Скінченноелементний аналіз електрорезистивного нагрівання апарата високого тиску для дослідження розчинності GaN у Fe

Abstract

Розглянуто переваги і недоліки методів отримання кристалів нітриду ґалію. Досліджено збіжність рішення задачі електрорезистивного нагрівання при визначенні теплового стану комірки апарата високого тиску. Змодельовано і досліджено тепловий стан комірки апарата високого тиску, що використовують для визначення розчинності нітриду ґалію у залізі. Визначено, що комбінована дискретизація з використанням трикутних і чотирикутних елементів дозволяє зменшити час розв'язання зв'язаної задачі електро- і теплопровідності за даних умов. Результати розрахунків представлені стаціонарними температурними полями в різних елементах апарата. Отримано, що при температурі в контрольній точці комірки в 1800 °С осьовий її перепад в об’ємі досліджуваного зразка із армко–заліза складав 62 °С, максимальний перепад – 156 °С. Змодельована конфігурація комірки і визначені для неї умови нагрівання є прийнятними для експериментальних досліджень розчинності GaN в контакті із рідким Fe в умовах високих тисків і температур.

Keywords

• нітрид ґалію
• апарат високого тиску
• комірка високого тиску
• метод скінченних елементів