[发明专利]硅的压制

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于由粉末、特别是由硅制造坯件的设备和方法。

背景技术

为了例如能对以分解工艺由甲硅烷制得的硅粉末进行进一步加工，材料密度的提高和成型是有利的。为此通常使用辊压方法。在此问题是，硅粉末在制备期间、特别是在压制期间被污染。为了避免这个问题，需要仅能高成本制造的专用辊。由于晶粒(微晶)的表面特性和微晶结构，例如在热解甲硅烷的情况下出现的细小的硅不能通过简单的机械压实转变成能加工的材料。

发明内容

因此本发明的目的是：进一步发展用于由粉末形成坯件的设备和方法。

根据本发明，所述目的通过权利要求1和12的特征来实现。本发明的核心内容是，通过单轴压制对成型室中的粉末进行压实。令人吃惊地发现，借助单轴压制可将预压制的粉末、例如高纯度硅粉末压成适合的坯件。  

附图说明

本发明的其它有利的设计方案在从属权利要求中给出。本发明的特征和细节由借助附图对实施例的描述中得出。其中：

图1示出设备在挤压过程期间的侧视图，和

图2示出具有向上移动的压头(冲头)的设备的侧视图。

具体实施方式

用于由粉末、特别是硅粉末、尤其高纯度硅粉末制造坯件的设备包括一输入装置1和一压实装置2。

输入装置1包括进料斗3、输送部件4以及预压制单元5。预压制单元5本身具有以可旋转、特别是可旋转驱动的方式支承的叶轮6。替代于此，预压制单元5也可以具有螺旋式输送装置。预压制单元5具有排出口7，所述排出口7设置在支承台8的上方。

在支承台8上以可水平移动的方式设置一可由移动装置9移动的输入室10。输入室10具有上开口13和下开口14。借助输入装置1能为输入室10填充待压制的粉末。

移动装置9具有一与输入室10的侧壁11连接的移动杆12。可以例如以液压或气动方式使移动杆12移动。借助移动装置9可使输入室10进入或离开压实装置2。将输入室10放置在压机工作台(压盘)15上以使之进入压实装置2。压机工作台15在中央具有一沿纵向中轴线20延伸的空腔，所述空腔可从下方由下压头16气密地封闭。为此使空腔的形状精确地匹配于下压头16的外尺寸。在侧向由压机工作台15界定，而从下方由下压头16界定的空腔形成一向上敞开的成型室28。

压机工作台15可由四个竖直设置的引导杆18引导沿着竖直线19移动。下压头16具有纵向中轴线20。纵向中轴线20平行于竖直线19。下压头16支承在固定的底座17上。压机工作台15在其朝向成型室28的内侧上具有透气的嵌入式过滤器26。嵌入式过滤器26由陶瓷材料制成。嵌入式过滤器26特别是含有硅成分。特别是碳化硅、氮化硅或这些材料的复合物可作为嵌入式过滤器26的材料。具有控制阀29的抽真空装置27被连接到嵌入式过滤器26。

此外，压实装置2包括一上部件21，在所述上部件21中以平行于竖直线19可动地引导的方式支承上压头22。上压头22在其下侧具有压头板(冲头板)25。至少压头板25由陶瓷材料制成。压头板25特别是含有硅成分。特别是碳化硅、氮化硅或二氧化硅可作为压头板25的材料。压头板25具有垂直于纵向中轴线20的横截面，该横截面匹配于成型室28的横截面。下压头6相应地设计。

成型室28具有方形横截面。成型室28的边长在40mm至500mm、特别是在100mm至350mm的范围内。替代于此，成型室28可以具有一具有相应直径的圆形横截面。成型室28的横截面在纵向中轴线20的方向上保持恒定。在纵向中轴线20的方向上，成型室28的高度在20mm至500mm范围内、特别是在30mm至100mm范围内、特别是在40mm至50mm范围内。

借助压头板25可在成型室28的上端部处气密地密封该成型室28。此外，可借助也称为负压装置的抽真空装置27，通过嵌入式过滤器26为成型室28加载小于300mbar、特别是小于200mbar、优选小于100mbar的负压。

借助四个传力的移动部件23使上压头22以传力方式联接到压力产生装置24(在附图中仅示意性示出)。压力产生装置24可以以机械方式构造。压力产生装置24特别是包括减速传动装置。例如设置齿条(Zahnradstangen)作为移动部件23。替代于此，也可以利用构造成液压活塞杆的移动部件23以液压方式构造压力产生装置24。