勾形磁场下多晶硅定向凝固模拟与分析

摘要

利用基于有限元的软件COMSOL Multiphysics对多晶硅定向凝固过程进行了一系列二维数值模拟,研究了勾形磁场(CMF)对多晶硅定向凝固过程的影响。模拟分别在线圈电流设为0 A、10 A、20 A、30 A和40 A的情况下进行。结果表明:CMF能有效抑制熔体的对流,特别是对坩埚侧壁附近的熔体。CMF可以影响结晶时的固液界面,使结晶初期凸形结晶界面变得平滑。电流从0 A逐渐均匀增加到40 A时,施加于熔体上的磁场也逐渐增加,熔体的最高流速逐渐减小,而且最高流速的减小量呈现出先增加后减小的趋势。