एकल क्रिस्टल भट्टी के तापीय क्षेत्र का तापमान प्रवणता क्या है?

क्या हैतापीय क्षेत्र?

का तापमान क्षेत्रएकल क्रिस्टल वृद्धिएकल क्रिस्टल भट्ठी में तापमान के स्थानिक वितरण को संदर्भित करता है, जिसे थर्मल क्षेत्र के रूप में भी जाना जाता है। कैल्सीनेशन के दौरान, तापीय प्रणाली में तापमान वितरण अपेक्षाकृत स्थिर होता है, जिसे स्थैतिक तापीय क्षेत्र कहा जाता है। एकल क्रिस्टल की वृद्धि के दौरान, तापीय क्षेत्र बदल जाएगा, जिसे गतिशील तापीय क्षेत्र कहा जाता है।

जब एक एकल क्रिस्टल बढ़ता है, तो चरण (तरल चरण से ठोस चरण) के निरंतर परिवर्तन के कारण, ठोस चरण की गुप्त ऊष्मा लगातार जारी होती है। इसी समय, क्रिस्टल लंबा और लंबा होता जा रहा है, पिघलने का स्तर लगातार गिर रहा है, और गर्मी चालन और विकिरण बदल रहे हैं। इसलिए, तापीय क्षेत्र बदल रहा है, जिसे गतिशील तापीय क्षेत्र कहा जाता है।

ठोस-तरल इंटरफ़ेस क्या है?

एक निश्चित समय पर, भट्ठी के किसी भी बिंदु पर एक निश्चित तापमान होता है। यदि हम अंतरिक्ष में बिंदुओं को तापमान क्षेत्र में समान तापमान से जोड़ते हैं, तो हमें एक स्थानिक सतह मिलेगी। इस स्थानिक सतह पर हर जगह तापमान समान होता है, जिसे हम इज़ोटेर्मल सतह कहते हैं। एकल क्रिस्टल भट्टी में इज़ोटेर्मल सतहों के बीच, एक बहुत ही विशेष इज़ोटेर्मल सतह होती है, जो ठोस चरण और तरल चरण के बीच इंटरफ़ेस है, इसलिए इसे ठोस-तरल इंटरफ़ेस भी कहा जाता है। क्रिस्टल ठोस-तरल इंटरफ़ेस से बढ़ता है।

तापमान प्रवणता क्या है?

तापमान प्रवणता तापीय क्षेत्र में एक बिंदु A के तापमान में निकटतम बिंदु B के तापमान में परिवर्तन की दर को संदर्भित करती है। अर्थात, एक इकाई दूरी के भीतर तापमान में परिवर्तन की दर।

कबएकल क्रिस्टल सिलिकॉनबढ़ता है, तापीय क्षेत्र में ठोस और पिघल के दो रूप होते हैं, और तापमान प्रवणता भी दो प्रकार की होती है:

▪ क्रिस्टल में अनुदैर्ध्य तापमान प्रवणता और रेडियल तापमान प्रवणता।

▪ 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 क्रिस्टलीकरण स्थिति को सबसे अधिक प्रभावित कर सकती है। क्रिस्टल का रेडियल तापमान प्रवणता क्रिस्टल के अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ ताप संचालन, सतह विकिरण और थर्मल क्षेत्र में नई स्थिति से निर्धारित होता है। सामान्यतया, क्रिस्टल के केंद्र का तापमान अधिक और किनारे का तापमान कम होता है। पिघल का रेडियल तापमान प्रवणता मुख्य रूप से इसके चारों ओर के हीटरों द्वारा निर्धारित किया जाता है, इसलिए केंद्र का तापमान कम होता है, क्रूसिबल के पास का तापमान अधिक होता है, और रेडियल तापमान प्रवणता हमेशा सकारात्मक होती है।

तापीय क्षेत्र के उचित तापमान वितरण के लिए निम्नलिखित शर्तों को पूरा करना आवश्यक है:

▪ क्रिस्टल में अनुदैर्ध्य तापमान प्रवणता काफी बड़ी है, लेकिन बहुत बड़ी नहीं है, यह सुनिश्चित करने के लिए कि प्रक्रिया के दौरान पर्याप्त गर्मी अपव्यय क्षमता हैक्रिस्टल विकासक्रिस्टलीकरण की गुप्त ऊष्मा को दूर करने के लिए।

▪ पिघल में अनुदैर्ध्य तापमान प्रवणता अपेक्षाकृत बड़ी है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि पिघल में कोई नया क्रिस्टल नाभिक उत्पन्न नहीं होता है। हालाँकि, यदि यह बहुत बड़ा है, तो अव्यवस्था और टूट-फूट का कारण बनना आसान है।

▪ क्रिस्टलीकरण इंटरफ़ेस पर अनुदैर्ध्य तापमान प्रवणता उचित रूप से बड़ी होती है, जिससे आवश्यक अंडरकूलिंग बनती है, ताकि एकल क्रिस्टल में पर्याप्त विकास गति हो। यह बहुत बड़ा नहीं होना चाहिए, अन्यथा संरचनात्मक दोष उत्पन्न होंगे, और क्रिस्टलीकरण इंटरफ़ेस को सपाट बनाने के लिए रेडियल तापमान ढाल जितना संभव हो उतना छोटा होना चाहिए।

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