原创《坩埚下降法晶体生长自动化控制》：本论文主要论述了坩埚论文范文相关的参考文献,对您的论文写作有参考作用。
摘 要：随着工业化生产的发展,自动化程度的提高,各行各业都在向着机器人时展,而人工晶体生长工艺繁琐、设备复杂,想实现机器人替代人工需要一些时间.经过不断探索与试验,在坩埚下降法晶体生长过程中初步实现自动化控制.利用组态监控软件,构建出晶体生长过程的人机互换界面,通过组态与简单的程序编写实现人工晶体生长的自动化控制.本文通过使用MCGS组态软件与PMC、温控仪进行通讯、数据采集与发送指令,实现自动控制.可提高生产效率,降低人工成本,为企业创造更多利润.
关键词：自动化；晶体生长
中图分类号：TB476 文献标识码：A
文章编码：1672-7053（2017）07-0175-02
Abstract：With the development of industry and the improvement in automation,all industries are developing towards the age of robots. The artificial crystal growth process is cumbersome and complex, so it will take some time for robot to replace labor. By continuous exploration and test, automatic control can be achieved in the process of crystal growth by vertical Bridgman technique. By using Supervisory Control and Date Acquisition （SCADA）, the man-machine interface is constructed in the process of crystal growth. We can also achieve the automatic control of artificial crystal growth by configuration and programming. This paper using MCGS, PMC, and temperature controller to communication, data collection, sending instructions, we will achieve automatic control. It can increase production efficiency, reduce the labor cost and create more profit for enterprise.
Key Words：automation； crystal growth
1晶体与晶体生长技术
晶体（crystal）是有明确衍射图案的固体,其原子或分子在空间按一定规律周期重复地排列.晶体中原子或分子的排列具有三维空间的周期性,隔一定的距离重复出现,这种周期性规律是晶体结构中最基本的特征.
人工晶体生长技术是人工合成或培育的具有一定结构、尺寸、形状和性能的晶体的技术.它主要是用来区别自然界中天然形成的各种矿物晶体的.
图1、图2可以看出人工生长的水晶,由于其原料和工艺以及生长条件的区别,其形状与天然水晶也有一定的区别.
由于晶体可以从气相、液相和固相中生长,而不同的晶体材料又有不同的生长条件,加上应用对晶体的要求有时十分苛刻,这样就造成了晶体生长方法的多样性以及生长设备和技术的复杂性,本文主要针对熔体生长方法中坩埚下降法结合工业生产中实际需求,通过自动化控制提高工业生产中晶体毛坯合格率、生产效率,降低生产成本.
2坩埚下降法
坩埚下降法是由Bridgman于1925年提出的.该方法是将晶体生长的原料装在坩埚中,在具有单向温度梯度的晶体生长炉内进行生长.晶体生长炉通常采用管式结构,炉体结构由上向下并分为三个区域,即高温区、过渡区和低温区.高温区的温度高于晶体的熔点,低温区的温度低于晶体的熔点,过渡区的温度逐渐由高温区温度过渡到低温区温度,形成一维的温度梯度.进行晶体生长时,首先将坩埚置于高温区使原料熔化,并在此区域保持恒温一段时间,以便获得均匀的过热熔体；然后通过坩埚的向下移动使坩埚由高温区穿过过渡区向低温区运动.坩埚进入过渡区后熔体发生定向冷却,达到低于熔点温度的部分发生结晶,并且随着坩埚向下运动而冷却,结晶界面沿着与其运动相反的方向定向生长,实现晶体生长过程的连续运行.
如图,坩埚轴线与水平线垂直,坩埚自上向下运动,实现晶体生长.
坩埚下降法是利用电机驱动丝杠控制坩埚向下运动,最初行业内大都根据生长晶体速度需要,选择固定转数的减速电机,经过计算,配以相應齿轮组,通过蜗轮蜗杆结构得到需要的升降速度.这种传统的机械结构运行稳定,齿轮、涡轮、蜗杆保养到位可以使用数年；电机故障会立即停止下降动作,不会出现滑落现象（对于晶体生长这种现象是致命的损失）；缺点就是速度可调范围小,只能以固定速度自动进行单方向下降,升降机构上升需要手工摇动,费时费力,在晶体生长过程中需要人为参与的频率高.本文重点介绍一种适合部分闪烁晶体生长使用的自动化控制方案,可实现一键装炉,根据需要自动启动升降机构上升、下降,运动超过限位设定值会自动停止运行并报警,集成温度控制单元于一体,实现断电报警及电路恢复后的自动温度恢复与自动生长.
3设计原理
自动化控制系统总体原理是利用电脑组态软件（MCGS）控制并读取生长炉上PMC（步进电机控制器）及温控仪的信息,而每台PMC及温控仪单独控制生长炉运行状态并进行联动操作,从而实现自动化控制的要求.并通过增加触摸屏工控机、可通讯温度控制器、以及PMC运动控制器完成控制系统的搭建.
坩埚论文参考资料：
结论：坩埚下降法晶体生长自动化控制为适合不知如何写坩埚方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于坩埚论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。
