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垂直Bridgman法生长CaF2单晶传热过程的数值分析

姚静 , 周海 , 卢一民 , 万汉城

材料科学与工艺 doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20150408

采用有限元法对大尺寸氟化钙单晶的生长过程进行了传热分析，准稳态模型简化模拟计算过程。研究了梯度区不同的温度梯度对界面形状和晶体生长速度的影响，讨论了辐射传热对晶体生长过程传热的影响。研究表明：晶体生长过程中界面凸度发生变化；晶体生长速率与坩埚下降速率不一致；25 K／cm为合适的梯度区温度梯度；晶体内部辐射传热对单晶生长传热过程有重要影响。计算结果表明，3个时期的固相等温线的曲率小于液相的。根据数值模拟结果进行了晶体生长实验，生长出的晶体完整，透明，无宏观缺陷。

关键词: CaF2 , 有限元法 , 垂直Bridgman法 , 数值模拟 , 传热 , 温度场