उत्पन्न हो जाएंगे। इस बीच, क्रिस्टलीकरण इंटरफ़ेस को समतल बनाने के लिए रेडियल तापमान प्रवणता यथासंभव छोटी होनी चाहिए।

तापीय क्षेत्र प्रणाली का विन्यास और घटक चयन बड़े पैमाने पर उच्च तापमान भट्टी के अंदर तापमान प्रवणता की भिन्नता को निर्धारित करता है। सेमीकोरेक्स उच्च ग्रेड की आपूर्ति करता हैसी/सी मिश्रित हीटर, सी/सी कम्पोजिट गाइड ट्यूब, सी/सी मिश्रित क्रूसिबलरेतसी/सी मिश्रित थर्मल इन्सुलेशन सिलेंडरहमारे मूल्यवान ग्राहकों के लिए, इष्टतम क्रिस्टल विकास गुणवत्ता और उत्पादन दक्षता प्राप्त करने के लिए अच्छी तरह से निष्पादित और स्थिर रूप से संचालित सिंगल-क्रिस्टल थर्मल फील्ड सिस्टम बनाने में मदद करना।