升華的案例
多物理場仿真助力航天器再入大氣層：熱燒蝕現象的建模
有些材料甚至會直接從固相轉化為氣相，這一過程稱為升華或燒蝕。對材料加熱的溫度足夠高，還會發生明顯的材料去除。今天，我們就來看一看如何使用 COMSOL Multiphysics? 對這一過程建模。
利用燒蝕去除材料
固體材料加熱時，溫度會上升，最終發生相變。這一過程涉及轉化為液相再轉化為氣相，或直接轉化為氣相。由于我們的目的是要去除材料，因此僅考慮直接轉化為氣相的材料。
讓我們進一步假設這樣的情況，材料加熱時表面的最高溫度上升，同時內部雖然受熱，但溫度未高到使固體直接轉化成氣相。因此，我們只討論升華發生在材料表面的情況。同時還可以假設當材料轉化為氣相后，就不再吸收大量的熱。當周圍有其他氣流將蒸發的材料攜帶走時，這個假設很合理。將材料表面加熱到氣態并迅速移除固體周圍氣體的過程叫燒蝕。
要發生燒蝕，材料表面必須吸收大量熱通量。在此類熱源中，最實用的例子之一便是激光。此方法已廣泛用于各行業中，包括激光加工、外科手術和激光雕刻，以及其他應用。當然，熱源未必是激光。事實上，燒蝕熱屏蔽一直用于協助飛行器承受重返大氣層時產生的高熱載荷。
一位畫家繪制的再入飛行器上的熱屏蔽。
燒蝕建模要求設置一個計算固體材料溫度隨時間變化的模型并對其求解，同時要考慮升華熱和產生的材料去除。首先，必須設置一個熱邊界條件，確保固體材料溫度不超過升華溫度。其次，要制訂一種方法，對相關域中的質量去除建模。讓我們來看一下如何在 COMSOL Multiphysics 中完成這兩項任務。
在 COMSOL Multiphysics 中對熱燒蝕建模
首先，我們考慮為上方展示的飛行器上的熱屏蔽建立一個高度簡化的模型。假設分布在熱屏蔽上的熱通量在時間和空間上一致。另一個假設是，熱屏蔽的材料屬性不變，并且與沿厚度的溫度變化相比，屏蔽平面上的溫度變化忽略不計。
展開 電子設備熱設計(Thermal Design of Electronic Equipment)-10 相變傳熱與導彈導引頭散熱
相變表示為以下過程：
a.固體變為液體--熔化
b.液體變為蒸汽--蒸發，也可沸騰
c.蒸汽變為液體–冷凝，
e.液體變為固體--結晶，或冷凍
f.固體變為蒸汽–升華
g.蒸汽變為固體–沉積
舉例來說，在絕對零度以上的任何溫度下，液體中的分子都在不斷運動。其中一些分子的速度將高于平均值。如果其中一個高速分子的能量大于內聚力，分子就可以通過液體表面“逃逸”，這就是蒸發。由于這些速度更高的分子比其余分子含有更多的能量，所以能量的減少會導致本體液體冷卻。
如果液體在密閉的外殼中，逸出的分子就會充滿空氣空間。一些“逃逸”的液體分子甚至會重新進入液體。最終，從液體中逸出的分子數量等于重新進入液體的分子數量。當這種情況發生時，我們稱空氣空間為飽和蒸汽。由于分子在這個外殼內施加壓力，我們稱之為飽和蒸汽壓。如果我們增加空氣空間內的壓力，或減少空氣空間的體積，蒸汽將包含比它所能容納的更多的流體顆粒。然后我們可以說我們已經使蒸汽過飽和了。
如果外殼的壁突然冷卻，我們會再次使蒸汽過飽和。隨機移動的液體分子撞擊冷卻的外殼壁，會離開蒸汽狀態，返回液體狀態，形成冷凝。這也是一個相的變化—從氣相到液相。
升華的過程發生在材料從固相直接變為氣相時。與升華相反的是沉積，即氣相直接轉變為固體。
材料的三相點是溫度和壓力條件的組合，在這些條件下，材料可以同時以固態、液態和氣態存在。水在4.58 Torr 時具有0.01°C的三相點，如下圖所示。升華點是指材料以固體和蒸汽形式存在的溫度和壓力。臨界點是沒有任何壓力會導致蒸汽液化的溫度。當分子移動得如此之快，以至于內部內聚力不足以形成表面時，就會發生這種情況。
當物體吸收能量時，物體將顯示出由物體比熱定義的溫度升高。我們稱這種溫度升高為顯熱。
展開 碳化硅材料技術對器件可靠性的影響
圖1 各種碳化硅同質異構體生成的條件
在產業界，碳化硅單晶晶錠的制備有升華PVT、HT-CVD、LPE
（溶液生長法）
三種方法。其中升華PVT是目前最主流的制備方法，大約95%的商用碳化硅晶錠是由PVT生長。其過程是將碳化硅粉末放入專用設備中加熱，溫度上升到2200—2500℃后粉末開始升華。由于碳化硅沒有液態，只有氣態和固態，升華后在頂部會結晶出晶錠。硅單晶的生長速度約為300mm/h，碳化硅單晶的生長速度約為400μm/h，兩者相差近800倍。舉例來說，五六厘米的晶錠形成，需連續穩定生長200-300小時，由此可見碳化硅晶錠制備速率十分緩慢，這使得晶錠造價高昂。
02碳化硅單晶晶錠及襯底片缺陷
碳化硅晶錠和襯底片中均含有多種晶體缺陷，如堆垛層錯、微管、貫穿螺型位錯、貫穿刃型位錯、基平面位錯等等。碳化硅晶錠缺陷會極大地影響最終器件的良率，這是產業鏈中非常重要的話題，各襯底廠家都在不遺余力地降低碳化硅晶錠缺陷密度。
03碳化硅襯底可靠性
襯底片是晶錠切成薄片，磨平并拋光后得到的產物。襯底片在拋光工藝后獲得良好的表面質量，可抑制外延生長中缺陷的產生，從而獲得高質量的外延片。其表面質量包括平整度、近表面位錯以及殘余應力。為了在外延生長的初始階段抑制缺陷的產生，襯底表面必須是無應力和無近表面位錯。
展開 蒸鍍技術是OLED主流，仍有革新空間
蒸鍍的原理基本上可以簡化為材料受熱升華，其后在較冷的基板上再沉積的一個過程。當材料被加熱分離時，每單位蒸餾面積單位時間(m2s)內蒸發的分子數J和蒸汽壓強、材料的分子質量M和溫度T呈現一定的正比關系。由此可見，隨著蒸汽壓的增加，沉積速度也在增加。同時溫度T亦是決定蒸發速率大小的一個重要因素。
蒸鍍腔內有蒸鍍源、張網機、玻璃基板和冷卻板等設備。在進行有機薄膜蒸鍍時，需要先將帶有TFT的基板進行反轉，其后通過張網機將Mask和基板對齊，再將蒸鍍源打開對基板進行蒸鍍。
在整個蒸鍍系統中，蒸鍍機、掩模版和蒸鍍源都由不同的設備供應廠商來進行供應。在中小尺寸AMOLED面板產線中采用最多的是日本Cannon Tokki的蒸鍍機，而FMM的主要供應商為DNP和Darwin等。在蒸鍍機市場中，雖然Cannon Tokki還是面板廠首選蒸鍍機供應商，其它蒸鍍機設備廠如Ulvac等也在積極嘗試進入這一市場。與此同時， FMM技術為AMOLED蒸鍍技術的核心技術之一，近年來一些中國廠商也在FMM技術上增大了投資和布局。比如上海和輝光電在上海Gen4.5廠區已經建立了自己的FMM研究生產產線。
蒸發源是蒸鍍技術核心部件
蒸發源是蒸鍍技術的核心部件。根據蒸發的材料蒸發時物質相態的不同，可以大致將蒸發材料分為： 熔化型材料( melting - type material)和升華型材料(sublimation - type material)。一般熔化型材料都為金屬。該類型材料在蒸發時會先熔化，即當溫度達到熔點時，其平衡蒸氣壓也低于10-1 Pa。對于升華型材料而言，其材料的蒸發不必經歷熔化過程而時直接升華。該種物質在加熱低于熔點時，平衡蒸氣壓已經相對較高。常見的集中材料為Cr、Ti、Mo、Fe、Si。
展開 
基于COMSOL軟件的冷凍干燥過程仿真 ￥1000
<p>本案例模擬了一冷凍層在上下兩個干燥層熱交換作用下的冷凍升華干燥過程，模擬結果如圖所示：</p><p class="ql-align-center"><strong>溫度變化結果</strong></p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202203/imgs/31f12958f3454e6f9f64492707dc8df4.gif" alt="Untitled12.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>冷凍層升華收縮過程</strong></p><p>感興趣的朋友可下載模型，歡迎交流！</p><p><br></p>
展開 LMS samcef 熱燒蝕仿真
能夠對高速和超高速飛行器的碳基、硅基及金屬防熱材料進行燒蝕分析，包括表面燒蝕、機械燒蝕(剝蝕、溶化)、化學燒蝕(熱化學反應)、相變燒蝕(氣化、升華)、體積燒蝕、熱分解等，并能進行燒蝕，升華等熱致質量流失過程模擬。
LMS_samcef熱防護及熱燒蝕.pdf
干冰清洗可降低積灰對余熱鍋爐的危害？干冰設備配件廠家
干冰清洗是以壓縮空氣為動力和載體，以干冰顆粒為加速顆粒，通過特殊噴射清洗機噴射到清洗物體表面，利用高速固體干冰顆粒動態變化（Δmv）、升華、熔化能量轉換，使清洗物體表面污垢、油、殘留雜質快速冷凍、冷凝、脆化、剝離，同時隨氣流去除。二氧化碳在-78.5°時凝固成固體，即干冰。干冰粉碎后分散在高壓空氣中，然后通過高速噴嘴清潔表面。模具表面的殘留物用高壓氣浪和干冰顆粒吹掃。高聚物在低溫時變脆，并且變冷收縮，和管束分離。干冰顆粒在沖擊過程中升華，從固體變為氣體，膨脹數百倍，進一步產生沖擊，從而達到快速高效地清洗效果。
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展開 從“粉末冶金”進階，看粉末擠出3D打印技術如何賦能
整個未來，升華三維都將穩步前行，以數字化技術為粉末冶金高效賦能，為粉末冶金打開更為廣闊的天地作出貢獻
工業油污和灰塵有什么清洗的好方法？
干冰清洗機清洗介質干冰是通過工業廢氣二氧化碳低溫零下38度擠壓成液態，當溫度達到零下78度就形成干冰，因此干冰在清洗過后不會產生二次污染物，當干冰接觸物體時，干冰會由于物理性質低溫冷凍脆化后升華，整個升華過程是固態干冰到氣體，不經過液態，清洗過后就剩下表面去除的污染物；干冰清洗技術也有點類似噴砂清洗，但是干冰清洗技術不會產生二次污染，對物體沒有磨損，不影響周圍環境的破壞。
干冰清洗機在整個清洗過程是無毒，無污染，不使用化學劑，整個清洗過程簡單，并且解決了化學藥劑對環境的污染，使用干冰清洗機，可以提高了清洗效率，降低了清洗成本，解決了人工清洗的難題。使用干冰清洗，無需拆卸，可直接在運行時清洗，給生產工作時大大節省時間成本。
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展開 關于故障診斷的一點建議
最后我想說:基礎理論的教科書,不可能一次就全部看懂,需要多次地反復,甚至可能是10年,20年的歷程.知識的學習都是從理論到實踐,在由實踐回到理論,螺旋循環上升的,每經過一次循環,你一定會感到自己得到了升華,但也隨之而來新的困惑,不要緊下次循環一定會再次升華,擺脫這個困惑.
對不起了朋友,有點說教了,但確實是我個人的經歷總結!不對心思,盡管拍磚!
工業清洗如何做到環保無損清洗
干冰清洗機清洗介質干冰是通過工業廢氣二氧化碳低溫零下38度擠壓成液態，當溫度達到零下78度就形成干冰，因此干冰在清洗過后不會產生二次污染物，當干冰接觸物體時，干冰會由于物理性質低溫冷凍脆化后升華，整個升華過程是固態干冰到氣體，不經過液態，清洗過后就剩下表面去除的污染物；干冰清洗技術也有點類似噴砂清洗，但是干冰清洗技術不會產生二次污染，對物體沒有磨損，不影響周圍環境的破壞。
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工業無損環保清洗解決方案可以選擇干冰清洗機來解決傳統清洗方式解決不了的問題，隨著清洗行業的快速發展，干冰清洗機的應用范圍也得到越來越多領域的應用。
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干貨 | 碳化硅材料技術對器件可靠性的影響
圖1 各種碳化硅同質異構體生成的條件
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碳化硅單晶晶錠及襯底片缺陷
碳化硅晶錠和襯底片中均含有多種晶體缺陷，如堆垛層錯、微管、貫穿螺型位錯、貫穿刃型位錯、基平面位錯等等。
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圖1 各種碳化硅同質異構體生成的條件
在產業界，碳化硅單晶晶錠的制備有升華PVT、HT-CVD、LPE（溶液生長法）三種方法。其中升華PVT是目前最主流的制備方法，大約95%的商用碳化硅晶錠是由PVT生長。其過程是將碳化硅粉末放入專用設備中加熱，溫度上升到2200—2500℃后粉末開始升華。由于碳化硅沒有液態，只有氣態和固態，升華后在頂部會結晶出晶錠。硅單晶的生長速度約為300mm/h，碳化硅單晶的生長速度約為400μm/h，兩者相差近800倍。舉例來說，五六厘米的晶錠形成，需連續穩定生長200-300小時，由此可見碳化硅晶錠制備速率十分緩慢，這使得晶錠造價高昂。
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碳化硅單晶晶錠及襯底片缺陷
碳化硅晶錠和襯底片中均含有多種晶體缺陷，如堆垛層錯、微管、貫穿螺型位錯、貫穿刃型位錯、基平面位錯等等。碳化硅晶錠缺陷會極大地影響最終器件的良率，這是產業鏈中非常重要的話題，各襯底廠家都在不遺余力地降低碳化硅晶錠缺陷密度。
展開 工業生產的油污灰塵怎么清洗干凈？
【干冰清洗工業油污的原理】
清洗油污和灰塵方法：干冰清洗機清洗介質干冰是通過工業廢氣二氧化碳低溫零下38度擠壓成液態，當溫度達到零下78度就形成干冰，因此干冰在清洗過后不會產生二次污染物，當干冰接觸物體時，干冰會由于物理性質低溫冷凍脆化后升華，整個升華過程是固態干冰到氣體，不經過液態，清洗過后就剩下表面去除的污染物；干冰清洗技術也有點類似噴砂清洗，但是干冰清洗技術不會產生二次污染，對物體沒有磨損，不影響周圍環境的破壞。
【干冰清洗工業油污的益處】
干冰清洗機在整個清洗過程是環保，無污染，不使用化學劑，整個清洗過程簡單，并且解決了化學藥劑對環境的污染，使用干冰清洗機，可以提高了清洗效率，降低了清洗成本，解決了人工清洗的難題。使用干冰清洗，無需拆卸，可直接在運行時清洗，給生產工作時大大節省時間成本。
【選擇我們】
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展開 工業清洗需要解決的四大問題
物理升華：干冰顆粒在與待清潔的表面接觸時升華，即干冰會從固體轉變為氣態。干冰顆粒的體積增加800倍。這種清洗不會破壞被清潔表面，但是污物卻因被炸散而被清除。顆粒帶走污染物并使其從物體表面脫落而不損壞表面。整個過程不產生水，不需要化學品。
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