高頻等離子體球化石英粉的數(shù)值模擬研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、作為集成電路封裝領(lǐng)域不可缺少的優(yōu)質(zhì)材料—球形石英粉,隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,其需求在快速增長,同時它在特種陶瓷、航空航天、精細(xì)化工,光學(xué)器件等眾多領(lǐng)域的應(yīng)用也受到廣泛的關(guān)注。等離子體法制備球形石英粉與其它制備方法相比具有獨特的優(yōu)勢,并且等離子體法被認(rèn)為大規(guī)模制備球形石英粉最具前景的方法之一。因此對高頻等離子體球化石英粉的研究具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。本文以高頻等離子體反應(yīng)器內(nèi)球化石英粉為對象,采用數(shù)值模擬方法研究了等離子體反應(yīng)器中

2、的流動和傳熱及石英粉的加熱歷程和運動軌跡。
  首先分析推導(dǎo)了等離子體的電磁場方程,建立高頻等離子體的磁流體力學(xué)模型(MHD),然后對FLUENT進行二次開發(fā)。通過用戶自定義變量(UDS)添加電磁場變量,用戶自定義子程序(UDF)添加洛倫茲力源相到動量方程,添加焦耳熱和輻射源相到能量方程。從而完成高頻等離子體反應(yīng)器的電磁場、溫度場、速度場的多場耦合計算。同時考慮了溫度的變化對氬氣物理性質(zhì)的影響,對電磁場計算區(qū)域進行擴展,采用零邊值

3、邊界條件。最后通過數(shù)值模擬得到了反應(yīng)器電磁場,溫度場和速度場的分布規(guī)律。
  在高頻感應(yīng)等離子體的流場分析的基礎(chǔ)上加入石英粉顆粒,應(yīng)用FLUENT中的離散相模型(DPM)對顆粒和等離子體進行相間耦合計算,研究了石英粉在等離子體中受熱情況。研究表明等離子體的回流區(qū)域?qū)κ⒎鄣募訜嵊幸欢ǖ挠绊?。另外石英粉顆粒的大小對其加熱和軌跡有重要影響。
  本文主要研究了高頻等離子體內(nèi)流場的結(jié)構(gòu)及能量輸送機理,石英粉在反應(yīng)器內(nèi)的加熱和運動軌

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