基于ANSYS軟軸型單晶爐提拉系統晃動分析

（云南機電職業技術學院，云南 昆明，650203）

基于ANSYS軟軸型單晶爐提拉系統晃動分析

白艷霞

（云南機電職業技術學院，云南 昆明，650203）

在軟軸型單晶爐實際拉晶過程中發現，單晶爐提拉系統在其工作轉速達到13～14r/min范圍時，發生明顯晃動，嚴重影響了單晶爐拉晶質量和生產效率。為解決此問題，本文選取單晶爐提拉系統為研究對象，建立提拉系統不同軟軸長度和不同擺錘質量的有限元模型，對其進行結構模態分析求出固有頻率及其對應的臨界轉速。分析結果表明，提拉系統軟軸長度和擺錘質量在某些范圍內，其臨界轉速接近13～14r/min。因此，提拉系統軟軸的長度和擺錘重量是引起系統晃動的可能原因，在實際拉晶生產中為了避免提拉系統的晃動，需要選擇適當長度和重量的軟軸和擺錘。

單晶爐提拉系統；有限元模型；固有頻率；軟軸晃動

人工晶體是太陽能光伏發電產業和半導體行業發展所需的核心原材料，單晶爐是制造人工晶體的專用設備，目前國內外的單晶爐大部分采用軟軸提拉系統。由于受到液/固相變規律的制約，單晶爐在實際工作中要求提拉機構既要做旋轉運動，又要做上升運動，同時還要保持速度穩定，對中性好，不能出現蠕動和擺動。提拉系統的晃動會引起生長瞬間微觀擴散層的變化，造成有效分凝系數的變動，導致微觀摻雜劑濃度分布的徑向不均勻，引起對流情況不穩定，導致生長時固液界面過冷度的變化，為枝晶生長提供條件[1]，會嚴重地影響單晶體的內在品質。……