Dearadh Réimse Teirmeach le haghaidh Fás Criostail Aonair SiC

1 Tábhacht dearadh réimse teirmeach i dtrealamh fás criostail aonair SiC

Is ábhar leathsheoltóra tábhachtach é criostail aonair SiC, a úsáidtear go forleathan i leictreonaic cumhachta, optoelectronics agus iarratais ardteochta. Bíonn tionchar díreach ag dearadh réimse teirmeach ar iompar criostalaithe, aonfhoirmeacht agus rialú neamhíonachta an chriostail, agus tá tionchar cinntitheach aige ar fheidhmíocht agus ar aschur trealaimh fás criostail aonair SiC. Bíonn tionchar díreach ag cáilíocht criostail aonair SiC ar a fheidhmíocht agus ar iontaofacht i ndéantúsaíocht gléas. Trí dhearadh an réimse teirmeach a dhearadh go réasúnach, is féidir aonfhoirmeacht an dáileadh teochta le linn fás criostail a bhaint amach, is féidir strus teirmeach agus grádán teirmeach sa chriostail a sheachaint, rud a laghdóidh ráta foirmithe na lochtanna criostail. Is féidir le dearadh réimse teirmeach optamaithe feabhas a chur ar cháilíocht aghaidh criostail agus ráta criostalaithe freisin, feabhas a chur ar shláine struchtúrach agus íonacht cheimiceach an chriostail, agus a chinntiú go bhfuil dea-airíonna leictreacha agus optúla ag an criostail aonair SiC a fhástar.

Bíonn tionchar díreach ag ráta fáis criostail aonair SiC ar an gcostas táirgthe agus ar an gcumas. Trí dhearadh an réimse teirmeach a dhearadh go réasúnach, is féidir an grádán teochta agus an dáileadh sreabhadh teasa le linn an phróisis fáis criostail a bharrfheabhsú, agus is féidir ráta fáis an chriostail agus ráta úsáide éifeachtach an limistéir fáis a fheabhsú. Is féidir le dearadh réimse teirmeach freisin caillteanas fuinnimh agus dramhaíl ábhartha a laghdú le linn an phróisis fáis, costais táirgthe a laghdú, agus éifeachtacht táirgthe a fheabhsú, rud a mhéadaíonn aschur criostail aonair SiC. De ghnáth éilíonn trealamh fás criostail aonair SiC go leor soláthair fuinnimh agus córas fuaraithe, agus is féidir le dearadh réasúnach an réimse teirmeach tomhaltas fuinnimh a laghdú, tomhaltas fuinnimh agus astaíochtaí comhshaoil ​​a laghdú. Trí struchtúr réimse teirmeach agus cosán sreabhadh teasa a bharrfheabhsú, is féidir fuinneamh a uasmhéadú, agus is féidir teas dramhaíola a athchúrsáil chun éifeachtúlacht fuinnimh a fheabhsú agus tionchair dhiúltacha ar an gcomhshaol a laghdú.

2 Deacrachtaí i ndearadh réimse teirmeach ar threalamh fás criostail aonair SiC

2.1 Neamh-aonfhoirmeacht seoltacht theirmeach ábhar

Is ábhar leathsheoltóra an-tábhachtach é SiC. Tá tréithe cobhsaíochta ardteochta agus seoltacht theirmeach den scoth ag a seoltacht theirmeach, ach tá neamh-aonfhoirmeacht áirithe ag a dháileadh seoltachta teirmeach. Sa phróiseas fás criostail aonair SiC, d'fhonn aonfhoirmeacht agus cáilíocht an fháis criostail a áirithiú, is gá an réimse teirmeach a rialú go beacht. Mar thoradh ar neamh-aonfhoirmeacht seoltacht theirmeach na n-ábhar SiC beidh éagobhsaíocht dáileadh réimse teirmeach, rud a chuireann isteach ar aonfhoirmeacht agus ar cháilíocht an fháis criostail. De ghnáth glacann trealamh fáis criostail aonair SiC modh taiscí gaile fisiceach (PVT) nó modh iompair céim gáis, a éilíonn timpeallacht ardteochta a choinneáil sa seomra fáis agus fás criostail a bhaint amach trí rialú beacht a dhéanamh ar an dáileadh teochta. Mar thoradh ar neamh-aonfhoirmeacht seoltacht theirmeach na n-ábhar SiC beidh dáileadh teochta neamh-éide sa seomra fáis, rud a dhéanfaidh difear don phróiseas fáis criostail, rud a d'fhéadfadh lochtanna criostail nó cáilíocht criostail neamh-éide a chur faoi deara. Le linn fás criostail aonair SiC, is gá insamhalta agus anailís dinimiciúil tríthoiseach a dhéanamh ar an réimse teirmeach chun tuiscint níos fearr a fháil ar an dlí athraitheach maidir le dáileadh teochta agus an dearadh a bharrfheabhsú bunaithe ar na torthaí insamhalta. Mar gheall ar neamh-aonfhoirmeacht seoltacht theirmeach na n-ábhar SiC, d'fhéadfadh go mbeadh tionchar ag earráid áirithe ar na hanailísí insamhalta seo, rud a chuireann isteach ar rialú beacht agus dearadh optamaithe an réimse teirmeach.

2.2 Deacracht maidir le rialú comhiompair laistigh den trealamh

Le linn fás criostail aonair SiC, is gá rialú teochta dian a choinneáil chun aonfhoirmeacht agus íonacht na criostail a chinntiú. Féadfaidh an feiniméan comhiompar taobh istigh den trealamh a bheith ina chúis le neamh-chomhionannas an réimse teochta, rud a chuireann isteach ar cháilíocht na criostail. De ghnáth cruthaíonn comhiompar grádán teochta, rud a fhágann go bhfuil struchtúr neamh-éide ar an dromchla criostail, rud a chuireann isteach ar fheidhmíocht agus ar chur i bhfeidhm na criostail. Is féidir le dea-rialú comhiompair luas agus treo an tsreafa gáis a choigeartú, rud a chabhraíonn le neamh-aonfhoirmeacht an dromchla criostail a laghdú agus an éifeachtúlacht fáis a fheabhsú. Mar gheall ar struchtúr casta geoiméadrach agus próiseas dinimic gáis taobh istigh den trealamh tá sé thar a bheith deacair an comhiompar a rialú go cruinn. Beidh laghdú ar éifeachtúlacht aistrithe teasa mar thoradh ar thimpeallacht ardteochta agus méadú ar fhoirmiú grádán teochta taobh istigh den trealamh, rud a dhéanfaidh difear d'aonfhoirmeacht agus ar cháilíocht an fháis criostail. D'fhéadfadh roinnt gás creimneach difear a dhéanamh ar na hábhair agus na heilimintí aistrithe teasa taobh istigh den trealamh, rud a chuireann isteach ar chobhsaíocht agus ar inrialaitheacht chomhiompar. De ghnáth tá struchtúr casta agus meicníochtaí aistrithe teasa iolracha ag trealamh fáis criostail aonair SiC, mar shampla aistriú teasa radaíochta, aistriú teasa convection agus seoladh teasa. Tá na meicníochtaí aistrithe teasa seo in éineacht lena chéile, rud a fhágann go bhfuil rialáil comhiompair níos casta, go háirithe nuair a bhíonn próisis sreabhadh multiphase agus athrú céime taobh istigh den trealamh, tá sé níos deacra comhiompar a mhúnla agus a rialú go cruinn.

3 Príomhphointí dearadh réimse teirmeach de threalamh fás criostail aonair SiC

3.1 Dáileadh agus rialú cumhachta téimh

I ndearadh réimse teirmeach, ba cheart an modh dáileacháin agus straitéis rialaithe cumhachta téimh a chinneadh de réir na bparaiméadar próisis agus na ceanglais maidir le fás criostail. Úsáideann trealamh fáis criostail aonair SiC slata téimh graifíte nó téitheoirí ionduchtaithe le haghaidh téimh. Is féidir aonfhoirmeacht agus cobhsaíocht an réimse teirmeach a bhaint amach trí leagan amach agus dáileadh cumhachta an téitheoir a dhearadh. Le linn fás criostail aonair SiC, tá tionchar tábhachtach ag aonfhoirmeacht teochta ar chaighdeán na criostail. Ba cheart go mbeadh an dáileadh cumhachta téimh in ann aonfhoirmeacht teochta sa réimse teirmeach a chinntiú. Trí insamhalta uimhriúil agus fíorú turgnamhach, is féidir an gaol idir an chumhacht téimh agus an dáileadh teochta a chinneadh, agus ansin is féidir an scéim dáileadh cumhachta téimh a uasmhéadú chun an dáileadh teochta sa réimse teirmeach a dhéanamh níos comhionann agus níos cobhsaí. Le linn fás criostail aonair SiC, ba cheart go mbeadh rialú cumhachta téimh in ann rialáil bheacht agus rialú cobhsaí teochta a bhaint amach. Is féidir halgartaim rialaithe uathoibríocha cosúil le rialtóir PID nó rialtóir doiléir a úsáid chun rialú lúb dúnta ar chumhacht téimh a bhaint amach bunaithe ar shonraí teochta fíor-ama a thugann braiteoirí teochta ar ais chun cobhsaíocht agus aonfhoirmeacht teochta sa réimse teirmeach a chinntiú. Le linn fás criostail aonair SiC, beidh tionchar díreach ag méid na cumhachta téimh ar an ráta fáis criostail. Ba cheart go mbeadh rialú cumhachta téimh in ann rialáil beacht ar ráta fáis criostail a bhaint amach. Trí anailís a dhéanamh agus a fhíorú go turgnamhach ar an gcaidreamh idir cumhacht téimh agus ráta fáis criostail, is féidir straitéis rialaithe cumhachta teasa réasúnta a chinneadh chun rialú beacht ar ráta fáis criostail a bhaint amach. Le linn oibriú trealaimh fáis criostail aonair SiC, tá tionchar tábhachtach ag cobhsaíocht an chumhachta téimh ar chaighdeán an fháis criostail. Tá gá le trealamh teasa agus córais rialaithe cobhsaí agus iontaofa chun cobhsaíocht agus iontaofacht cumhachta téimh a chinntiú. Ní mór an trealamh téimh a chothabháil agus a sheirbhísiú go rialta chun lochtanna agus fadhbanna sa trealamh téimh a fháil amach agus a réiteach go tráthúil chun gnáthoibriú an trealaimh agus aschur cobhsaí cumhachta téimh a chinntiú. Trí dhearadh réasúnach a dhéanamh ar an scéim dáileacháin cumhachta téimh, ag smaoineamh ar an gcaidreamh idir cumhacht téimh agus dáileadh teochta, rialú beacht ar chumhacht téimh a bhaint amach, agus cobhsaíocht agus iontaofacht cumhachta téimh a chinntiú, is féidir le héifeachtacht fáis agus cáilíocht criostail trealamh fás criostail aonair SiC. feabhsaithe go héifeachtach, agus is féidir dul chun cinn agus forbairt teicneolaíochta fáis criostail aonair SiC a chur chun cinn.

3.2 Córas rialaithe teochta a dhearadh agus a choigeartú

Sula ndéantar an córas rialaithe teochta a dhearadh, tá gá le hanailís insamhalta uimhriúil chun na próisis aistrithe teasa cosúil le seoladh teasa, comhiompar agus radaíocht a insamhladh agus a ríomh le linn fás criostail aonair SiC chun dáileadh an réimse teochta a fháil. Trí fhíorú turgnamhach, déantar na torthaí insamhalta uimhriúla a cheartú agus a choigeartú chun paraiméadair dearaidh an chórais rialaithe teochta a chinneadh, mar shampla cumhacht téimh, leagan amach limistéar téimh, agus suíomh braiteoir teochta. Le linn fás criostail aonair SiC, úsáidtear téamh friotaíochta nó téamh ionduchtúcháin de ghnáth le haghaidh téimh. Is gá eilimint teasa oiriúnach a roghnú. Le haghaidh téimh friotaíochta, is féidir sreang friotaíochta ardteochta nó foirnéise friotaíochta a roghnú mar eilimint téimh; le haghaidh téimh ionduchtaithe, is gá corna téimh ionduchtúcháin oiriúnach nó pláta téimh ionduchtúcháin a roghnú. Agus eilimint téimh á roghnú, is gá aird a thabhairt ar fhachtóirí mar éifeachtúlacht téimh, aonfhoirmeacht téimh, friotaíocht ardteochta, agus an tionchar ar chobhsaíocht réimse teirmeach. Ní mór aird a thabhairt ar dhearadh an chórais rialaithe teochta ní hamháin cobhsaíocht agus aonfhoirmeacht an teocht, ach freisin cruinneas coigeartaithe teochta agus luas freagartha. Is gá straitéis rialaithe teochta réasúnta a dhearadh, mar shampla rialú PID, rialú doiléir nó rialú líonra neural, chun rialú cruinn agus coigeartú teochta a bhaint amach. Is gá freisin scéim oiriúnach um choigeartú teochta a dhearadh, mar shampla coigeartú nascála ilphointí, coigeartú cúitimh áitiúil nó coigeartú aiseolais, chun dáileadh teocht aonfhoirmeach agus cobhsaí an réimse teirmeach iomlán a chinntiú. D'fhonn monatóireacht agus rialú beacht an teocht a bhaint amach le linn fás criostail aonair SiC, is gá teicneolaíocht braite teochta chun cinn agus trealamh rialaitheora a ghlacadh. Is féidir leat braiteoirí teochta ard-chruinneas a roghnú, mar shampla teirmeachúpla, friotóirí teirmeacha nó teirmiméadair infridhearg chun monatóireacht a dhéanamh ar na hathruithe teochta i ngach réimse i bhfíor-am, agus roghnaigh trealamh rialaithe teocht ardfheidhmíochta, mar shampla rialtóir PLC (féach Fíor 1) nó rialtóir DSP. , chun rialú beacht agus coigeartú na n-eilimintí téimh a bhaint amach. Trí na paraiméadair dearaidh a chinneadh bunaithe ar mhodhanna insamhalta uimhriúla agus fíoraithe turgnamhacha, modhanna téimh cuí agus eilimintí teasa a roghnú, straitéisí rialaithe teochta réasúnta agus scéimeanna coigeartaithe a dhearadh, agus úsáid a bhaint as teicneolaíocht braite teochta chun cinn agus trealamh rialaitheora, is féidir leat rialú beacht agus coigeartú a bhaint amach go héifeachtach. an teocht le linn fás criostail aonair SiC, agus feabhas a chur ar cháilíocht agus ar thorthaí criostail aonair.

3.3 Insamhladh Dinimic Sreabhán Ríomhaireachta

Is é múnla cruinn a bhunú an bonn le haghaidh insamhalta dinimic sreabhach ríomhaireachtúil (CFD). De ghnáth tá trealamh fás criostail aonair SiC comhdhéanta de foirnéise graifít, córas teasa ionduchtaithe, breogán, gás cosanta, etc. Sa phróiseas samhaltú, is gá castacht an struchtúir foirnéise a mheas, tréithe an mhodh téimh. , agus tionchar gluaiseacht ábhair ar an réimse sreafa. Úsáidtear samhaltú tríthoiseach chun cruthanna geoiméadracha na foirnéise, an breogán, an choil ionduchtúcháin, etc., a athchruthú go cruinn, agus breithniú a dhéanamh ar pharaiméadair fhisiceacha teirmeacha agus ar choinníollacha teorann an ábhair, mar shampla cumhacht téimh agus ráta sreafa gáis.

In insamhalta CFD, cuimsíonn modhanna uimhriúla a úsáidtear go coitianta an modh toirte críochta (FVM) agus an modh eiliminte críochta (FEM). I bhfianaise na saintréithe atá ag trealamh fáis criostail aonair SiC, úsáidtear an modh FVM go ginearálta chun na cothromóidí sreafa sreabhach agus seoltaí teasa a réiteach. Maidir le meshing, is gá aird a thabhairt ar na príomhréimsí a fhoroinnt, mar shampla an dromchla breogán graifíte agus an limistéar fáis aonair criostail, chun cruinneas na dtorthaí insamhalta a chinntiú. Tá éagsúlacht de phróisis fhisiceacha i gceist le próiseas fáis criostail aonair SiC, mar shampla seoladh teasa, aistriú teasa radaíochta, gluaiseacht sreabhach, etc. De réir an staid iarbhír, roghnaítear samhlacha fisiceacha cuí agus coinníollacha teorann le haghaidh insamhalta. Mar shampla, ag smaoineamh ar an seoladh teasa agus ar an aistriú teasa radaíochta idir an breogán graifíte agus an criostail aonair SiC, is gá coinníollacha teorann aistrithe teasa cuí a shocrú; ag smaoineamh ar thionchar teasa ionduchtúcháin ar ghluaiseacht sreabhach, is gá breithniú a dhéanamh ar choinníollacha teorann an chumhachta téimh ionduchtúcháin.

Roimh insamhalta CFD, is gá an chéim ama insamhalta, critéir chóineasaithe agus paraiméadair eile a shocrú, agus ríomhanna a dhéanamh. Le linn an phróisis insamhalta, is gá na paraiméadair a choigeartú go leanúnach chun cobhsaíocht agus cóineasú na dtorthaí insamhalta a áirithiú, agus na torthaí insamhalta a iar-phróiseáil, mar shampla dáileadh réimse teochta, dáileadh treoluas sreabhach, etc., le haghaidh tuilleadh anailíse agus leas iomlán a bhaint as. . Déantar cruinneas na dtorthaí insamhalta a fhíorú trí chomparáid a dhéanamh leis an dáileadh réimse teochta, cáilíocht criostail aonair agus sonraí eile sa phróiseas fáis iarbhír. De réir na dtorthaí insamhalta, tá an struchtúr foirnéise, an modh téimh agus gnéithe eile optamaithe chun feabhas a chur ar éifeachtúlacht fáis agus ar chaighdeán criostail aonair trealaimh fás criostail aonair SiC. Is éard atá i gceist le insamhalta CFD de dhearadh réimse teirmeach de threalamh fás criostail aonair SiC samhlacha cruinne a bhunú, modhanna uimhriúla cuí agus meshing a roghnú, samhlacha fisiceacha agus coinníollacha teorann a chinneadh, paraiméadair insamhalta a leagan síos agus a ríomh, agus torthaí insamhalta a fhíorú agus a bharrfheabhsú. Is féidir le insamhalta CFD eolaíoch agus réasúnta tagairtí tábhachtacha a sholáthar maidir le dearadh agus leas iomlán a bhaint as trealamh fás criostail aonair SiC, agus feabhas a chur ar éifeachtúlacht fáis agus ar chaighdeán criostail aonair.

3.4 Dearadh struchtúir foirnéise

Ós rud é go n-éilíonn fás criostail aonair SiC teocht ard, táimhe ceimiceach agus seoltacht theirmeach maith, ba cheart an t-ábhar comhlacht foirnéise a roghnú as ábhair ardteochta agus creimeadh-resistant, mar shampla criadóireacht chomhdhúile sileacain (SiC), graifít, etc. Tá ábhar SiC den scoth. cobhsaíocht teocht ard agus táimhe ceimiceach, agus is ábhar comhlacht foirnéise idéalach é. Ba cheart go mbeadh dromchla balla istigh an chomhlachta foirnéise réidh agus aonfhoirmeach chun radaíocht theirmeach agus friotaíocht aistrithe teasa a laghdú agus cobhsaíocht réimse teirmeach a fheabhsú. Ba cheart an struchtúr foirnéise a shimpliú a oiread agus is féidir, le níos lú sraitheanna struchtúracha chun tiúchan strus teirmeach agus grádán teocht iomarcach a sheachaint. Úsáidtear struchtúr sorcóireach nó dronuilleogach de ghnáth chun dáileadh aonfhoirmeach agus cobhsaíocht an réimse teirmeach a éascú. Socraítear eilimintí teasa cúnta cosúil le cornaí téimh agus friotóirí taobh istigh den fhoirnéis chun aonfhoirmeacht teochta agus cobhsaíocht réimse teirmeach a fheabhsú agus cáilíocht agus éifeachtúlacht fás criostail aonair a chinntiú. I measc na modhanna téimh coitianta tá téamh ionduchtúcháin, téamh friotaíochta agus téamh radaíochta. I dtrealamh fás criostail aonair SiC, is minic a úsáidtear meascán de théamh ionduchtúcháin agus téamh friotaíochta. Úsáidtear téamh ionduchtúcháin go príomha le haghaidh téamh tapa chun aonfhoirmeacht teochta agus cobhsaíocht réimse teirmeach a fheabhsú; úsáidtear téamh friotaíochta chun grádán teochta agus teochta tairiseach a choinneáil chun cobhsaíocht an phróisis fáis a chothabháil. Is féidir le téamh radaíochta feabhas a chur ar aonfhoirmeacht teocht taobh istigh na foirnéise, ach de ghnáth úsáidtear é mar mhodh teasa cúnta.

4 Conclúid

Leis an éileamh atá ag méadú ar ábhair SiC i leictreonaic chumhachta, optoelectronics agus réimsí eile, beidh forbairt teicneolaíochta fáis criostail aonair SiC mar phríomhréimse nuálaíochta eolaíochta agus teicneolaíochta. Mar chroílár trealamh fáis criostail aonair SiC, leanfaidh dearadh réimse teirmeach ar aghaidh ag tabhairt aird fhorleathan agus taighde domhain. I measc na dtreoracha forbartha sa todhchaí tá leas iomlán a bhaint as struchtúr réimse teirmeach agus córas rialaithe chun éifeachtacht táirgthe agus cáilíocht criostail aonair a fheabhsú; iniúchadh a dhéanamh ar ábhair nua agus ar theicneolaíocht phróiseála chun cobhsaíocht agus marthanacht trealaimh a fheabhsú; agus teicneolaíocht Chliste a chomhtháthú chun rialú uathoibríoch agus monatóireacht iargúlta ar threalamh a bhaint amach.