Conjugate mass transfer and immobilization of silicon vapor during the saturation of a porous medium based on carbon fiber
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2023-4-05-09Abstract
We constructed a conjugate physical and mathematical model that describes a high-temperature mass transfer of silicon vapor from the melt mirror to a porous carbon material, the process of its filtration, and deposition inside the sample. In the outer region, the distribution of vapor is determined by a general nonlinear diffusion equation that takes into account the convective mass transfer in the working space of the retort. Inside the porous sample, the behavior of gaseous silicon is described by a system of equations in the framework of the MIM-approach. It is assumed that the silicon deposition mainly depends on the temperature distribution inside the sample. For simplicity, a one-dimensional problem is considered. The boundary conditions are chosen taking into account the significantly different permeabilities of the carrier medium and the porous carbon fiber. The temperature outside the material is assumed to be constant, while inside a non-uniform distribution is maintained. The constructed boundary value problem was solved numerically with the use of the finite difference method. The distributions of silicon vapor outside and inside the sample were obtained. It is shown that the non-linearity in the mass transfer equation leads to a distortion of the distribution from the melt mirror to the sample, which indicates a significant contribution of the convective mass transfer to the silicon vapor flow in this region.Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2023 Bulletin of Perm University. Physics
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.