摘要：以单晶炉低功耗勾形磁场为研究对象,采用有限元法对主要结构参数进行了模拟分析与优化设计。并对磁场优化设计参数进行了实验验证。结果表明:磁场分布、磁场纵、横向分量强度,以及线圈电压、线圈电流、线圈功率等关键参数的实验结果均满足设计要求;实验结果与模拟结果相吻合,其平均误差小于5%;这说明模拟方法是正确的,结果符合实际、可运用于实际设计。该研究为低功耗勾形磁场设计以及广泛应用提供了一种可靠的模拟方法和经验数据。

摘要：本文利用有限元法对152.4 mm(6 inch)单晶炉355.6 mm(14 inch)坩埚横向磁场的磁场强度、磁场分布和均匀度,以及线圈匝数、铁芯半径、导线截面积、磁极宽度和高度等影响因素进行了模拟分析和优化。在此基础上得到了磁场的优化参数,并对优化设计参数进行了实验验证。结果表明:模拟方法合理,结果正确、符合实际,可运用于实际设计。为磁场设计提供了一种可靠的模拟新方法和经验数据。

摘要：本文提出了一种低功耗的新勾形磁场结构,来解决现有勾形磁场功耗过大的问题。并以8英寸单晶炉勾形磁场为研究对象,利用有限元法对线圈匝数、电流大小、线圈间距等参数对磁场强度及其分布的影响进行了模拟分析和优化设计。结果表明:在坩埚壁处产生横向磁场强度均为492 GS时,线圈内径820 mm、线圈间距200 mm等结构相同,而线圈匝数分别为2400匝的新结构与96匝的现有结构磁场相比,总功率从现有结构的38.9 kW降低到9.8 kW(降低了74.7%)。该研究为勾形磁场得以广泛应用提供了一种新的设计思路及设计方法。

摘要：本文采用有限元法对勾形磁场的分布进行了模拟分析,结果表明磁场强度径向分量Bx随径向距离r增大可视为线性增大,并且在线圈中心面上下20mm靠近坩埚内壁的窄小区域内最强。通过对磁场强度的影响因素的分析表明,磁场Bx随电流增大呈线性增加,并随匝数增加呈非线性增大。最后依据模拟结果及其分析,取得了磁场的设计参数。

摘要：采用有限元法对203.2mm单晶炉(406.4mm坩埚)勾形磁场线圈匝数和线圈纵横向层数(纵横向层数比值)以及上下两线圈间距、磁屏蔽体的厚度以及几何结构和尺寸等结构参数对磁场强度Br的影响进行了模拟分析和优化选取。为203.2mm单晶炉勾形磁场装置结构设计提供了一种可靠的模拟新方法和具有指导意义的经验数据。

摘要：本文在分析cusp磁场抑制对流原理的基础上,采用有限元法对大尺寸单晶炉cusp磁场进行了建模。利用模型分析了磁场结构尺寸对磁场强度的影响,优化了磁场结构;分析了线圈规格对磁场功率的影响,优化了磁场功率;并通过实验验证了建模方法的有效性。实验结果表明:该模拟方法可用于大尺寸单晶炉cusp磁场的实际设计。

摘要：为去除单晶炉热场温度测量信号中的低频干扰、提高温度信号的估计精度,本文提出了一种基于跨维模拟退火(trans dimensional simulated annealing,TDSA)的单晶炉热场温度检测方法.该方法首先将AIC(Akaike information criterion)信号个数判断准则纳入采样机制中以便对干扰个数采样估计,进而利用所设计的基于信号频谱和轮盘赌思想的Metropolis Hastings机制对相应个数的干扰频率进行采样,最后设计了混合均匀和高斯采样机制对单晶炉热场温度进行采样估计.仿真和单晶炉工程实验结果表明,该方法在干扰个数未知的情况下,能够有效地抑制低频干扰、准确检测单晶炉热场的温度.

摘要：以提拉法单晶炉为研究对象,首先设计各种真空元件的密封结构,逐一给出结构设计的技术路线。静密封的密封件采用O形垫圈和矩形垫片,动密封的密封件采用唇形圈、O形圈和磁流体。指出不同结构之间的区别,介绍各自用途和使用场合。然后引入Roth密封机理、Hertz弹性接触理论和Reynolds流体润滑摩擦学原理,根据理论和数值分析及试验研究成果,对设计参数、机械加工和装配工艺参数进行论述。建立了局部和全局、硬轴炉型和软轴炉型试验装备,充分考虑单晶炉运行参数,模拟晶体生长条件,对不同炉型的试验装备进行了抽真空、充氩气试验。结果表明,观察窗、电极、硬轴、软轴和其他引入等23种真空元件的结构形式在不同使用场合完全满足晶体生长所需要的真空度及压力值。这些元件结构还可推广应用于坩埚下降法、区熔法等晶体生长设备及其他真空应用装置。

摘要：降低单晶硅电池的生产成本,是提高光伏产业效益的关键。在等径拉晶过程中,采用分段加热可以减少加热器的输出功率,降低加热系统的能耗。本文在分析单晶硅拉晶过程中加热区域及能耗的基础上,提出细分加热器结构改进加热电路对单晶炉加热系统进行优化。实验设计了两段加热和三段加热两种模型(即方案1和方案2),并分别将其导入有限元仿真软件进行模拟实验。结果表明,两段加热对拉晶过程的影响较大,三段加热对拉晶过程的影响较小,后者更能保证拉晶过程的稳定进行。能耗计算发现,前者能耗降低为6.98%,而后者能耗降低达到了9.49%。因此,采用三段加热的优化设计更有利于降低光伏企业的生产成本。

摘要：晶间腐蚀、应力腐蚀和缝隙腐蚀,是单晶炉炉室发生水渗漏的主要原因,因而是制造过程中材料选择、热加工工艺、机械设计与加工以及设备使用中要特别予以关注的问题。在至少380°以上温度进行热时效会强化材料的晶间敏化趋向,较合理的措施是进行振动时效处理。结构设计中还应对炉室工作时的热应力及其作用加以考虑,热场设计中应对炉室内壁材料的晶间敏化问题和单晶棒产生的热辐射予以重视。纯净的冷却水是防止或减少腐蚀的重要条件。