방향적 응고 공정 중의 하나인 vertical Bridgman-Stockarger 방법의 회분식 공정에 있어서 여러 가지 조업 변수들과 응고계면의 형태 사이의 연관성을 조사하였다. 연구에 이용한 응고모델은 연속체에서의 열 및 물질전달에 대한 확산 방정식에 기초를 두었으며, 용융액 내에서 밀도차에 의한 자연대류와 결정 내에서의 용질의 확산은 무시하였다. 응고계면에 대한 동적 선형안정성 해석을 수행하였으며 경계적분법을 이용하여 수치해석을 행함으로써 응고계면의 거동을 관찰하였다. 순수한 용융액의 경우와 용질이 포함된 용융액의 경우 모두에 대해, 선형안정성 해석결과는 응고계면에 주어진 어떠한 미소외란도 시간이 지남에 따라 그 크기가 지수적으로 감소하여 소멸하는 것으로 나타났으며, 경계적분법을 이용한 수치해석 결과로부터 응고계면이 안정성은 어느 정도 큰 크기의 외란에 대해서까지도 확장되는 것을 알 수 있었다.

A connection between the process conditions and the morphology of the melt-crystal interface has been sought by studying a simple batch type directional solidification model. Our model is based on the continuum diffusion equations for the heat and mass transport with both the buoyancy force effect and the solute diffusion effect in solid phase being neglected. The dynamical behavior of the interface has been investigated by the linear stability analysis and the boundary integral equation method. The results from the linear stability analysis show that the interface is stable to the infinitesimal disturbances superposed on the flat interface in both cases of pure melt and melt with solute. It is also found from the numerical results that the stability of the interface is extended even to the finite size disturbances.

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