The study of material purification using melting-solidification technic ''zone melting''. - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2005

The study of material purification using melting-solidification technic ''zone melting''.

Etude de la purification d'un matériau par fusion solidification''zone Melting''.

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Abstract

This thesis is dedicated to the study of a transient model that takes into account the multi-dimensional effects of the process of purification by fusion of zone. We studied the effect of the main parameters governing the process of purification, to know: the speed of transfer of sources of heating and cooling, the intensity of heating flux, the intensity of cooling flux, the width of the melted zone and finally the geometric aspect report. These different parameters have a basic impact on the process of purification, on its efficiency and on the degree of purification that is reached after one or several passages of sources. An application in the case of the sige material at a very weak concentration has been simulated with the help of the code of calculation by finite elements castem 2000. The result of this simulation showed the numerical resolution difficulty for a very big lewis number. In order to reach our objective, an important part! Of this study has been dedicated to the determination of a couple (number of lewis in the liquid and report of coefficients of species diffusion) so that the process of the purification is represented correctly. For that to make, we studied the fusion of a slice by an immobile source and chose an appropriate couple of these 2 parameters determinants which allowed us to reach our aim. In order to analyze the effect of each of sizes evoked above on the purification, a second part has been dedicated to the study of the actual purification phase while adopting a parametric study.
Ce travail de thèse est consacré à l'étude d'un modèle transitoire qui tient compte des effets multidimensionnels dans le procédé de purification par fusion de zone. Nous avons étudié les effets des principaux paramètres gouvernant le processus de purification à savoir: la vitesse de translation des sources de chauffage et de refroidissement, l'intensité de flux de chauffage, l'intensité de flux de refroidissement, la largeur de la zone fondue et en fin le rapport d'aspect géométrique. Ces différents paramètres influent de façon importante sur le processus de purification, sur son efficacité et sur le degré de purification atteint après un ou plusieurs passages des sources. Une application dans le cas du matériau SiGe à très faible concentration a été simulée à l'aide d! u code de calcul par éléments finis Castem 2000. Le résultat de cette simulation a montré la difficulté de résolution numérique pour un nombre de Lewis très grand. Afin d'atteindre l'objectif visé, une étape importante dans cette étude a été consacrée à la détermination d'un couple (nombre de Lewis dans le liquide et rapport des coefficients de diffusion des espèces) pour que le processus de purification soit correctement représenté. Pour ce faire, nous avions étudié la fusion d'une tranche par une source immobile et choisir un couple convenable de ces 2 paramètres déterminants qui nous permet d'atteindre l'objectif visé. Afin d'analyser l'effet de chacune des grandeurs évoquées ci-dessus sur la purification, une deuxième étape a été consacrée à l'étude de la ! phase de purification proprement dite en adoptant une étu! de param étrique.
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Dates and versions

pastel-00001349 , version 1 (21-09-2010)

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  • HAL Id : pastel-00001349 , version 1

Cite

Mongi Manaa. The study of material purification using melting-solidification technic ''zone melting''.. Sciences de l'ingénieur [physics]. Ecole Polytechnique X, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00001349⟩
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