晶体材料因其具有优异的物理性质成为现代生活中不可或缺的材料。目前,晶体的制备方法多种多样,较为成熟,且可以根据实际需求灵活选择。其中,浮区法制备晶体在晶体材料制备过程中被广泛应用。在浮区法晶体生长过程中,首先使多晶棒通过一个狭窄的高温区形成熔体区域,然后移动多晶棒或者加热体使熔区移动并冷却结晶,完成晶体生长。浮区法制备晶体能有效地避免坩埚的污染,并且可以对所生长单晶的熔点严格限制,因而可以制备高纯度、高熔点的单晶材料。然而,由于浮区法制备晶体的过程完全依靠熔体自身的表面张力作用,熔区内包含对流和扩散等多种过程,由重力场引起的浮力对流、由温度梯度驱动的热毛细对流以及由杂质引起的溶质毛细对流会使晶体材料在制备过程中产生生长条纹。只有弄清这些复杂的传热传质过程才能真正有效地优化晶体制备方法,生产出性能更好的晶体材料。为了研究晶体生长条纹产生的原因,提高晶体生长质量用于工业应用,本文采用流型可视化和示踪测速法（PIV技术）对简化的半浮区液桥模型进行实验。本研究首先以10cst硅油为工质研究剪切气流对非等温液桥内部流动结构的影响。然后,以5cst硅油为工质,正己烷为溶质,研究非等温液桥内部热-溶质毛细对流的流场情况,实验结果表明:（1）剪切气流的方向通过两种不同的作用方式改变液桥内部的流场和速度场,分别是改变液桥周围温度分布和施加剪切力。在不同条件下可以起到抑制或增强热毛细对流作用的效果。（2）剪切气流的流动速度决定影响液桥内部流动结构的因素中何者占据主导地位。当剪切气流从上盘通入时,剪切气流的速度从Vg=0m/s增加到Vg=2m/s时,改变液桥内部流动结构的主要因素是改变液桥的温度分布,继续增加剪切气流的速度为Vg=3m/s时,影响液桥内部流动结构的主导因素是在液桥表面施加剪切力。而当剪切气流从下盘通入时,两种影响因素均起到抑制热毛细对流的作用。（3）保持剪切气流的速度为Vg=2m/s,使剪切气流的温度等于上盘温度、下盘温度和上下盘平均温度进行实验。通入不同温度的剪切气流对液桥内部流场和速度场具有显著影响。降低剪切气流和液桥自由表面之间的热交换可以抑制热毛细对流。（4）当液桥上下盘温差为ΔT=5℃时,液桥内部只存在热毛细对流涡胞。分别从液桥两侧对称引入体积为5μ1的溶质后,流场经历了紊乱过程,然后出现复杂的热-溶质毛细对流和浮力对流涡胞。随着时间的推移,浮力对流涡胞逐渐消失,液桥内部流动结构恢复为初始状态。说明引入溶质会改变液桥内部的流动结构。（5）上下盘温差从ΔT=5℃增加到ΔT=30℃的过程中,引入溶质前液桥内部浮力对流涡胞愈发明显,引入溶质后浮力对流涡胞逐渐缩小。这说明引入溶质后,提高上下盘温差可以抑制液桥内部浮力对流作用。（6）随着上下盘温差的增大,引入溶质后流场紊乱的时间逐渐缩短,流场重新恢复到初始阶段稳定轴对称状态所需时间逐渐减少。由此可见,在非等温液桥内部引入溶质后,增加液桥上下盘温差会对抑制其内部流场紊乱,使掺杂的液桥内流动结构更加稳定。