发明名称 |
基于交变磁场调制定向凝固液固界面的方法与装置 |
摘要 |
本发明涉及一种交变磁场调制定向凝固液固界面的方法与装置,本方法是在结晶器外围固液界面上方加一个交变磁场,该交变磁场在熔体中的感应电流和磁场相互耦合产生电磁搅拌力,该电磁搅拌力的大小、方向和频率均和熔体本身的性质有关,调制电磁场的大小、方向和频率能获得平整的熔体固液界面。本装置是在炉体内的主发热体外围套装一个产生交变磁场的可调铜质感应线圈,该感应线圈接通变频感应电源。本发明采用以上方法对磁场进行调制,在结构上包括外部交变电源和内部可调磁感线圈的调节,精确控制熔体流动,使溶质和温度重新耦合均匀化,确保凝固材料液固界面保持平界面生长,减少缺陷,晶体取向一致,提高效率。 |
申请公布号 |
CN102021643B |
申请公布日期 |
2012.08.15 |
申请号 |
CN201010289587.4 |
申请日期 |
2010.09.21 |
申请人 |
上海大学 |
发明人 |
任维丽;樊亚夫;任忠鸣;钟云波;邓康;雷作胜 |
分类号 |
C30B11/00(2006.01)I;C30B29/52(2006.01)I;B22D27/02(2006.01)I;B22D27/04(2006.01)I |
主分类号 |
C30B11/00(2006.01)I |
代理机构 |
上海上大专利事务所(普通合伙) 31205 |
代理人 |
何文欣 |
主权项 |
1.一种基于交变磁场调制定向凝固液固界面的方法,其特征在于在结晶器外围液固界面上方加一个交变的磁场,该交变磁场在熔体中的感应电流和磁场相互耦合产生电磁搅拌力,该电磁搅拌力的大小、方向和频率均和熔体本身的性质有关,调制电磁场的大小、方向和频率能获得平整的熔体固液界面;所述电磁搅拌力大小与交变磁场的磁场强度B<sub>0</sub>有关,该磁场强度<img file="FSB00000782424100011.GIF" wi="270" he="66" />其中u<sub>A</sub>为阿尔文速度≈10<sup>-2</sup>m/s,μ为熔体磁导率,ρ为熔体密度;通过改变产生交变磁场的感应线圈(4)下端与熔体固液界面的距离L来调节所述电磁搅拌力的方向,L的范围为-10~10mm;所述电磁搅拌力的频率<img file="FSB00000782424100012.GIF" wi="229" he="117" />其中σ为试样熔体的电导率,δ为固态试样的趋肤深度,趋肤效应要尽可能小,其深度在R/4≤δ≤4R之间,R为样品半径。 |
地址 |
200444 上海市宝山区上大路99号 |