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蓝宝石晶体是一种具有良好的物理、机械、热学和光学性能的晶体材料。国防工业、红外技术和LED照明的迅速发展,大尺寸、高质量和性能稳定的蓝宝石晶体需求日益增加。目前,生长蓝宝石晶体的方法很多,而泡生法是生长大直径、高质量蓝宝石的最佳方法之一。但泡生法是一项耗时、耗能的生长方法,因此利用ANSYS分析软件模拟分析加热过程,再进行实验验证,以便达到减少实验次数、降低成本和提高生长质量等目的。 论文主要研究对象是泡生法生长蓝宝石晶体。主要是对加热过程进行温场模拟仿真分析,用ANSYS有限元分析软件分析,通过参数化快速建模,快速达到模型的建立及修改,并进行模拟仿真,为后期分析比较工作节省了大量的人力和时间。 通过对蓝宝石生长设备中温场分析讨论,建立了温场的数学模型,并对炉体中温场进行了理论分析。 用ANSYS有限元软件对泡生法生长蓝宝石晶体的加热过程进行了模拟仿真,并对温场进行了详细的分析;再针对不同的参数,对晶体炉做相应的改变,主要是改变保温屏层数(即厚度)、坩埚至屏口距离、籽晶杆水温、上屏层数和孔径大小、加热器位置等参数,建模并进行模拟仿真,与未改变参数前进行对比,分析各个参数的改变对于加热温场的影响。 根据对比的结果,选择出对生长蓝宝石晶体有利的参数,再应用改变参数后的泡生炉进行蓝宝石晶体的生长实验,成功的生长出了形状好、高品质的蓝宝石晶体。