本文首先在对熔体的杂质分凝、熔体对流、磁场对熔体对流的抑制分析的基础上,获得直拉法生长单晶所需勾形磁场的磁场参数,推导出等效重力加速度geff与磁场强度B的数学关系式,并对坩埚的三种特征尺寸,进行了熔体等效重力加速度geff计算和分析。 其次,采用ANSYS软件对磁场的分布和坩埚内壁液面处磁场B_r分量、线圈功率等关键参数进行了模拟分析,得到磁场B_r随线圈匝数、线圈间距、线圈电流的变化关系;线圈功率随线圈匝数、导线面积的变化关系;在综合考虑各参数之间的这种关系的基础上,对8英寸直拉法单晶炉勾形磁场的参数进行优化设计。 最后,对8英寸直拉单晶炉勾形磁场的模拟设计参数进行了实验验证。验证结果表明模拟结果是正确的、符合实际的、完全可以信赖的。该模拟方法完全可运用于实际设计,为设计磁场提供了一种新的设计方法。