壁面材质和温度场对熔融硅润湿角的影响?

• 作者: 丁建宁 凌智勇 张忠强 程广贵 袁宁一 许多 郭立强
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 润湿角 熔融硅 稳定性 毛细效应
• 年，卷（期）: 2015,（11）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:结构、力学和热学性质
• 页码范围: 116801-1-116801-7
• 页数: 1页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.64.116801

摘要

本文建立了毛细模型，采用微流动两相流水平集法计算了熔融态硅液与壁面的润湿角，以人造金刚石作为壁面材料的计算结果与实验结果进行比较，验证了该模型和计算方法的正确性。在此基础上，分别选用碳化硅、石墨和人造金刚石作为壁面材料，探讨了不同壁面材料表面张力和壁面黏附力对润湿角的影响规律。结果发现，相同温度下的毛细力作用使得熔融硅液出现起伏上升现象；润湿角均有不同程度的减小然后增大，最终趋于稳定；初始阶段，由于气/熔融硅液表面张力与气/壁面表面张力之差变化较大，液面起伏波动较大；随后趋于稳定上升。同时发现石墨作为壁面材料时，以上变化更易趋于稳定。该研究为熔体中生长晶体硅获得更稳定的生长环境提供了理论依据。