Aufbereitung von Formlingen aus Reinstsilizium

Abstract

 Vorrichtung zur Formgebung eines Formlings aus einem Pulver umfassend mindestens eine zumindest teilweise durch mindestens eine Seite mindestens einer Form-Kammer-Wand (26) begrenzte Form-Kammer (25) zur Aufnahme eines Pulvers, eine Zuführ-Einrichtung (1) zum Zuführen des Pulvers in die mindestens eine Form-Kammer (25) und eine VerdichtungsEinrichtung (2) zur Verdichtung des Pulvers in der mindestens einen Form-Kammer (25), wobei die mindestens eine Form-Kammer-Wand (26) zumindest im Bereich der der Form-Kammer (25) zugewandten Seite aus einem nichtmetallischen Material besteht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Formlingen aus einem Pulver.

[0002] Um beispielsweise das aus Monosilan in einem Abscheideprozess hergestellte Siliziumpulver weiter verarbeiten zu können, ist eine Erhöhung der Materialdichte und eine Formbildung von Vorteil. Hierzu wird üblicher Weise ein Walzenkompaktierungs-Verfahren verwendet, bei welchem es jedoch verfahrensbedingt zum Auftreten eines nachteiligen Feinanteils kommt. Ein derartiger Feinanteil erschwert die Handhabung des kompaktierten Materials und muss darüber hinaus aufwändig abgetrennt und zurückgeführt werden. Aufgrund der mikrokristallinen Struktur und der Oberflächenbeschaffenheit der Kristallite kann das feinteilige Silizium, wie es zum Beispiel bei der pyrolytischen Zersetzung von Monosilan anfällt, nicht durch simple mechanische Verdichtung zu einem verarbeitungsfähigen Material umgesetzt werden.

[0003] Ein weiteres Problem bei der Herstellung von Reinstsilizium für photovoltaische Anwendungen ist die Kontaminierung des Siliziumstaubes bei der Aufbereitung, insbesondere bei der Verdichtung des Pulvers. Hierbei ist insbesondere jeglicher Kontakt des Siliziumpulvers mit metallischen Oberflächen sowie mit Sauerstoff nachteilig.

[0004] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Formgebung eines Formlings aus einem Pulver zu schaffen, bei welchen der anfallende Feinanteil verringert wird sowie die Reinheit des Pulvers zumindest weitestgehend erhalten bleibt.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7, gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, bei einem kaltisostatischen Trockenmatrizenverfahren insbesondere die zur Verdichtung des Pulvers verwendete Form-Kammer metallfrei auszubilden. Die Verdichtung des Pulvers wird somit in einer zumindest nahezu metallfreien Umgebung vollzogen. Im Gegensatz zur Walzenkompaktierung, bei welcher die Formgebung mittels linienförmig wirkenden Kräften erfolgt und zwangsläufig ein Feinanteil anfällt, lassen sich durch kaltisostatisches Pressen stabile und abriebfeste Halbzeuge mit einem verminderten Feinanteil herstellen. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung konnte eine sehr hohe Kontaminationsfreiheit erreicht werden.

[0006] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Zusätzliche Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1

einen Querschnitt durch einen Teilbereich der Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit dem Schieber des Zwischenglieds in einer ersten Position,

Fig. 2

einen Querschnitt durch einen Teilbereich der Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit dem Schieber des Zwischenglieds in einer zweiten Position,

Fig. 3

einen Querschnitt durch einen Teilbereich der Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit dem Stempel in einer unteren Position zur Verdichtung des Pulvers in der Form-Kammer,

Fig. 4

einen Querschnitt durch einen Teilbereich der Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit dem Stopfen in einer oberen Position zur Entnahme des Formlings aus der Form-Kammer,

Fig. 5

einen Querschnitt durch einen Teilbereich der Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,

Fig. 6

einen Querschnitt durch einen Teilbereich der Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,

Fig. 7

Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,

Fig. 8

Schnittdarstellung entlang der Linie VIII-VIII durch das Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß Fig. 7,

Fig. 9

Schnittdarstellung entlang der Linie IX-IX durch das Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß Fig. 7, und

Fig. 10

Schnittdarstellung entlang der Linie X-X durch das Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß Fig. 7.

[0007] Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Eine Vorrichtung zur Formgebung eines Formlings aus einem Pulver umfasst eine Zuführ-Einrichtung 1 und eine Verdichtungs-Einrichtung 2. Die Vorrichtung umfasst des Weiteren ein zwischen der Zuführ-Einrichtung 1 und der Verdichtungs-Einrichtung 2 verschiebbar angeordnetes Zwischenglied 3 sowie ein Grundgestell 4, an welchem zumindest die Verdichtungs-Einrichtung 2 befestigt ist.

[0008] Zunächst wird der Aufbau der Zuführ-Einrichtung 1 beschrieben. Die Zuführ-Einrichtung 1 umfasst ein insbesondere als Trichter 5 ausgebildetes Befüll-Element. Der Trichter 5 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer ersten, vertikal ausgerichteten Längsachse 6 ausgebildet. Der Trichter 5 weist einen Trichter-Innenraum 12 mit einer oberen Einlassöffnung 7 und einer unteren Auslassöffnung 8 auf. Sowohl die Einlassöffnung 7 als auch die Auslassöffnung 8 sind gasdicht verschließbar. Der Trichter 5 umfasst ein nach unten konisch zulaufendes Oberteil 9 und ein sich an dieses nach unten anschließendes Unterteil 10. Das Unterteil 10 ist im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet. Das Oberteil 9 und das Unterteil 10 bestehen zumindest auf ihrer dem Trichter-Innenraum 12 zugewandten Seite aus einem nichtmetallischem Material. Die dem Trichter-Innenraum 12 zugewandte Seite des Oberteils 9 und des Unterteils 10 ist insbesondere mit einer abrasionsfesten Hartstoffschicht ausgeführt. Es ist vorgesehen, den Trichter 5 aus Edelstahl auszubilden. Es ist ebenfalls möglich, den Trichter 5 aus einem Glas oder glasartigen Material auszubilden. Der Trichter 5 ist insbesondere in Schichtbauweise ausgeführt.

[0009] Der Trichter 5 umfasst eine Trichter-Wand 11, welche weitestgehend gasundurchlässig ist. Im Bereich der Trichter-Wand 11, insbesondere im Unterteil 10 ist jedoch eine erste Entgasungs-Einrichtung 13 vorgesehen. Die erste Entgasungs-Einrichtung 13 umfasst eine poröse Struktur 14 in der Trichter-Wand 11, mindestens ein Filter-Element 15 und eine erste Unterdruck-Einrichtung 16. Mittels der Unterdruck-Einrichtung 16 ist der Trichter-Innenraum 12, insbesondere im Bereich des Unterteils 10 mit Unterdruck beaufschlagbar. Die poröse Struktur 14 und das Filter-Element 15 sind derart ausgebildet, dass sie ein Eindringen des Pulvers im Trichter-Innenraum 12 in die Unterdruck-Einrichtung 16 verhindern. Hierzu weist insbesondere das Filter-Element 15 Öffnungen auf, welche kleiner sind als die kleinste zu erwartende Größe des sich im Trichter-Innenraum 12 befindenden Pulvers. Das Filter-Element 15 ist vorteilhafter Weise austauschbar. Die poröse Struktur 14 umfasst einen porösen Kunststoff, insbesondere ein Kunststoffvlies, kombiniert mit einem metallischen Stützgewebe. Der Kunststoff ist abrasionsfest und weist eine für den Einsatz in der Photovoltaik ausreichende Reinheit auf. Die poröse Struktur 14 ist insbesondere in Schichtbauweise ausgeführt.

[0010] Des Weiteren umfasst die Zuführ-Einrichtung 1 eine erste, im Trichter 5 angeordnete Förderschnecke 17. Die Förderschnecke 17 umfasst eine entlang der Längsachse 6 angeordnete, drehantreibbar gelagerte Welle 18 sowie mindestens einen schneckenförmig um die Welle 18 gewundenen Gang 19. Sowohl die Welle 18 als auch der Gang 19 bestehen zumindest auf ihrer dem Trichter-Innenraum 12 zugewandten Oberfläche aus einem nicht metallischen Material. Die Förderschnecke 17 ist insbesondere aus einem gehärteten Stahl und weist auf ihrer Oberfläche eine abrasionsfeste Hartstoffschicht auf. Der Gang 19 liegt vorteilhafter Weise über seine gesamte Länge umfangsseitig der Trichter-Wand 11 an. Ein Spalt mit einem Spaltmaß von wenigen Millimetern zwischen dem Gang 19 und der Trichter-Wand 11 ist jedoch ebenfalls möglich. Auf der Welle 18 ist außerdem ein Abstreifer 20 zur Verhinderung der Brückenbildung des Pulvers im Trichter-Innenraum 12 oberhalb der Förderschnecke 17 angeordnet. Der Abstreifer 20 liegt an der Trichter-Wand 11 an und ist mittels der Welle 18 drehbar um die Längsachse 6 gelagert. Zwischen dem Abstreifer 20 und der Trichter-Wand 11 kann auch ein Spalt mit einem Spaltmaß von wenigen Millimetern vorgesehen sein.

[0011] Das Zwischenglied 3 ist insbesondere als horizontal verschiebbarer Schieber 21 ausgebildet. Der Schieber 21 umschließt radial einen nach oben und unten offenen Hohlraum 22. Der Hohlraum 22 ist rotationssymmetrisch zu einer Hohlraum-Achse 23. Er hat einen Radius r_H, welcher mindestens so groß ist wie der Innen-Radius r_U des Unterteils 10 des Trichters 5. Der Schieber 21 ist in Horizontalrichtung, das heißt senkrecht zur Längsachse 6 zwischen einer ersten, in Fig. 1 dargestellten Position, in welcher die Hohlraum-Achse 23 mit der Längsachse 6 zusammenfällt, und einer zweiten, in Fig. 2 dargestellten Position, in welcher die Hohlraum-Achse 23 mit einer zweiten Längsachse 24 zusammenfällt, verschiebbar. In Richtung der Längsachse 6 hat der Schieber 21 und somit der Hohlraum 22 eine Höhe h. Der Hohlraum 22 hat somit ein Volumen V_H = π x r_H² x h. Der Schieber 21 weist eine einen Entnahme-Schieber 39 bildende Stirnwand 37 auf. Es kann auch ein separater Entnahme-Schieber 39 vorgesehen sein.

[0012] In der ersten, in Fig. 1 dargestellten Stellung des Schiebers 21 fallen die Hohlraum-Achse 23 und die Längsachse 6 zusammen. In dieser Stellung des Schiebers 21 besteht somit ein barrierefreier Übergang vom Trichter-Innenraum 12 im Unterteil 10 des Trichters 5 zum Hohlraum 22 des Schiebers 21. Der Hohlraum 22 ist in dieser Stellung des Schiebers 21 an seinem unteren, dem Trichter 5 abgewandten Ende durch das Grundsgestell 4 pulverdicht abgeschlossen. In der zweiten, in Fig. 2 dargestellten Stellung, in welcher der Schieber 21 um mindestens den doppelten Radius r_H des Hohlraums 22 in Richtung senkrecht zur ersten Längsachse 6 gegenüber der ersten Stellung verschoben ist, bildet der Schieber 21 einen Verschluss der Auslass-Öffnung 8 des Trichters 5.

[0013] Die Verdichtungs-Einrichtung 2 umfasst eine im Wesentlichen zylinderförmig, rotationssymmetrisch zur zweiten Längsachse 24 ausgebildete Form-Kammer 25 mit einer ringzylinderförmigen Form-Kammer-Wand 26. Die Form-Kammer 25 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zur zweiten Längsachse 24 ausgebildet. Das untere Ende der Form-Kammer 25 ist durch einen Stopfen 27 verschließbar. Der Stopfen 27 liegt in seiner unteren, in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Position gasdicht an der Form-Kammer-Wand 26 an. Er bildet den unteren Verschluss der Form-Kammer 25. Der Stopfen 27 ist entlang der Richtung der zweiten Längsachse 24 verschiebbar. Er kann zur Öffnung der Form-Kammer 25 nach unten abgesenkt werden. Er ist jedoch auch zur Entnahme eines in der Form-Kammer 25 befindlichen Formlings nach oben, dass heißt in die Form-Kammer 25 einschiebbar. Der Stopfen 27 ist durch in den Figuren nicht dargestellte Zapfen oder gekerbte Platten lösbar gegen eine Verschiebung entlang der zweiten Längsachse 24 gesichert.

[0014] Der Stopfen 27 weist einen insbesondere mittig, parallel zur zweiten Längsachse 24 ausgerichteten Einsatz 28 aus einem feinporösen Material, insbesondere aus einem abriebfesten Kunststoff kombiniert mit einem metallischen Stützgewebe auf. Auf der der Form-Kammer 25 zugewandten Seite des Stopfens 27 kann im Bereich des Einsatzes 28 zusätzlich ein weiterer Filter vorgesehen sein. An den Einsatz 28 ist eine zweite Entgasungs-Einrichtung 65 mit einer zweiten Unterdruck-Einrichtung 29 gekoppelt. Mittels der zweiten Unterdruck-Einrichtung 29 ist die Form-Kammer 25 über den Einsatz 28 kontrollierbar mit Unterdruck beaufschlagbar.

[0015] Die Form-Kammer-Wand 26 umfasst eine äußere Hülse 30 mit mindestens einer Druck-Zuführ-Öffnung 31. Die Form-Kammer-Wand 26 umfasst außerdem eine Matrize 32, welche auf der Innenseite der Hülse 30 angeordnet ist. Die Matrize 32 besteht zumindest auf ihrer der Form-Kammer 25 zugewandten Seite aus einem nicht-metallischen Material. Sie ist insbesondere aus einem abriebfesten Elastomer. Sie ist flexibel, insbesondere elastisch ausgebildet. Sie weist eine hohe Wechselbeanspruchungsbeständigkeit bei gleichzeitig bleibender Maßhaltigkeit auf. An die Druck-Zuführ-Öffnung 31 in der Hülse 30 ist eine Druckkammer 33 gekoppelt. An Stelle der Druck-Kammer 33 kann eine beliebige, insbesondere eine hydraulische Druck-Erzeugungs-Einrichtung vorgesehen sein. Mittels der Druck-Erzeugungs-Einrichtung ist die Matrize 32 von außen mit Druck beaufschlagbar. Durch die Beaufschlagung der Matrize 32 mit Druck ist die Form-Kammer 25 komprimierbar, insbesondere gleichmäßig, insbesondere isostatisch komprimierbar. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Stopfen 27 zur Unterstützung der gleichmäßigen, insbesondere isostatischen Kompression der Form-Kammer 25 entlang der zweiten Längsachse 24 verschiebbar. Der Druck zum Beaufschlagen der Matrize 32 ist mittels einer Regel-Einrichtung 34 regelbar. Im Bereich zwischen der Regel-Einrichtung 34 und der Form-Kammer 25 ist eine Druck-Mess-Einrichtung 41 vorgesehen, welche den auf die Matrize 32 und damit auf die Form-Kammer 25 wirkenden Druck misst.

[0016] Die Form-Kammer 25 hat eine obere Befüll-Öffnung 35. Die Befüll-Öffnung 35 und somit die Form-Kammer 25 ist mittels eines entlang der zweiten Längsachse 24 verschiebbaren Stempels 36 gasdicht verschließbar. Der Stempel 36 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Der Stempel 36 hat einen äußeren Umfang, welcher dem inneren Umfang des Hohlraums 22 entspricht. Er ist vorteilhafter Weise an seinem unteren, der Form-Kammer 25 zugewandten Ende umfangsseitig abgefasst ausgebildet. Der Stempel 36 ist entlang der Richtung der zweiten Längsachse 24 um mindestens den Betrag der Höhe h des Schiebers 21 verschiebbar. Der Stempel 36 ist somit wie in Fig. 3 dargestellt in der zweiten Position des Schiebers 21 passgenau in den Hohlraum 22 einführbar. In einer unteren Stellung des Stempels 36 liegt der Stempel 36 gasdicht an der Matrize 32 an. Die Form-Kammer 25 ist in dieser Stellung des Stempels 36 mittels des Stempels 36 gasdicht nach oben abgeschlossen.

[0017] Die Form-Kammer 25 mit der Matrize 32 ist somit insbesondere pulverdicht zur Umgebung abtrennbar.

[0018] Der Stempel 36 weist zumindest bereichsweise eine Oberfläche aus einer Hartstoffschicht auf. Er kann auch zumindest an seiner Oberfläche aus Keramik, beispielsweise Siliziumnitrid, Siliziumcarbid oder Siliziumoxid in Anteilen von mindestens 90% oder einer Mischung aus diesen gebildet sein. Insbesondere besteht der Stempel 36 zumindest im der Form-Kammer 25 zugewandten Bereich seiner Oberfläche, welcher in der unteren Stellung des Stempels 36 die Form-Kammer 25 abschließt und somit einen Teil der Form-Kammer-Wand 26 bildet, aus einem nichtmetallischen Material.

[0019] Im verschlossenen Zustand, das heißt mit dem Stopfen 27 und dem Stempel 36 in ihrer jeweiligen Verschluss-Stellung wie in Fig. 3 dargestellt, hat die Form-Kammer 25 im entspannten, das heißt weder mit Unterdruck von innen noch mit Überdruck von außen beaufschlagtem Zustand ein inneres, freies Volumen V_K. Das Volumen V_K der Form-Kammer 25 ist in etwa so groß wie das Volumen V_H des Hohlraums 22. Das Volumen V_H des Hohlraums 22 ist insbesondere mindestens so groß ist wie das Volumen V_K der Form-Kammer 25. Das Volumen V_H des Hohlraums 22 kann vorteilhafter Weise auch geringfügig größer sein als das Volumen V_K der Form-Kammer 25.

[0020] Im Folgenden wird die Funktion der Vorrichtung beschrieben. Die Vorrichtung dient der Herstellung von aufschmelzbarem Silizium aus Siliziumpulver, wobei die Siliziumschmelze die Fertigung von polykristallinen Siliziumblöcken und/oder Siliziumeinkristallen zur Verwendung des hergestellten Siliziums in der Fotovoltaik geeignet ist. Die Zuführ-Einrichtung 1 sorgt für eine Zuführung einer vorbestimmten Menge des Pulvers in die Form-Kammer 25. Hierbei dient der Hohlraum 22 im Schieber 21 des Zwischenglieds 3 der Vordosierung der in die Form-Kammer 25 einzubringenden Pulvermenge.

[0021] Zum Befüllen der Form-Kammer 25 wird zunächst der Trichter 5 mit einem zu verdichtenden Pulver, insbesondere mit Siliziumpulver, insbesondere mit hochfeinem, hochreinem und hochdispersem, in einem Abscheideprozess aus Monosilan gewonnenen Siliziumpulver befüllt. Die Primärteilchen des Siliziumpulvers haben einen mittleren Durchmesser von 0,01 µm bis 100 µm, insbesondere von 0,1 µm bis 20 µm, insbesondere 2 µm bis 5 µm. Mittels der Förderschnecke 17 wird das Pulver in den Hohlraum 22 eingebracht. Hierbei verhindert der auf der Welle 18 der Förderschnecke 17 angebrachte Abstreifer 20 eine Brückenbildung des Pulvers oberhalb des Gangs 19.

[0022] Vor und/oder insbesondere während des Befüllens wird mittels der Unterdruck-Einrichtung 16 der Trichter-Innenraum 12, insbesondere im Unterteil 10 des Trichters 5 mit Unterdruck, im Bereich von 50 mbar bis 1000 mbar, insbesondere von 100 mbar bis 600 mbar beaufschlagt, was zu einem Abzug von Gas aus dem pulverförmigen Ausgangsprodukt führt. Das Pulver wird somit bereits im Trichter 5 vorverdichtet, wodurch das Befüllen der Form-Kammer 25 optimiert und das Kompressionsverhältnis für den Formling verringert wird. Bei der Beaufschlagung des Trichter-Innenraums 12 mit Unterdruck durch die Unterdruck-Einrichtung 16 verhindert das Filter-Element 15 und/oder die poröse Struktur 14 ein Eindringen des Pulvers in die Unterdruck-Einrichtung 16. Vorzugsweise wird das Pulver auch durch die geometrische Ausgestaltung des Gangs 19 des Förderschnecke 17 insbesondere im Oberteil 9 des Trichters 5 bereits vor Befüllen des Hohlraums 22 im Zwischenglied 3 vorverdichtet.

[0023] Sobald die gewünschte Menge Pulver im Hohlraum 22 des Zwischenglieds 3 vorhanden ist, wird der Schieber 21 aus seiner ersten, in Fig. 1 gezeigten Position, bei welcher die Hohlraum-Achse 23 mit der ersten Längsachse 6 zusammenfällt in Horizontalrichtung, dass heißt senkrecht zur Längsachse 6, in die zweite, in Fig. 2 gezeigte Position, bei welcher die Hohlraum-Achse 23 mit der zweiten Längsachse 24 zusammenfällt, verschoben. In dieser zweiten Position verschließt der Schieber 21 die Auslass-Öffnung 8 des Trichters 5. Es kann insbesondere vorgesehen sein, die in den Figuren nicht dargestellte Antriebs-Einrichtung der Förderschnecke 17 derart an die Stellung des Schiebers 21 zu koppeln, dass die Förderschnecke 17 nur dann angetrieben wird, wenn sich der Schieber 21 in der ersten Position, wie in Fig. 1 dargestellt, befindet.

[0024] Nachdem der Schieber 21 mit dem Hohlraum 22, in welchem sich das vorverdichtete Pulver befindet, in die zweite Position verschoben worden ist, wird das im Hohlraum 22 vordosierte Pulver in die Form-Kammer 25 eingebracht. Das Einbringen des Pulvers in die Form-Kammer 25 geschieht unter Einwirkung der Gravitationskraft. Es wird unterstützt durch einen mittels der zweite Unterdruck-Einrichtung 29 in der Form-Kammer 25 erzeugten Unterdruck im Bereich von 50 mbar bis 1000 mbar, insbesondere im Bereich von 100 mbar bis 600 mbar. Die Befüllung der Form-Kammer 25 kann mit Hilfe der Druck-Mess-Einrichtung 41 überwacht werden. Zur Überwachung der Befüllung der Form-Kammer 25 können auch andere Sensoren, insbesondere Gewichts-Messer oder Füllhöhe-Sensoren vorgesehen sein.

[0025] Schließlich wird der Stempel 36 entlang der Richtung der zweiten Längsachse 24 nach unten in den Hohlraum 22 eingeführt und solange entlang der zweiten Längsachse 24 verschoben, bis er die Befüll-Öffnung 35 der Form-Kammer 25 abdichtend verschließt. Hierdurch wird sichergestellt, dass das im Hohlraum 22 vorhandene Pulver vollständig in die Form-Kammer 25 überführt wird. Außerdem kann durch die vertikale Verschiebung des Stempels 36 das Pulver in der Form-Kammer 25 vorverdichtet werden, insbesondere falls das Volumen V_H des Hohlraums 22 im Zwischenglied 3 etwas größer ist als das Volumen V_K der Form-Kammer 25. Sobald die Form-Kammer 25 einerseits von unten durch den Stopfen 27 andererseits von oben durch den Stempel 36 gasdicht nach außen abgeschlossen ist, wird die Matrize 32 zum Verdichten des Pulvers in der Form-Kammer 25 von der Druckkammer 33 von außen mit Druck beaufschlagt. Die Druckbeaufschlagung geschieht insbesondere hydraulisch. Sie kann aber auch pneumatisch vorgesehen sein. Zum Pressen eines Formlings werden Drücke im Bereich von 100 bis 1600 bar, insbesondere im Bereich von 200 bis 600 bar eingesetzt. Der Druck, der über die Druckkammer 33 und die Druck-Zuführ-Öffnung 31 in der Hülse 30 auf die Matrize 32 aufgebracht wird, wirkt gleichmäßig über den gesamten Umfang der Matrize 32. Die Form-Kammer 25 wird somit in Radialrichtung zumindest annähernd gleichförmig, insbesondere quasi-isostatisch, insbesondere isostatisch komprimiert, was zu einer zumindest weitgehend isostatischen Kompression des Pulvers in der Form-Kammer 25 führt. Durch die weitgehend isostatische Kompression werden Eigenspannungen im Formling, welche zu Rissbildungen führen können, vermieden. Der Druckverlauf kann außerdem variabel zeitlich geregelt werden, insbesondere lassen sich durch eine Anpassung der Druckhaltezeit bzw. des Druckverlaufes lokal auftretende Druckspitzen im Formling gezielt vermeiden. Dadurch kann der Rissbildung und dem Anfall eines erhöhten Feinanteils gezielt vorgebeugt werden.

[0026] Die Kompaktierung des Formlings kann durch gezielte Entgasung der Form-Kammer 25 mittels der zweiten Entgasungs-Einrichtung 65 noch weiter verbessert werden. Hierzu wird die Form-Kammer 25 während der Kompression des Pulvers durch Druckbeaufschlagung auf die Matrize 32 von außen mittels der zweiten Unterdruck-Einrichtung 29 von innen mit Unterdruck im Bereich von 50 mbar bis 1000 mbar, insbesondere von 100 mbar bis 600 mbar beaufschlagt.

[0027] Nach dem Pressen des Formlings in der Form-Kammer 25 muss dieser aus der Form-Kammer 25 entfernt werden. Hierzu wird zunächst der Stempel 36 entlang der zweiten Längsachse 24 aus dem Hohlraum 22 heraus in seine obere Ausgangsposition verschoben. Sodann wird der Schieber 21 in Horizontalrichtung in seine erste Position verschoben. Schließlich wird der Stopfen 27 entlang der zweiten Längsachse 24 nach oben, das heißt durch die Form-Kammer 25 in die in Fig. 4 dargestellte Position verschoben, wodurch der fertige Formling aus der Form-Kammer 25 entfernt wird. Wird der Schieber 21 nun bei in die Form-Kammer eingeschobenen Stopfen 27 in die zweite Position verschoben, so wird der fertige Formling von der Stirnwand 37 des Schiebers 21 aus dem Pressenbereich herausgeschoben.

[0028] Vorteilhafter Weise sind die Bewegungen des Stopfens 27, des Stempels 36 und des Schiebers 21 miteinander gekoppelt, insbesondere durch eine mechanische Koppelung. Dadurch lässt sich die Bedienung der Vorrichtung vereinfachen und eine Leistungssteigerung erreichen.

[0029] Es hat sich herausgestellt, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren aus Siliziumpulver mit einer Dichte im Bereich von 20 Gramm/dm³ bis 600 Gramm/dm³, vorzugsweise im Bereich von 250 Gramm/dm³ bis 500 Gramm/dm³ und einem mittleren Teilchen-Durchmesser im Bereich von 0,01 µm bis 100 µm, insbesondere im Bereich von 0,1 µm bis 20 µm Formlinge herstellbar sind mit einer Schüttdichte von 0,04 bis 2 Gramm/cm³, insbesondere 0,5 bis 1,5 Gramm/cm³, insbesondere 0,8 bis 1,2 Gramm/cm³ und einem Feinanteil unterhalb von 5%, insbesondere unterhalb 1%, insbesondere unterhalb 0, 1 % des eingesetzten Materials bei einer Verunreinigung des Siliziumpulvers hinsichtlich Metallen um weniger als 1 ppm, insbesondere weniger als 0,1 ppm, insbesondere weniger als 0,01 ppm. Die Reinheit des Silizium-Kompaktats beträgt mindestens 99,9 %, insbesondere mindestens 99,999 %, vorzugsweise mindestens 99,9999999 %. Der absorbierte Sauerstoffanteil beträgt maximal 2.000 ppm, insbesondere maximal 1.000 ppm. Weiterhin weisen die Formlinge eine Spaltzugfestigkeit im Bereich von 0,03 N/mm² bis 1 N/mm², insbesondere von 0,1 N/mm² bis 0,9 N/mm² auf. Die Homogenität des Kompaktats liegt im Bereich von 90 % bis 100 %. Es weist eine innere Oberfläche im Bereich von 5 m²/g bis 15 m²/g, insbesondere im Bereich von 10 m²/g bis 13 m²/g auf. Das Kompaktat weist eine innere Struktur auf, welche durch Aggregate und/oder Agglomerate von Silizium-Partikeln gekennzeichnet ist und wie folgt beschrieben werden kann: Es hat eine Primärstruktur aus Silizium-Partikeln mit einer teilkohärenten Kristallstruktur und einem Durchmesser im Bereich von 25 bis 100 nm, Sekundärstrukturen von bis zum 1 µm Durchmesser aus mikroskopisch identifizierbaren Clustern von Silizium-Primärpartikeln und Terziärstrukturen von bis zu 100 µm, welche die makroskopischen Produkteigenschaften bestimmen. Diese sind insbesondere durch eine problemlose Stapel- und/oder Fließfähigkeit und eine für die technischen Belange ausreichend hohe Abriebfestigkeit gekennzeichnet, was insbesondere für die Verwendung zur Herstellung einer Silizium-Schmelze von Vorteil ist Die Formlinge sind bei einer Temperatur von höchstens 1500 °C zu einer homogenen Siliziumschmelze aufschmelzbar.

[0030] Als besonders vorteilhaft ist vorgesehen, die gesamte Vorrichtung in einem gasdicht geschlossenen Reaktions-Raum anzuordnen. Um Oberflächenreaktionen des Siliziumpulvers mit Sauerstoff zu vermeiden, ist eine in den Figuren nicht dargestellte Inertgas-Einrichtung zum Ersetzen des im Reaktions-Raum enthaltenen Sauerstoffs durch ein Schutz- oder Inertgas, vorzugsweise Stickstoff oder Argon, vorgesehen ist. Die Verdichtung des Pulvers kann somit in einer sauerstoff-freien Atmosphäre vollzogen werden.

[0031] Vorzugsweise wird die Zuführ-Einrichtung 1 mittels der ersten Entgasungs-Einrichtung 13 und die Verdichtungs-Einrichtung 2 mittels der zweiten Entgasungs-Einrichtung 65 während des Befüllvorgangs der Form-Kammer 25 zumindest teilweise vom Gas evakuiert, um das Pulver schon vor dem Verdichten in der Form-Kammer 25 weitgehend gasfrei bereitzustellen und dadurch die Porenbildung im Formling zu minimieren. Ein weiterer Vorteil des Befüllens unter reduziertem Druck besteht in der dadurch erreichten Vorverdichtung des Pulvers, wodurch wiederum eine höhere Enddichte der Formlinge erzielt wird.

[0032] Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten a. Der zentrale Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass das Unterteil 10a des Trichters 5 derart schräg unter einem bestimmten Winkel b, insbesondere unter einem Winkel b im Bereich von 30° bis 60°, zur ersten Längsachse 6 angeordnet ist, dass das durch die Auslassöffnung 8a des Unterteils 10a des Trichters 5 austretende Pulver direkt in die Form-Kammer 25 gelangen kann. Ein Zwischenglied 3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel nicht nötig. Im Bereich der Auslassöffnung 8a ist ein Querschnitt-Reduzier-Element 40 zur zusätzlichen Verdichtung des Pulvers am Ende der Förderschnecke 17 vorgesehen. Das Querschnitt-Reduzier-Element 40 ist insbesondere als Sieb ausgebildet. Ferner weist die Form-Kammer 25 an ihrem unteren Ende eine Entnahme-Öffnung 38 auf. Nach Beenden des Verdichtungs-Vorgangs des Formlings in der Form-Kammer 25 wird der Stopfen 27 zur Entnahme des Formlings aus der Form-Kammer 25 entlang der Richtung der zweiten Längsachse 24 nach unten verschoben, wodurch die Entnahme-Öffnung 38 geöffnet und der fertige Formling aus der Form-Kammer 25 entfernt wird. Der fertige Formling wird daraufhin von dem horizontal verschiebbaren Entnahme-Schieber 39 aus dem Bereich zwischen dem Stopfen 27 und der Form-Kammer 25 entfernt.

[0033] Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Die Zuführ-Einrichtung 1 ist im Wesentlichen wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ausgebildet. Die Verdichtungs-Einrichtung 2 hingegen ist im Wesentlichen wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ausgebildet. Der zentrale Unterschied gegenüber dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass die Zuführ-Einrichtung 1 zusätzlich zu der im Trichter 5 angeordneten ersten Förderschnecke 17 als zweite Förderschnecke eine horizontal angeordnete Zuführ-Schnecke 43 mit einer drehangetriebenen Zuführ-Welle 44 und einem Zuführ-Gang 45 aufweist. Im Bereich der Zuführ-Schnecke 43 ist außerdem eine dritte Entgasungs-Einrichtung 66 mit einer dritten Unterdruck-Einrichtung 42 entsprechend der ersten Entgasungs-Einrichtung 13 vorgesehen.

[0034] Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die verschiedenen Elemente der Ausführungsbeispiele, insbesondere die Zuführ-Einrichtung 1, die Verdichtungs-Einrichtung 2 sowie die zur Entnahme des fertigen Formlings aus der Form-Kammer 25 vorgesehenen Elemente frei miteinander kombiniert werden können.

[0035] Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 7 bis 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten d. Der zentrale Unterschied gegenüber dem ersten

[0036] Ausführungsbeispiel besteht darin, dass eine als Rund-Takt-Tisch 46 ausgebildete zyklische Permutations-Einrichtung mit mehreren Form-Kammern 25 vorgesehen ist. Der Rund-Takt-Tisch 46 umfasst eine obere Abdeckplatte 47 und eine unter dieser angeordnete, rotierbare Dreh-Einheit 48. In der Dreh-Einheit 48 ist eine Mehrzahl von Form-Kammern 25 angeordnet. Die Anzahl der Form-Kammern 25 beträgt insbesondere 6. Eine andere Anzahl ist jedoch ebenso denkbar. Die Form-Kammern 25 sind insbesondere gleichmäßig auf einem Kreis um eine vertikal ausgerichtete Drehachse 49 angeordnet, so dass der Winkelabstand zwischen je zwei benachbarten Form-Kammern 25 jeweils derselbe ist. Der Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Form-Kammern 25 beträgt somit 360°/n, wobei n die Anzahl der Form-Kammern 25 in der Dreh-Einheit 48 bezeichnet. Die Dreh-Einheit 48 ist bezüglich der Drehachse 49 radialsymmetrisch ausgebildet, das heißt sie geht bei einer Drehung um einen Winkel von 360°/n in sich selbst über.

[0037] Die Dreh-Einheit 48 ist drehbar um die Drehachse 49 auf einem Zapfen 50 gelagert. Im Zapfen 50 ist eine Unterdruck-Zuleitung 51, welche mit der zweite Unterdruck-Einrichtung 29 in Verbindung steht, integriert. Die Unterdruck-Zuleitung 51 im Zapfen 50 umfasst insbesondere einen ersten, vertikalen, entlang der Drehachse 49 angeordneten Abschnitt 63 sowie einen zweiten, horizontal angeordneten Abschnitt 64. Der erste Abschnitt 63 und der zweite Abschnitt 64 stoßen derart aneinander, dass die Unterdruck-Zuleitung 51 durchgehend ausgebildet ist. Der erste Abschnitt 63 steht des weiteren mit der Entgasungs-Einrichtung 29 in Verbindung. Außerdem ist im Zapfen 50 eine Hydraulik-Zuleitung 52 zur Verbindung der mit Druck beaufschlagbaren Matrize 32 mit der Druckkammer 33 vorgesehen. Die Druckkammer 33 ist nicht in den Figuren dargestellt. Sie ist insbesondere im Bereich der Drehachse 49 auf der oberen Abdeckplatte 47 angeordnet. Die Dreh-Einheit 48 ist mittels Lager 53 und Dichtungen 54 reibungsarm und abgedichtet auf dem Zapfen 50 gelagert. Als Dichtungen 54 sind insbesondere elastische O-Ringe vorgesehen. Alternative Ausführungen der Dichtungen 54 sind ebenfalls möglich. Die Dreh-Einheit 48 ist mittels einer Antriebseinheit 55 um die Drehachse 49 drehbar. Der Antrieb erfolgt insbesondere indexiert und getaktet, wobei der Winkelabstand zwischen zwei Index-Positionen gerade dem Winkelabstand 360°/n zwischen zwei benachbarten Form-Kammern 25 in der Dreh-Einheit 48 entspricht.

[0038] Bezüglich des Aufbaus der Form-Kammern 25, insbesondere der Form-Kammer-Wände 26 sei auf die vorhergehenden Ausführungsbeispiele verwiesen.

[0039] Die Dreh-Einheit 48 umfasst das massive Grundgestell 4d. Im Grundgestellt 4d ist für jede Form-Kammer 25 jeweils eine Unterdruck-Verbindungs-Leitung 56 und eine Hydraulik-Verbindungsleitung 57 vorgesehen.

[0040] Im Folgenden werden ausgehend von einer ersten Winkelposition die Merkmale der sechs Winkelpositionen des Rund-Takt-Tisches 46 bezüglich der Drehachse 49 der Vorrichtung beschrieben, wobei sich die Dreh-Einheit 48 gerade in einer Index-Position befindet. Hierbei ist klar, dass durch eine Rotation der Dreh-Einheit 48 um einen Drehwinkel von 60° die Vorrichtung in sich selbst übergeht, wobei lediglich die Positionen der einzelnen Form-Kammern 25 zyklisch vertauscht werden. Beim Betrieb der Vorrichtung entsprechen den jeweiligen Winkel-Positionen jedoch bestimmte, unterschiedliche Befüllungs-Zustände der Form-Kammern 25 und unterschiedliche Verdichtungs-Zustände des in der jeweiligen Form-Kammer 25 befindlichen Pulvers.

[0041] Zu jeder der Form-Kammern 25 mit ihrer Längsachse 24 ist ein entlang der Längsachse 24 verschiebbarer Stopfen 27d vorgesehen. Jeder Stopfen 27d weist jeweils ein, beispielsweise als Kerbe ausgebildetes erstes Verrast-Element 58 und ein entsprechend ausgebildetes zweites Verrast-Element 59 auf. Mittels der Verrast-Elemente 58 und 59 des Stopfens 27d und einer Verrast-Einrichtung 60 im Grundgestell 4d ist der Stopfen 27d in zwei Vertikal-Positionen festlegbar. Die Verrast-Einrichtung 60 ist insbesondere als Pneumatikzylinder ausgebildet, welcher mit dem als Bohrung oder Kerbe ausgebildeten Verrast-Elementen 58, 59 in Eingriff gebracht werden kann. In der Verrast-Stellung ist der Stopfen 27d gegen eine Verschiebung entlang der Längsachse 24 gesichert.

[0042] In einer ersten Winkelposition bezüglich der Drehachse 49 ist auf der oberen Abdeckplatte 47 des Rund-Takt-Tisches 46 die Zuführ-Einrichtung 1 angeordnet. Als Zuführ-Einrichtung 1 ist eine Zuführ-Einrichtung 1 gemäß einem der vorangehenden Ausführungsbeispiele vorgesehen. In der ersten Winkel-Position bezüglich der Drehachse 49 fällt die Längsachse 24 einer der Form-Kammern 25 gerade mit der Längsachse 6 des Trichters 5 der Zuführ-Einrichtung 1 zusammen. Die untere Auslassöffnung 8 des Trichters 5 mündet in die Befüll-Öffnung 35 der Form-Kammer 25 in dieser Winkel-Position.

[0043] In dieser ersten Winkel-Position bezüglich der Drehachse 49 stoßen der zweite Abschnitt 64 der Unterdruck-Zuleitung 51 im Zapfen 50, welcher ausgehend von der Drehachse 49 in Richtung der ersten Winkel-Position verläuft, die Unterdruck-Verbindungsleitung 56 im Grundgestell 4d der Dreh-Einheit 48 und der Einsatz 28d im Stopfen 27d gerade derart aneinander, dass die Form-Kammer 25 mittels der zweite Unterdruck-Einrichtung 29 mit Unterdruck beaufschlagbar ist. Hierbei gewährleisten die Dichtungen 54 einen abgedichteten Übergang von der Unterdruck-Zuleitung 51 zur Unterdruck-Verbindungsleitung 56.

[0044] In der ersten Position befindet sich der Stopfen 27d in seiner unteren Stellung, das heißt die Verrast-Einrichtung 60 steht mit dem ersten Verrast-Element 58 in Eingriff. Die Form-Kammer 25 ist in dieser Stellung mit Pulver aus der Zuführ-Einrichtung 1 befüllbar.

[0045] In einer um 60° in Drehrichtung um die Drehachse 49 gedrehten zweiten Winkel-Position des Rund-Takt-Tisches 46 ist die Befüll-Öffnung 35 der Form-Kammer 25 durch die obere Abdeckplatte 47 des Rund-Takt-Tisches 46 abgeschlossen. Gemäß der gezeigten Ausführungsform steht die Form-Kammer 25 in dieser Position weder mit der Unterdruck-Zuleitung 51 noch mit der Hydraulik-Zuleitung 52 in Verbindung. Es ist jedoch ebenfalls möglich, die Unterdruck-Zuleitung 51 derart auszubilden, dass die Form-Kammer 25 auch in dieser zweiten Position mit Unterdruck beaufschlagbar ist. Die zweite Winkel-Position ist als Puffer-Station vorgesehen.

[0046] In einer um weitere 60° in Drehrichtung um die Drehachse 49 gedrehten dritten Winkel-Position des Rund-Takt-Tisches 46 ist die Beaufschlagung der Form-Kammer 25 mit Druck aus der Druckkammer 33 vorgesehen. In dieser Position steht die Hydraulik-Zuleitung 52 mit der Hydraulik-Verbindungsleitung 57 durch die Dichtung 54 abgedichtet in Verbindung. Die Befüll-Öffnung 35 der Form-Kammer 25 ist in dieser Stellung mit dem Stempel 36d verschließbar. Der Stempel 36d ist zur Rotation der Dreh-Einheit 48 in Vertikalrichtung verschiebbar, insbesondere anhebbar. Die abgefassten Kanten des Stempels 36d unterstützen bei Ihrem Eingriff in die Befüll-Öffnung 35 der Form-Kammer 25 die präzise Arretierung der Dreh-Einheit 48 in der jeweiligen Index-Position. Es ist möglich, die Unterdruck-Zuleitung 51 im Zapfen 50 derart auszubilden, dass die Form-Kammer 25 auch in der dritten Winkel-Position mit Unterdruck beaufschlagbar ist. Die dritte Winkel-Position entspricht funktionell der Verdichtungs-Einrichtung 2 eines der vorgehend beschriebenen Ausführungsbeispiele.

[0047] Eine vierte, um weitere 60° in Drehrichtung um die Drehachse 49 gedrehte Winkel-Position ist zur Entnahme des Formlings aus der Form-Kammer 25 vorgesehen. Hierzu weist die obere Abdeckplatte 47 eine Entnahme-Aussparung 61 auf. Der Stopfen 27d in dieser Winkel-Position ist zur Entnahme des Formlings aus der Form-Kammer 25 in Vertikalrichtung in eine obere Stellung verschiebbar. In der oberen Stellung des Stopfens 27d kann die Verrast-Einrichtung 60 mit dem zweiten Verrast-Element 59 des Stopfens 27d in Eingriff gebracht werden. Die Entnahme-Aussparung 61 in der oberen Abdeckplatte 47 wird von einer vertikalen Führungsfläche 62 begrenzt. Die Führungsfläche 62 ist derart ausgebildet, dass der aus der Form-Kammer 25 mittels des Stopfens 27d herausgeführte Formling bei einer weiteren Rotation der Dreh-Einheit 48 in Drehrichtung entlang der Führungsfläche 62 gleitet und dabei auf einen vorbestimmten Weg zum umfangsseitigen Rand der Dreh-Einheit 48 transportiert wird. Die Führungsfläche 62 reicht dabei insbesondere bis zur umfangsseitigen Begrenzung des Rund-Takt-Tisches 46. An dieser Stelle kann beispielsweise unter dem Rund-Takt-Tisch 46 eine in den Figuren nicht dargestellte AuffangVorrichtung zum Sammeln der fertigen Formlinge vorgesehen sein.

[0048] In einer fünften, wiederum um 60° in Drehrichtung um die Drehachse 49 gedrehten Winkel-Position befindet sich der Stopfen 27d immer noch in der Form-Kammer 25. Jedoch ist die Befüll-Öffnung 35 in dieser Position von der oberen Abdeckplatte 47 zumindest weitgehend abgeschlossen, so dass der Formling auch bei einer Absenkung des Stopfens 27d in dessen untere Position nicht mehr in die Form-Kammer 25 zurückrutschen kann.

[0049] In einer sechsten Winkel-Position wird der Stopfen 27d wiederum aus seiner oberen in seine untere Position verschoben. Das Verschieben des Stopfens 27 geschieht insbesondere pneumatisch oder hydraulisch. Alternativ hierzu ist auch eine mechanische Verschiebung des Stopfens 27d denkbar. Insbesondere kann die Verschiebung des Stopfens 27d auch an die Rotation der Dreh-Einheit 48 gekoppelt sein. Sie kann beispielsweise während der Rotation der Dreh-Einheit 48 um die Drehachse 49 erfolgen. Hierzu sind insbesondere mechanische Führungselemente im Zusammenspiel mit dem Stopfen 27d denkbar. In der sechsten Winkel-Position ist die Form-Kammer 25 belüftbar. Hierzu ist die obere Abdeckplatte 47 des Rund-Takt-Tisches 46 in dieser Position nach oben hin abschließend mit einem Spaltmaß von 2 mm ausgeführt.

[0050] Die sechsfache Radialsymmetrie der Dreh-Einheit 48 stellt lediglich eine mögliche Ausführungsform dar und soll nicht als Einschränkung verstanden werden.

[0051] Es ist auch denkbar, einen Rund-Takt-Tisch 46 und eine Dreh-Einheit 48 mit lediglich dreifacher Radialsymmetrie auszubilden. In diesem Fall ist eine erste Position zum Befüllen der Form-Kammer 25, eine zweite Position zum Verdichten des Pulvers in der Form-Kammer 25 und eine dritte Position zur Entnahme des Formlings vorgesehen. Andere Ausführungsformen der Dreh-Einheit 48 mit einer anderszahligen Radialsymmetrie sind ebenfalls möglich.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Formgebung eines Formlings aus einem Pulver umfassend

a) mindestens eine zumindest teilweise durch mindestens eine Seite mindestens einer Form-Kammer-Wand (26) begrenzte Form-Kammer (25) zur Aufnahme eines Pulvers,

b) eine Zuführ-Einrichtung (1) zum Zuführen des Pulvers in die mindestens eine Form-Kammer (25) und

c) eine Verdichtungs-Einrichtung (2) zur Verdichtung des Pulvers in der mindestens einen Form-Kammer (25),

d) wobei die mindestens eine Form-Kammer-Wand (26) zumindest im Bereich der der Form-Kammer (25) zugewandten Seite aus einem nichtmetallischen Material besteht.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Form-Kammer (25) mittels eines Stempels (36) verschließbar ist, wobei der Stempel (36) zumindest in dem der Form-Kammer (25) zugewandten Bereich seiner Oberfläche aus einem nicht-metallischen Material besteht.

3. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Unterdruck-Einrichtung (13, 29, 42) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in einem gasdicht geschlossenen Reaktions-Raum angeordnet ist, wobei eine Inertgas-Einrichtung zum Ersetzen des im Reaktions-Raum erhaltenen Sauerstoffs durch ein Inert-Gas vorgesehen ist.

5. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführ-Einrichtung (1) mindestens eine Förderschnecke (17, 43) umfasst.

6. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass eine zyklische Permutations-Einrichtung mit mehreren Form-Kammern (25) vorgesehen ist.

7. Verfahren zur Herstellung von Formlingen aus einem Pulver umfassend die folgenden Schritte:

- Bereitstellen mindestens einer zumindest teilweise durch mindestens eine Seite mindestens einer Form-Kammer-Wand (26) begrenzten Form-Kammer (25) zur Aufnahme eines Pulvers,

- Befüllen der mindestens einen Form-Kammer (25) mit einem Pulver,

- Verdichten des Pulvers in der Form-Kammer (25),

- wobei zum Verdichten des Pulvers die Form-Kammer (25) mit Druck beaufschlagt wird.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagung der Form-Kammer (25) hydraulisch erfolgt.

9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Form-Kammer (25) in Radialrichtung zumindest annähernd gleichförmig, insbesondere quasi-isostatisch, insbesondere isostatisch komprimiert wird.

10. Silizium, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass

a) das Silizium in Form eines homogenen, verpressten Formlings aus einem verdichteten Pulver vorliegt,

b) der Formling eine mittlere Spaltzugfestigkeit im Bereich von 0,03 N/mm² bis 1 N/mm², insbesondere von 0,1 N/mm² bis 0,9 N/mm², aufweist,

c) der Formling eine mittlere Schüttdichte von 0,04 g/cm³ bis 2 g/cm³ aufweist,

d) die Primärteilchen des Siliziumpulvers des Formlings einen mittleren Durchmesser im Bereich von 0,01 µm bis 100 µm, insbesondere 0,1 µm bis 20 µm, insbesondere 2 µm bis 5 µm, aufweisen, und

e) der Formling bei einer Temperatur von höchstens 1500 °C zu einer homogenen Siliziumschmelze aufschmelzbar ist.

11. Verwendung der Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem zu verdichtenden Pulver um Siliziumpulver handelt.

12. Silizium-Kompaktat, gekennzeichnet durch

a) eine Reinheit von mindestens 99,9% und

b) einen mittleren Durchmesser seiner Primärteilchen im Bereich von 0,01 µm bis 100 µm.

Zeichnung