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氧化物溶液表面张力对流速度场研究

金蔚青 , 蒋元方 , , 葛长根 , 杨家骏 , 潘志雷 , 刘照华

无机材料学报

利用示踪粒子获得直径为2mm的环状铂金坩埚内Li+KNbO熔体近坩埚区域的表面张力对流速度场;并从理论上推导出表面张力对流速度场解析表达式,推导结果与实测结果一致.

关键词: 氧化物熔体 , thermocapillary convection , velocity field

空间与地面高温氧化物熔体中的温度分布

刘照华 , 金蔚青 , 蒋元方 , 潘志雷 , , 苗宇 , 蔡丽霞

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2002.04.018

使用直径为2.5 mm的铂坩埚,在地面和空间进行了四硼酸锂(LBO)晶体材料的融解结晶实验,测量了高温熔体内的温度分布,在简化条件下根据热传输方程和扩散方程求得的计算值与实验值基本一致.在地面熔体内温度分布的变化较大,在空间环境中熔体内温度分布趋于平稳.在两种状态下熔体内同一位置的温度偏差不超过8℃.

关键词: 高温氧化物熔体 , 空间温度分布 , 地面温度分布

氧化物溶液表面张力对流速度场研究

金蔚青 , 蒋元方 , , 葛长根 , 杨家骏 , 潘志雷 , 刘照华

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2000.02.027

利用示踪粒子获得直径为2mm的环状铂金坩埚内Li2B4O7+KNbO3熔体近坩埚区域的表面张力对流速度场,并从理论上推导出表面张力对流速度场解析表达式,推导结果与实测结果一致.

关键词: 氧化物熔体 , 表面张力对流 , 速度场

晶体形态稳定性研究进展

蔡丽霞 , 金蔚青 , 潘志雷 , 刘照华 ,

无机材料学报

综述了80年代至今的晶体界面形态稳定性的研究方法和内容,主要包括晶体形态稳定性与生长机制的关系,实时观察法研究晶体形态稳定性,扩散效应下的晶体形态稳定性研究以及对流效应对晶体形态稳定性的影响.

关键词: 晶体形态稳定性 , in-situ observation , diffusion , convection

过饱和温度和降温速率对BBO晶体浓度边界层厚度的影响

蔡丽霞 , 金蔚青 , 潘志雷 , , 刘照华

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2001.03.011

浓度边界层是晶体生长过程中分析界面输运现象的重要元素.我们从实验角度研究了扩散机制下的BaB2O4单晶生长中过饱和温度和降温速率对浓度边界层厚度的影响.过饱和温度和浓度边界层厚度之间为抛物线关系,降温速率和浓度边界层厚度变化率之间为线性关系.

关键词: 过饱和温度 , 降温速率 , 溶质边界层 , 界面输运

空间高温氧化物晶体生长过程中流体效应的数字模拟研究

刘照华 , 金蔚青 , 潘志雷 , , 陈刚毅

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2002.04.004

数字模拟方法可以模拟实际晶体生长过程,了解晶体生长参数的变化对晶体生长的影响.本文利用数字模拟的方法,在本实验室建立的空间二维实时观察装置中,对高温Li2B4O7熔液中生长KNbO3晶体的流体效应及温场进行了数字模拟研究,结果表明,在地面生长,熔液内部存在复杂的双涡流动模式,重力对熔液中的速度场和温场的分布产生强烈的作用,而在空间,当重力水平达到一定程度时,可以使熔液中的流动模式简单化,从而降低流动效应对传热、传质造成的不稳定性和不均匀性,有利于提高晶体生长的质量.同时通过对空间搭载实验与地面实验结果进行对比分析,与数字模拟分析的结果一致,随着重力水平的下降,熔液中的速度场,温场分布朝着稳态生长的方向发展,表面张力对流是形成均匀胞状晶体结构的主要因素.

关键词: 微重力 , 数字模拟 , 速度场 , 温度场

用于高温光学实时观察的磁场装置

金蔚青 , 袁晖 , 潘志雷 , 刘照华 ,

无机材料学报

最近在我们实验室里建立了一套加磁场高温光学实时观察装置.作为磁场发生器的电磁铁,在发热体中心最高可产生0.14T的侧向磁场.运用这套加磁场实时观察装置,能有效地阻抑KNbO3熔体内的重力对流,减少界面边界层厚度.

关键词: 磁场 , null , null

高温氧化物晶体生长过程中流体效应的实验研究及理论分析

刘照华 , 金蔚青 , 蒋元方 , 潘志雷 , , 蔡丽霞

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2001.03.008

流体效应是影响晶体生长传热、传质过程和晶体完整性的主要因素,了解其机理将有利于生长优质晶体.我们在空间晶体生长实时观察装置上,利用20μm的碳酸钠作示踪粒子,首次在高温氧化物熔液内同时观察到了表面张力和重力对流效应,并利用测量的结果计算了熔液内表面张力对流和重力对流的速度场.实验结果表明:近坩埚壁处,主要以表面张力对流起主导作用,而在熔液区域内,重力对流效应显著.

关键词: 高温熔液流体效应 , 示踪粒子 , 速度场

低频率振动对液体表面流动的影响

陈刚毅 , 金蔚青 , 潘志雷 , 刘照华 ,

无机材料学报

以Al粉为示踪粒子,对甘油+水的混合液施加一个连续可调的振动振幅;利用CCD摄像头采集流场信号,首次观察到了不同振幅下液体表面不同的谐振现象;并测量了不同谐振点时液体表面流动的速度;用实验现象清晰的反映了液体表面行为随振幅的变化.

关键词: 低频振动 , resonance phenomena , surface flow

对氧化物熔体浮区中重力对流的数值模拟

, 金蔚青 , 简来成 , 潘志雷 , 刘照华 , 蔡丽霞

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2002.01.012

利用有限元分析方法数值模拟了界面形状对氧化物高温熔体碟形浮区中的温度分布和重力对流速率的影响.发现界面形状对重力对流速率有较大的影响对于凸面.相对于炉圈平面5%的偏离使重力对流速率增大25%,偏离越大.重力对流速率越大:对于凹面.5%的偏离使重力对流速率减小15.7%,偏离越大.重力对流速率越小.

关键词: 氧化物 , 重力对流 , 碟形浮区 , 数值模拟

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