导　　师： 彭岚

学科专业： H07

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 重庆大学

摘　　要： 新型分离结晶BRIDGMAN法结合了传统CZOCHRALSKI提拉法和BRIDGMAN定向凝固法的优点，既能够保证晶体在较低的热梯度条件下进行晶体的分离生长，又可以为晶体生长提供一个不受约束的、自由的生长环境，因此它可以被看作是一种理想的从熔体中生长晶体的方法。CDZNTE晶体是一种十分重要的功能材料，具有能在室温下工作、高灵敏度、高能量分辨率、高量子效率、低漏电率、高电阻率等诸多优点，在医学成像与诊断、工业测量与控制、核材料非破坏分析、环境监测和天体物理等领域有着广泛的应用。因此，开展新型分离结晶BRIDGMAN法制备CDZNTE晶体的相关研究，具有重要的工程意义和理论价值。
本文重点研究在微重力条件下，新型分离结晶BRIDGMAN法生长CDZNTE晶体过程中熔体内部的流动特征。针对建立的三维数学物理模型，采用有限差分法对熔体内部的流动过程进行数值模拟，获得了熔体内部的温度分布和流场分布，分析了熔体内部的流动特征，确定了流动转变的临界条件。
研究结果表明：(1)熔体顶部为固壁时，当 MA 数较小时，在下部自由表面上表面张力梯度的作用下，在熔体内部下自由表面附近将会产生一个小流胞，此时熔体内部的流动较弱且为稳态流动；当MA数逐渐增大，熔体内部的流动范围将会逐渐增大，流胞的流动强度逐渐增强，熔体内部温度的非线性分布也逐渐加剧；当 MA 数超过某一临界值以后，流动将转变为非稳态流动。(2)熔体顶部为自由表面时，当MA数较小时，在上部和下部自由表面的表面张力梯度作用下，在熔体内部会产生两个流动方向相反的流胞，此时流动较弱且为稳态流动；当MA数逐渐增大，熔体内部流动范围亦随之增大，流胞的流动强度会逐渐增强；与熔体顶部为固壁时的临界MA数相比，此时的临界MA数有所减小。(3)熔体内部流动失稳的物理机制可以解释为流速与阻力的变化之间存在着滞后。

关 键 词： 晶体 分离结晶 热毛细对流 数值模拟 临界 数

分 类 号： [P61 P59]

领　　域： [天文地球] [天文地球] [天文地球] [天文地球]