数値解析による石英ルツボ製造用アーク溶融炉における伝熱機構の予測
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概要
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引上げ法によるシリコン単結晶の大型化・高品質化にともない，シリコン融液を保持する石英ルツボの高品位化が強く要求されている．一般に石英ルツボは石英粉をアークの発生する熱を利用して溶融成形される．本研究では，アーク溶融炉内の熱的環境を把握するために，電極間のアークに起因する高温ガス流れに着目し，その流れをプラズマ流として捉えることにより数値解析ツールを構築した．解析対象には炉内のガスと加熱される原料および炉体を考慮した．解析モデルの妥当性を検証するために，アークによって加熱される石英原料層の温度上昇を熱電対にて測定した．電極位置をパラメータとした測定結果は数値計算結果と良好に一致し，また石英原料の溶融経過も実操業と適合したことから，計算モデルの妥当性が示された．
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