Dearadh Réimse Teirmeach le haghaidh Fás Criostail Aonair SiC

1 Tábhacht Dearadh Réimse Teirmeach i dTrealamh Fáis Crystal Aonair SIC

Is ábhar leathsheoltóra tábhachtach é Crystal Aonair SIC, a úsáidtear go forleathan i Leictreonaic Cumhachta, Optoelectronics agus Feidhmchláir Ardteochta. Bíonn tionchar díreach ag dearadh allamuigh teirmeach ar iompar criostalaithe, ar aonfhoirmeacht agus ar rialú neamhíonachta an chriostal, agus bíonn tionchar cinntitheach aige ar fheidhmíocht agus ar aschur trealaimh fáis criostail aonair SIC. Bíonn tionchar díreach ag cáilíocht criostail aonair SIC ar a fheidhmíocht agus ar a iontaofacht i ndéantúsaíocht feiste. Tríd 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 chriostal a sheachaint, rud a laghdaíonn ráta foirmithe na lochtanna criostail. Is féidir le dearadh allamuigh optamaithe feabhas a chur ar an gcáilíocht aghaidh criostail agus ar an ráta criostalaithe, feabhas breise a chur ar shláine struchtúrach agus íonacht cheimiceach an chriostal, agus a chinntiú go bhfuil airíonna maithe leictreacha agus optúla ag an gcriostal singil SIC.

Bíonn tionchar díreach ag an ráta fáis de chriostal aonair SIC ar chostas agus ar chumas táirgthe. Tríd an réimse teirmeach a dhearadh go réasúnach, is féidir an grádán teochta agus an dáileadh sreafa teasa le linn an phróisis fáis criostail a bharrfheabhsú, agus is féidir ráta fáis an chriostal agus ráta úsáide éifeachtach an limistéir fáis a fheabhsú. Is féidir leis an dearadh allamuigh teirmeach caillteanas fuinnimh agus dramhaíl ábhartha a laghdú freisin le linn an phróisis fáis, costais táirgthe a laghdú, agus éifeachtúlacht táirgthe a fheabhsú, rud a mhéadaíonn aschur criostail aonair SIC. Is iondúil go dteastaíonn cuid mhór de chóras soláthair agus fuaraithe fuinnimh ó threalamh fáis criostail aonair SIC, agus is féidir leis an réimse teirmeach a dhearadh go réasúnach ídiú fuinnimh a laghdú, tomhaltas fuinnimh agus astaíochtaí comhshaoil ​​a laghdú. Tríd an struchtúr allamuigh agus an cosán sreafa teasa a bharrfheabhsú, is féidir an fuinneamh a uasmhéadú, agus is féidir teas dramhaíola a athchúrsáil chun éifeachtúlacht fuinnimh a fheabhsú agus tionchair dhiúltacha ar an gcomhshaol a laghdú.

2 dheacrachtaí i ndearadh allamuigh teirmeach de threalamh fáis criostail aonair SIC

2.1 Neamh-aonfhoirmeacht seoltacht theirmeach na n-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 fáis criostail aonair SIC, chun aonfhoirmeacht agus cáilíocht an fháis chriostal a chinntiú, ní mór an réimse teirmeach a rialú go beacht. Mar thoradh ar neamh-aonfhoirmeacht seoltacht teirmeach ábhar Sic, tiocfaidh éagobhsaíocht ar dháileadh allamuigh teirmeach, rud a théann i bhfeidhm ar aonfhoirmeacht agus ar cháilíocht an fháis chriostal. Is iondúil go nglacann trealamh fáis criostail aonair SIC modh sil -leagan gaile fisiciúil (PVT) nó modh iompair chéim gáis, a éilíonn timpeallacht ardteochta a choinneáil sa seomra fáis agus fás criostail a bhaint amach trí dháileadh beacht a rialú. Mar thoradh ar neamh-aonfhoirmeacht seoltacht teirmeach ábhar SIC beidh dáileadh teochta neamh-aonfhoirmeach sa seomra fáis, rud a dhéanfaidh difear don phróiseas fáis criostail, a d'fhéadfadh lochtanna criostail nó caighdeán criostail neamh-aonfhoirmeach a chruthú. 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 teirmeach ábhar SIC, d'fhéadfadh méid áirithe earráide tionchar a imirt ar na hanailísí insamhalta seo, rud a théann i bhfeidhm ar dhearadh beacht rialaithe agus optamaithe an réimse theirmigh.

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 gáis chreimneach difear a dhéanamh ar na hábhair agus ar 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 allamuigh teirmeach, ba cheart an modh dáilte agus an straitéis rialaithe a bhaineann le cumhacht téimh a chinneadh de réir pharaiméadair agus riachtanais an fháis chriostal. Úsáideann trealamh fáis criostail aonair SIC slata teasa graifíte nó téitheoirí ionduchtaithe le haghaidh téimh. Is féidir aonfhoirmeacht agus cobhsaíocht an réimse theirmigh a bhaint amach trí leagan amach agus dáileadh cumhachta an téitheora a dhearadh. Le linn fás criostail aonair SIC, bíonn tionchar tábhachtach ag aonfhoirmeacht teochta ar cháilíocht an chriostal. Ba chóir go mbeadh dáileadh na cumhachta teasa in ann aonfhoirmeacht na teochta sa réimse teirmeach a chinntiú. Trí insamhalta uimhriúil agus trí fhíorú turgnamhach, is féidir an gaol idir cumhacht téimh agus dáileadh teochta a chinneadh, agus ansin is féidir an scéim dáilte cumhachta téimh a bharrfheabhsú chun an dáileadh teochta a dhéanamh sa réimse teirmeach níos aonfhoirmeach agus níos cobhsaí. Le linn fás criostail aonair SIC, ba cheart go mbeadh rialú cumhachta téimh in ann rialachán beacht a bhaint amach agus rialú cobhsaí teochta a bhaint amach. Is féidir algartaim rialaithe uathoibríocha amhail rialtóir PID nó rialtóir doiléir a úsáid chun rialú lúb dúnta a bhaint amach ar chumhacht teasa bunaithe ar shonraí teochta fíor-ama a chothaítear le braiteoirí teochta chun cobhsaíocht agus aonfhoirmeacht na teochta sa pháirc theirmeach a chinntiú. Le linn fás criostail aonair SIC, beidh tionchar díreach ag méid na cumhachta teasa ar an ráta fáis criostail. Ba cheart go mbeadh rialú cumhachta téimh in ann rialáil bheacht a bhaint amach ar ráta fáis criostail. Trí anailís a dhéanamh ar an ngaol idir cumhacht teasa agus ráta fáis criostail a anailísiú agus a fhíorú go turgnamhach, is féidir straitéis rialaithe cumhachta teasa réasúnta a chinneadh chun rialú beacht a bhaint amach ar ráta fáis criostail. Le linn oibriú trealaimh fáis criostail aonair SIC, bíonn tionchar tábhachtach ag cobhsaíocht na cumhachta téimh ar chaighdeán an fháis chriostal. Tá gá le trealamh agus córais rialaithe teasa cobhsaí agus iontaofa chun cobhsaíocht agus iontaofacht na cumhachta téimh a chinntiú. Ní mór an trealamh téimh a choinneáil agus a sheirbhísiú go rialta chun lochtanna agus fadhbanna a réiteach go tráthúil agus a réiteach chun gnáthoibriú an trealaimh agus aschur cobhsaí na cumhachta téimh a chinntiú. Tríd an scéim dáilte cumhachta téimh a dhearadh go réasúnach, ag cur san áireamh an gaol idir cumhacht téimh agus dáileadh teochta, rialú beacht a bhaint amach ar chumhacht teasa, agus a chinntiú go mbeidh cobhsaíocht agus iontaofacht na cumhachta teasa, éifeachtúlacht fáis agus caighdeán criostail trealamh fáis criostail aonair SIC Feabhsaítear go héifeachtach, agus is féidir dul chun cinn agus forbairt na 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 Ríomhaireachtúil

Is é atá i gceist le samhail chruinn a bhunú an bonn le haghaidh insamhalta dinimic sreabhach ríomhaireachta (CFD). Is iondúil go mbíonn trealamh fáis criostail aonair SIC comhdhéanta de fhoirnéis graifíte, córas téimh ionduchtaithe, breogán, gás cosanta, srl. , agus an tionchar a bhíonn ag gluaiseacht ábhair ar an réimse sreafa. Baintear úsáid as samhaltú tríthoiseach chun cruthanna geoiméadracha na foirnéise, an bhreogáin, an chorna ionduchtaithe, etc. a athchruthú go cruinn, agus déan machnamh ar na paraiméadair fhisiceacha theirmeacha agus ar choinníollacha teorann an ábhair, amhail cumhacht teasa 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 a shocrú, critéir chóineasaithe agus paraiméadair eile, agus ríomhaireachtaí a dhéanamh. Le linn an phróisis insamhalta, is gá na paraiméadair a choigeartú go leanúnach chun cobhsaíocht agus cóineasú na dtorthaí insamhalta a chinntiú, agus na torthaí insamhalta a iarphróiseas, amhail dáileadh allamuigh teochta, dáileadh treoluas sreabhach, etc. . Déantar cruinneas na dtorthaí insamhalta a fhíorú trí chomparáid a dhéanamh le dáileadh an réimse teochta, le caighdeán criostail aonair agus le sonraí eile sa phróiseas fáis iarbhír. De réir na dtorthaí insamhalta, déantar an struchtúr foirnéise, an modh téimh agus gnéithe eile a bharrfheabhsú chun éifeachtúlacht fáis agus caighdeán criostail aonair trealamh fáis criostail aonair SIC a fheabhsú. Is éard atá i gceist le hionsamhlú CFD de dhearadh allamuigh teirmeach trealamh fáis criostail aonair SIC ná samhlacha cruinne a bhunú, modhanna uimhriúla cuí a roghnú agus mogalra a dhéanamh, 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 hionsamhlú CFD eolaíoch agus réasúnach tagairtí tábhachtacha a sholáthar do dhearadh agus do bharrfheabhsú trealaimh fáis criostail aonair SIC, agus éifeachtúlacht fáis agus cáilíocht criostail aonair a fheabhsú.

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 méadaitheach ar ábhair SIC i leictreonaic chumhachta, optoelectronics agus réimsí eile, beidh forbairt na teicneolaíochta fáis criostail aonair mar phríomhréimse nuálaíochta eolaíochta agus teicneolaíochta. Mar chroílár an trealaimh fáis criostail aonair SIC, leanfaidh dearadh allamuigh teirmeach ar aghaidh ag fáil aird fhorleathan agus taighde domhain. I measc na dtreoracha forbartha sa todhchaí tá struchtúr agus córas rialaithe allamuigh teirmeach a bharrfheabhsú chun éifeachtúlacht táirgthe agus caighdeán criostail aonair a fheabhsú; ábhair nua agus teicneolaíocht próiseála a fhiosrú chun cobhsaíocht agus marthanacht an trealaimh a fheabhsú; agus teicneolaíocht Chliste a chomhtháthú chun rialú uathoibríoch agus monatóireacht iargúlta a bhaint amach ar threalamh.