状态预测方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种状态预测方法、装置、设备及介质。该方法包括：确定沉积炉内的初始状态信息，以及所述沉积炉内的边界空间位置的边界状态信息，根据所述初始状态信息和边界状态信息，由物理场模型生成所述沉积炉内的不同空间位置对应的预测状态信息；其中，所述物理场模型是根据所述沉积炉内发生化学反应的工作空间的几何模型，建立的与所述几何模型对应的物理场模型，所述物理场模型用于确定所述沉积炉内的不同空间位置对应的预测状态信息，使得沉积炉内化学反应进行程度能够提前被预测，从而据此能够对工艺参数进行调整，降低沉积炉的试验投入，继而也能提高产品品质。继而也能提高产品品质。继而也能提高产品品质。

【技术实现步骤摘要】
状态预测方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及晶体制备
，特别是涉及一种状态预测方法、一种状态预测装置、一种电子设备以及一种存储介质。

技术介绍

[0002]化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)是利用气态或蒸汽态的物质在气相或气固界面上发生反应生成固态沉积物的过程。化学气相沉积技术是制备碳/碳复合材料(Carbon
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Carbon Composite Material，C/C)最常用的方法之一。工业中通常向沉积炉内通入碳源气体，进行高温裂解反应，碳源气体将碳沉积至产品内部，氢聚合为氢气排至沉积炉外。
[0003]上述过程涉及复杂的流动、传热、传质的多物理场耦合现象，对于沉积炉内的具体反应情况，技术人员尚缺乏清晰的认识。在工业制造过程中，大多数的工艺调整、开发仍然以现场经验为主要依据。
[0004]在工业量产中，CVD使用的沉积设备直径在1米以上，甚至部分炉型直径达到4米，高度也在2
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5米不等。由于化学气相沉积的化学反应需要在高温、低压下进行，因此对于如此巨大的工业设备必须做好一定的安全保护措施。为此，沉积炉通常被设计为仅预留进气口和出气口的全密闭腔体，只有局部位置布置有压力传感器、温度传感器等。在这种情形下，生产人员无法观察到内部的化学反应进行程度，也无法了解到沉积炉内不同位置处的工况环境，只能依据长期累计的生产经验来调整工艺参数。这种以经验为基础的生产活动缺乏科学性，不免导致生产效率低下。
[0005]现有技术中，由于沉积炉为密封结构，缺乏观察窗，因此正常生产时，人们无法了解沉积炉内的化学反应进行程度。此外，由于CVD通常都需要200小时以上，最终的产品沉积效果需要开炉后才能得知，由于无法预知沉积炉内的反应情况，因此会出现提前开炉的问题，影响产品品质。

技术实现思路

[0006]鉴于上述问题，提出了本专利技术实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种状态预测方法，以解决无法了解沉积炉内的化学反应进行程度，产品品质不稳定的问题。
[0007]相应的，本专利技术实施例还提供了一种状态预测装置、一种电子设备以及一种存储介质，用以保证上述方法的实现及应用。
[0008]为了解决上述问题，本专利技术实施例公开了一种状态预测方法，包括：
[0009]确定沉积炉内的初始状态信息，以及所述沉积炉内的边界空间位置的边界状态信息；
[0010]根据所述初始状态信息和边界状态信息，由物理场模型生成所述沉积炉内的不同空间位置对应的预测状态信息；其中，所述物理场模型是根据所述沉积炉内发生化学反应
的工作空间的几何模型，建立的与所述几何模型对应的物理场模型，所述物理场模型用于确定所述沉积炉内的不同空间位置对应的预测状态信息。
[0011]可选地，所述几何模型为所述工作空间的一个局部空间的几何模型，所述工作空间划分为预设个数的局部空间，不同的局部空间的几何形状相同，且不同的局部空间的物理场相同。
[0012]可选地，所述工作空间包括多孔介质空间和除所述多孔介质空间之外的自由空间，所述物理场模型包括流场模型，所述流场模型由所述多孔介质空间对应的多孔介质内饱和气体流的第一子流场模型，以及所述自由空间对应的粘性不可压缩流体的第二子流场模型组成，所述预测状态信息包括预测气体流速和预测压强。
[0013]可选地，所述边界状态信息包括所述沉积炉内临近进气口的边界空间位置的气体流速，和临近出气口的边界空间位置的压强，所述初始状态信息包括所述沉积炉内化学反应开始时的各个空间位置的压强和气体流速，所述确定沉积炉内的初始状态信息，以及所述沉积炉内的边界空间位置的边界状态信息包括：
[0014]将所述沉积炉内临近进气口的边界空间位置的气体流速，确定为所述沉积炉的进气口的气体流速；
[0015]将所述沉积炉内临近出气口的边界空间位置的压强，确定为所述沉积炉的出气口的压强；
[0016]将所述沉积炉内化学反应开始时的各个空间位置的压强，确定为所述沉积炉内化学反应开始时的出气口的压强；
[0017]将所述沉积炉内化学反应开始时的各个空间位置的气体流速，确定为零。
[0018]可选地，所述物理场模型包括热场模型，所述热场模型由多孔介质对应的第一子热场模型，以及气体对流对应的第二子热场模型组成，所述预测状态信息包括预测温度。
[0019]可选地，所述边界状态信息包括所述沉积炉内临近进气口的边界空间位置的温度，临近炉壁的边界空间位置的温度，所述初始状态信息包括所述沉积炉内化学反应开始时的各个空间位置的温度，所述确定沉积炉内的初始状态信息，以及所述沉积炉内的边界空间位置的边界状态信息包括：
[0020]将所述沉积炉内临近进气口的边界空间位置的温度，确定为所述沉积炉的进气口的温度；
[0021]将所述沉积炉内临近炉壁的边界空间位置的温度，确定为所述沉积炉的炉壁热源的温度；
[0022]将所述沉积炉内化学反应开始时的各个空间位置的温度，确定为所述沉积炉内化学反应开始时的进气口的温度。
[0023]可选地，所述工作空间包括多孔介质空间和除所述多孔介质空间之外的自由空间，所述物理场模型包括化学反应场模型，所述化学反应场模型由所述自由空间对应的第一子化学反应场模型，和所述多孔介质空间对应的第二子化学反应场模型组成，所述预测状态信息包括预测物质的生成量。
[0024]可选地，所述物理场模型包括物质输运场模型，所述预测状态信息包括预测物质的浓度，所述边界状态信息包括所述沉积炉内临近进气口的边界空间位置的物质的浓度，所述初始状态信息包括所述沉积炉内化学反应开始时的各个空间位置的物质的浓度，所述
确定沉积炉内的初始状态信息，以及所述沉积炉内的边界空间位置的边界状态信息包括：
[0025]将所述沉积炉内临近进气口的边界空间位置的物质的浓度，确定为所述沉积炉的进气口的同种物质的浓度；
[0026]将所述沉积炉内化学反应开始时的各个空间位置的物质的浓度，确定为所述沉积炉的进气口的同种物质的浓度。
[0027]可选地，所述方法还包括：
[0028]根据所述沉积炉内的不同空间位置的预测物质的浓度，确定所述沉积炉的尾气中物质的预测含量。
[0029]可选地，所述物理场模型包括多孔介质的孔隙率模型，所述预测状态信息包括预测孔隙率；
[0030]所述方法还包括：
[0031]根据所述预测孔隙率，确定所述沉积炉内的不同空间位置的预测增密程度。
[0032]本专利技术实施例还公开了一种状态预测装置，包括：
[0033]信息确定模块，用于确定沉积炉内的初始状态信息，以及所述沉积炉内的边界空间位置的边界状态信息；
[0034]信息生成模块，用于根据所述初始状态信息和边界状态信息，由物理场模型生成所述沉积炉内的不同空间位置对应的预测状态信息；其中，所述物理场模型是根据所述沉积炉内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种状态预测方法，其特征在于，包括：确定沉积炉内的初始状态信息，以及所述沉积炉内的边界空间位置的边界状态信息；根据所述初始状态信息和边界状态信息，由物理场模型生成所述沉积炉内的不同空间位置对应的预测状态信息；其中，所述物理场模型是根据所述沉积炉内发生化学反应的工作空间的几何模型，建立的与所述几何模型对应的物理场模型，所述物理场模型用于确定所述沉积炉内的不同空间位置对应的预测状态信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述几何模型为所述工作空间的一个局部空间的几何模型，所述工作空间划分为预设个数的局部空间，不同的局部空间的几何形状相同，且不同的局部空间的物理场相同。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工作空间包括多孔介质空间和除所述多孔介质空间之外的自由空间，所述物理场模型包括流场模型，所述流场模型由所述多孔介质空间对应的多孔介质内饱和气体流的第一子流场模型，以及所述自由空间对应的粘性不可压缩流体的第二子流场模型组成，所述预测状态信息包括预测气体流速和预测压强。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述边界状态信息包括所述沉积炉内临近进气口的边界空间位置的气体流速，和临近出气口的边界空间位置的压强，所述初始状态信息包括所述沉积炉内化学反应开始时的各个空间位置的压强和气体流速，所述确定沉积炉内的初始状态信息，以及所述沉积炉内的边界空间位置的边界状态信息包括：将所述沉积炉内临近进气口的边界空间位置的气体流速，确定为所述沉积炉的进气口的气体流速；将所述沉积炉内临近出气口的边界空间位置的压强，确定为所述沉积炉的出气口的压强；将所述沉积炉内化学反应开始时的各个空间位置的压强，确定为所述沉积炉内化学反应开始时的出气口的压强；将所述沉积炉内化学反应开始时的各个空间位置的气体流速，确定为零。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理场模型包括热场模型，所述热场模型由多孔介质对应的第一子热场模型，以及气体对流对应的第二子热场模型组成，所述预测状态信息包括预测温度。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述边界状态信息包括所述沉积炉内临近进气口的边界空间位置的温度，临近炉壁的边界空间位置的温度，所述初始状态信息包括所述沉积炉内化学反应开始时的各个空间位置的温度，所述确定沉积炉内的初始状态信息，以及所述沉积炉内的边界空间位置的边界状态信息包括：将所述沉积炉内临近进气口的边界空间位置的温度，确定为所述沉积炉的进气口的温度；将所述沉积炉内临近炉壁的边界空间位置的温度，确定为所述沉积炉的炉壁热源的温度；将所述沉积炉内化学反应开始时的各个空间位置的温度，确定为所述沉积炉内化学反应开始时的进气口的温度。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工作空间包括多孔介质空间和除所述多孔介质空间之外的自由空间，所述物理场模型包括化学反应场模型，所述化学反应场模
型由所述自由空间对应的第一子化学反应场模型，和所述多孔介质空间对应的第二子化学反应场模型组成，所述预测状态信息包括预测物质的生成量。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理场模型包括物质输运场模型，所述预测状态信息包括预测物质的浓度，所述边界状态信息包括所述沉积炉内临近进气口的边界空间位置的物质的浓度，所述初始状态信息包括所述沉积炉内化学反应开始时的各个空间位置的物质的浓度，所述确定沉积炉内的初始状态信息，以及所述沉积炉内的边界空间位置的边界状态信息包括：将所述沉积炉内临近进气口的边界空间位置的物质的浓度，确定为所述沉积炉的进气口的同种物质的浓度；将所述沉积炉内化学反应开始时的各个空间位置的物质的浓度，确定为所述沉积炉的进气口的同种物质的浓度。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述沉积炉内的不同空间位置的预测物质的浓度，确定所述沉积炉的尾气中物质的预测含量。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理场模型包括多孔介质的孔隙率模型，所述预测状态信息包括预测孔隙率；所述方法还包括：根据所述预测孔隙率，确定所述沉积炉内的不同空间位置的预测增密程度。11.一种状态预测装置，其特征在于，包括：信息确定模块，用于确定沉积炉内的初始状态信息，以及所述沉积炉内的边界空间位置的边界状态信息；信息生成模块，用于根据所述初始状态信息和边界状态信息，由物理场模型生成所述沉积炉内的不同空间位置对应的预测状态信息；其中，所述物理场模型是根据所述沉积炉内发生化学...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚宏，杜路路，黄志鹏，段滨，赵领航，
申请(专利权)人：隆基绿能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：