CM円Xニ1.0000 CMIN=.ア825
Z=O.038H
B O
CM円Xニ1.0000 CMIN二.8323
Z=O.192H
CM円X=1.0000 CMIN=.8727
Z=O.5H
CM円X=1.0000 CMIN=.9356
Z=O.962H
Fig. 4-16( c): Isoconcentration lines in a horizontal cross section at Ha=300 CM日X二1.0000
CMIN=.8609
Z=O.346H
B c::>
Z=O.731H
&>
b
に〉
Z=O.038H
Z=O.346H
Z=O.731H
CM円X=1.0000 CMIN=.7323
CMAX=1.0000 CMIN=.8109
CM円X=1.0000 CMIN=.8521
Z=O.192H
Z=O.5H
Z=O.962H
CM円Xご1.0000 CMIN=.7946
CM日X=1.0000 CMIN=.8169
CM円X=1.0000 CMIN二.9027
Fig. 4-16 ( d): Isoconcentration lines in a horizontal cross section at Ha=1000.
Isoconcentration line are at every 0.05 between 0 and 1.
1 .0
c o
e l b
w 川 c c
+ U
てエ---F園田園唱
』圃圃4
H6』Hcoocoo
0.6
0.5
0 400 800
Hartmann number [ー]
Fig. 4-17: Average concentration at each Hartmann numbers.
Table 4-3: A verage
concentratioll in the Illelt and crystal-nlclt interfa.cc、(RC，'od = 1620)
o制 Ha
Recru Cαve tnt巴rfacA-1
。-3260 0.80 0.76
A-2 100 -3260 0.92 0.90
A-3 300 -3260 0.90 0.86
A-4 1000 -3260 0.86 0.81
B-1
。[58]
。0.92 0.91
B-2 100 [58]
。0.88 0.87
B-3 300 [58]
。0.86 0.81
B-4 1000 [58]
。0.83 0.76
4.5.2.5 半径方向濃度分布の変化
Fig.4 -18に 結晶成長界面における各結晶半径位置での 酸素濃度の変化を 示す。 ここで横軸が結晶半径で無次元化した半径方向距離であり、 縦軸 が酸素濃度である。 ここで白抜きの記号で示しているのが先のTable 4-3 のCase(A-1)�(A-4)に相当する結品棒およびルツボが回転する場合であり、
黒塗りの記号はCase(B-1)�(B-4)のToh and Ozoe[58]による結晶棒のみが回転 している場合の結果である。 ここでこの結果は磁場印加方向であるゆ=0 断面での値を示している。 まず磁場を印加せず 結品およびルツボの 回転
しているCase(A-1)の場合(白丸〉と結晶のみが回転しているCase(B-1)の 場合(黒丸〉を比較して みると 、 先のTable 4-3で示したように 、白丸で示 したCase(A-1)の場合の方が酸素濃度は小さくなっているが、 双方とも半 径方向での変化はほとんど見られない。 次に磁場を印加した場合 、Case Aの場合では半径位置により濃度に大きな差が出ている。 これは磁場に
より流れが抑制されるため結晶 回転による濃度の均一化が阻害されてい るためであり、これはCase Bの場合 も差は小さいが半径方向濃度の不均
が見られる。
また磁場強度により半径方向濃度差に違いがみられるが、これは先の
Fig.4-16( a)
�Fig.4-16( d)で、示した水平断面での等濃度線図に見られるように 、
流れの非対称性による濃度の周方向位置での泣いによるものである。 こ のように磁場を印加した場合、 半径方向での泌皮去を生じ必くなるた め、結晶回転数 を増加させるなどの方法をと る必要がある。
4.6 結 日
結晶棒とルツボがお互い反対方向に回転している系に磁場を印加した 場合の、 ルツボ内の伝熱流動形態およびルツボ内不純物濃度分布への影 響について検討を行った。 この結果ルツボの回転により、 半径方向速度 と軸方向速度Wにおいて流れの大きな抑制効果 がみられた。 また磁場を 印加した場合、 ルツボの回転による周方向速度Vが磁場により 大きく曲 げられるため、 半径方向速度および軸方向速度は逆に増加するが、 磁場 強度が強くなると共に小さくなる傾向 が見られた。 また平均Nu数や平均 酸素濃度分布も同様な傾向がみられた。 またこれよりルツボ回転や磁場 印加強度を変化させることによりルツボ内の流れ場や濃度分布が変化す ることが分かった。