PVT生长炉是将电能最后转化为碳化硅粉体的内能。

这个过程分为两步：

1. 线圈的电能转化为磁场能，而磁场能又被石墨坩埚吸收为热能；
2. 石墨坩埚的热能传导给碳化硅粉体。

石墨坩埚以及粉体等会发出电磁波，能够被探测，用于测量温度。

电磁感应加热

下面，先介绍第一步：线圈的电能转化为磁场能，而磁场能又被石墨坩埚吸收为热能。

线圈上发生电磁感应效应：交变电流产生交变磁场，B=μ·n·Ι。

这时候，磁场中的闭合电路（大块的导体可以看做许多的小闭合电路，比如坩埚）在交变磁场中磁通改变，再次发生电磁感应，产生电流，U=ΔB·S/t。最后，电流发热，Q=I^2·R·t。

这里两个小步骤都有需要注意的点：

一个是如何提供交变电流？还是用逆变电路。

全桥逆变电路之前已经讲过了，见用MOSFET实现逆变器，只需要把负债换成线圈就行：

逆变的原理：

上半周期，开T1、T3，闭T2、T4，电流从左到右；

下半周期，闭T1、T3，开T2、T4，电流从右到左。

当然，电流不大的小功率感应加热产品中，比如15kW以内，可以使用半桥逆变电路，也就是将全桥逆变电路中的两个开关换成电容：

逆变的原理：

上半周期，开T1闭T2，C1放电C2充电，电流从右到左；

下半周期，闭T1开T2，C1充电C2放电，电流从左到右。

另一个是注意趋肤效应：交变电流趋向于分布于表面，频率越高越集中于表层。

也就是电流会集中于线圈内侧和坩埚外壁。

三种传热

发热完，之后是传热。传热有三种形式：热传导、热对流、热辐射。

1.热传导，比如炒菜。

条件是物质互相接触，且存在温度梯度。遵循傅里叶定律：

也就是石墨坩埚的热主要通过热传导给碳化硅粉体。

2.热对流，比如蒸菜。

条件是固体与气体/液体互相接触，且存在温度差。遵循牛顿冷却定律：

分析这些导热系数和换热系数，还可以看出需要注意的：

1. 保温材料除了系数以外，也要防止对流；
2. 碳化硅升华为气体后，热量就可能会有热对流的参与了。

3.热辐射，比如烧烤。

物质有温度即会辐射，如果在吸收区，那就会吸收电磁波。遵循斯特藩-玻尔兹曼定律：

斯特藩常数=5.67×10-8 W·m-2·K-4。

这些都参数通过实际标定，就可以测量温度了。

参考文献

大尺寸SiC单晶生长炉温场分布的研究_张兆星 山东大学 硕士论文

百度词条-导热系数、换热系数

知乎 烘焙新手该如何选购第一个烤箱？识食务者的回答

【GreatScott】感应加热的原理与制作一个ZVS感应加热器（CC字幕）

https://www.bilibili.com/video/BV1mb411J736

电磁感应加热器半桥和全桥的区分和详细解说

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1660488627951938089&wfr=spider&for=pc