AT524441B1 - Shaped body part for the production of a shaped body - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Formkörperteil (5) zur Herstellung eines Formkörpers (1) für die Herstellung eines Einkristalls, umfassend miteinander verpresste Pulverpartikel, wobei das Formkörperteil (5) eine Grundfläche und eine Höhe h aufweist. Das Formkörperteil (5) ist ein schräg geschnittener Zylinder oder ein schräg geschnittenes Prisma oder ein Segment eines schräg geschnittenen Zylinders oder ein Segment eines schräg geschnittenen Prismas.The invention relates to a shaped body part (5) for producing a shaped body (1) for the production of a single crystal, comprising powder particles pressed together, the shaped body part (5) having a base area and a height h. The shaped body part (5) is a cylinder cut at an angle or a prism cut at an angle or a segment of a cylinder cut at an angle or a segment of a prism cut at an angle.

Description

Beschreibungdescription

[0001] Die Erfindung betrifft ein Formkörperteil zur Herstellung eines Formkörpers für die Herstellung eines Einkristalls, umfassend miteinander verpresste Pulverpartikel, wobei das Formkörperteil eine Grundfläche und eine Höhe h aufweist. The invention relates to a shaped body part for the production of a shaped body for the production of a single crystal, comprising powder particles pressed together, the shaped body part having a base area and a height h.

[0002] Weiter betrifft die Erfindung einen Formkörper zur Herstellung eines Einkristalls in einem Tiegel, umfassend mehrere Formkörperteile, wobei der Formkörper eine Grundfläche und eine Höhe H aufweist. The invention further relates to a shaped body for producing a single crystal in a crucible, comprising a plurality of shaped body parts, the shaped body having a base area and a height H.

[0003] Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Einkristalls, umfassend folgende Schritte: Bereitstellung eines Pulvers aus Pulverpartikel, Herstellung eines Formkörpers aus den Pulverpartikeln, Befüllung eines Tiegels mit dem Formköper, schmelztechnische Herstellung des Einkristalls aus dem Formkörper. The invention also relates to a method for producing a single crystal, comprising the following steps: providing a powder from powder particles, producing a shaped body from the powder particles, filling a crucible with the shaped body, melting the single crystal from the shaped body.

[0004] Die Herstellung von großen Einkristallen, wie sie z.B. zur Herstellung von Wafern eingesetzt werden, ist aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise beschreibt die KR 10 20170026734 A ein Pellet zur Saphirverglasung und ein Verfahren dessen Herstellung. Mit einer Kugelmühle wird eine Mischung aus einem 0,4-1,0 um hochreinen Aluminiumoxidpulver hergestellt. Aus der Mischung wird ein einheitliches Granulat gebildet, das weiter zu einem Formteil geformt wird. Dieser wird danach gebrannt. Die Pellets können durch ein einfaches Herstellungsverfahren in Massenproduktion hergestellt werden, und haben eine kleine Korngröße, Gleichmäßigkeit und geringe Porosität, so dass die Fülldichte der Pellets hoch ist, wenn die Pellets in den Tiegel eingefüllt werden. The production of large monocrystals, such as those used for the production of wafers, is known from the prior art. For example, KR 10 20170026734 A describes a pellet for sapphire glazing and a method for producing it. A mixture of 0.4-1.0 µm high purity alumina powder is prepared with a ball mill. A uniform granulate is formed from the mixture, which is further formed into a molded part. This is then burned. The pellets can be mass-produced by a simple manufacturing process, and have small grain size, uniformity, and low porosity, so that the filling density of the pellets is high when the pellets are filled in the crucible.

[0005] Aus der US 8,859,446 B?2 ist ein a-Aluminiumoxid-Sinterkörper zur Herstellung eines Saphir-Einkristalls bekannt, der eine relative Dichte von 60% oder mehr aufweist. Die Porosität beträgt 10% oder weniger, und die Reinheit 99,99 Massen-% oder mehr. Das Volumen des Sinterkörpers beträgt zumindest 1 cm®. [0005] US Pat. No. 8,859,446 B?2 discloses an α-alumina sintered body for producing a sapphire single crystal, which has a relative density of 60% or more. The porosity is 10% or less and the purity is 99.99% by mass or more. The volume of the sintered body is at least 1 cm®.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Herstellbarkeit eines Einkristalls zu verbessern. The object of the invention is to improve the manufacturability of a single crystal.

[0007] Die Aufgabe wird mit dem eingangs genannten Formkörperteil gelöst, das ein schräg geschnittener Zylinder oder ein schräg geschnittenes Prisma oder ein Segment eines schräg geschnittenen Zylinders oder ein Segment eines schräg geschnittenen Prismas ist. The object is achieved with the molded body part mentioned at the outset, which is a cylinder cut at an angle or a prism cut at an angle or a segment of a cylinder cut at an angle or a segment of a prism cut at an angle.

[0008] Weiter wird die Aufgabe der Erfindung mit dem eingangs genannten Formkörper gelöst, der das erfindungsgemäße Formkörperteil aufweist. [0008] Furthermore, the object of the invention is achieved with the molded body mentioned at the outset, which has the molded body part according to the invention.

[0009] Zudem wird die Aufgabe der Erfindung mit dem eingangs genannten Verfahren gelöst, nach dem vorgesehen ist, dass der erfindungsgemäße Formkörper eingesetzt wird. In addition, the object of the invention is achieved with the method mentioned at the beginning, according to which it is provided that the shaped body according to the invention is used.

[0010] Von Vorteil ist dabei, dass durch die spezielle Formgebung der Formkörperteile die Befüllung des Tiegels vereinfacht werden kann, Die Formkörperteile können dabei an den schrägen Flächen aneinander abgleiten. Die verbesserte Befüllung des Tiegels ermöglicht in der Folge eine hohe Packdichte des Tiegels mit dem zu schmelzenden Material für den Einkristall. Die hohe Packdichte wiederum ermöglicht eine Verbesserung des Einkristalls, sodass eine Qualitätssteigerung des Einkristalls durch eine Reduzierung von Fehlstellen erreicht werden kann. Der Begriff „Fehlstelle“ ist dabei nicht zwingend auf kristallographischer Ebene zu verstehen. The advantage here is that the filling of the crucible can be simplified by the special shape of the shaped body parts. The shaped body parts can slide off one another on the sloping surfaces. The improved filling of the crucible subsequently enables a high packing density of the crucible with the material to be melted for the single crystal. The high packing density, in turn, enables the single crystal to be improved, so that the quality of the single crystal can be increased by reducing defects. The term "defect" is not necessarily to be understood on the crystallographic level.

[0011] Zur weiteren Verbesserung dieser Effekte kann gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass der Formkörperteil über die gesamte Höhe h schräg geschnitten ist. To further improve these effects can be provided according to an embodiment of the invention that the shaped body part is cut obliquely over the entire height h.

[0012] Als besonders geeignet hat sich das Formteil zur Herstellung von Saphir-Einkristallen gezeigt, sodass also das Formkörperteil gemäß einer weiteren Ausführungs-Variante aus Al,Os (aAluminiumoxid) besteht. The molded part has proven to be particularly suitable for the production of sapphire monocrystals, so that the molded body part consists of Al,Os (a aluminum oxide) according to a further embodiment variant.

[0013] Eine einfache Befüllung des Tiegels mit hoher Packdichte wird auch erreicht, wenn gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung die Höhe h der Formkörperteile gleich groß ist, A simple filling of the crucible with a high packing density is also achieved if, according to a further embodiment of the invention, the height h of the shaped body parts is the same,

wie die Höhe H des Formkörpers. Mit dieser Ausführungsvariante kann das Volumen des Tiegels zur Herstellung des Einkristalls mit sehr wenigen Formkörperteilen befüllt werden. as the height H of the shaped body. With this embodiment variant, the volume of the crucible for producing the monocrystal can be filled with very few shaped body parts.

[0014] Diese Effekte werden auch erreicht bzw. weiter verbessert, wenn gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung die Grundfläche der Formkörperteile gleich ist, wie die Grundfläche des Formkörpers. These effects are also achieved or further improved if, according to a further embodiment of the invention, the base area of the shaped body parts is the same as the base area of the shaped body.

[0015] Um den Füllgrad des Tiegelvolumens weiter zu erhöhen, kann nach weiteren Ausführungsvarianten der Erfindung vorgesehen sein, dass zwischen den Formkörperteilen ein Pulver aus den Pulverpartikeln angeordnet ist und/oder dass dieser eine Außenkontur aufweist, die einer Innenkontur eines Tiegels zur Herstellung eines Einkristalls entspricht, und/oder dass die Höhe H des Formkörpers zwischen 90 % und 100 % der Höhe des Tiegels entspricht. Aus den genannten Gründen kann entsprechend einer Ausführungsvariante dazu vorgesehen sein, dass die Höhe H des Formkörpers der Höhe des Tiegels abzüglich der Höhe eines Impfkristalls entspricht. In order to further increase the degree of filling of the crucible volume, according to further embodiment variants of the invention it can be provided that a powder made of the powder particles is arranged between the shaped body parts and/or that this has an outer contour that corresponds to an inner contour of a crucible for the production of a single crystal corresponds, and/or that the height H of the shaped body corresponds to between 90% and 100% of the height of the crucible. For the reasons mentioned, according to one embodiment variant, it can be provided that the height H of the shaped body corresponds to the height of the crucible minus the height of a seed crystal.

[0016] Vorzugsweise weist der Formkörper zur Erhöhung des gefüllten Volumens des Tiegels eine Packdichte von mehr als 50 % auf. [0016] In order to increase the filled volume of the crucible, the shaped body preferably has a packing density of more than 50%.

[0017] Eine weitere Fehlstellenreduktion kann erreicht werden, wenn der Formkörper entsprechend einer anderen Ausführungsvariante eine Porosität von maximal 10%, insbesondere maximal 5 %, aufweist. [0017] A further reduction in imperfections can be achieved if, according to another embodiment variant, the shaped body has a porosity of at most 10%, in particular at most 5%.

[0018] Zur Vereinfachung der Formkörperteilherstellung kann gemäß einer Ausführungsvariante des Verfahrens vorgesehen werden, dass der Formköper aus Formkörperteilen hergestellt wird, die jeweils gesondert hergestellt werden. [0018] In order to simplify the production of the shaped body part, it can be provided according to one embodiment of the method that the shaped body is produced from shaped body parts which are each produced separately.

[0019] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. For a better understanding of the invention, it will be explained in more detail with reference to the following figures.

[0020] Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung: [0020] They each show in a simplified, schematic representation:

[0021] Fig. 1 eine Ausführungsvariante eines Formkörpers in Seitenansicht; [0021] FIG. 1 shows an embodiment variant of a shaped body in a side view;

[0022] Fig. 2 eine weitere Ausführungsvariante eines Formkörpers in Draufsicht; [0023] Fig. 3 eine weitere Ausführungsvariante eines Formkörpers in Draufsicht; [0024] Fig. 4 eine weitere Ausführungsvariante eines Formkörpers in Seitenansicht; [0025] Fig. 5 eine weitere Ausführungsvariante eines Formkörpers in Draufsicht; [0022] FIG. 2 shows a further embodiment variant of a shaped body in plan view; [0023] FIG. 3 shows a further embodiment variant of a shaped body in plan view; [0024] FIG. 4 shows a further embodiment variant of a shaped body in a side view; [0025] FIG. 5 shows a further embodiment variant of a shaped body in plan view;

[0026] Fig. 6 eine Tiegel während der Befüllung mit dem Formkörper in Seitenansicht geschnitten. [0026] FIG. 6 a cross-section of a crucible during filling with the shaped body.

[0027] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. First of all, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numbers or the same component designations, with the disclosures contained throughout the description being able to be transferred analogously to the same parts with the same reference numbers or the same component designations. The position information selected in the description, such as top, bottom, side, etc., is related to the directly described and illustrated figure and these position information are to be transferred to the new position in the event of a change of position.

[0028] In Fig. 1 ist ein Formkörper 1 in Seitenansicht dargestellt. Der Formkörper 1 wird zur Herstellung von Einkristallen eingesetzt. Dazu kann der Formköper 1 beispielsweise eine Höhe 2 von mindestens 5 mm aufweisen. Insbesondere kann die Höhe 2 zwischen 50 mm und 1.500 mm aufweisen. Der Durchmesser 3 einer Grundfläche 4 kann zwischen 50 mm und 800 mm betragen. Dementsprechend groß ist auch der Einkristall, der aus dem Formkörper 1 hergestellt wird. In Fig. 1 a molded body 1 is shown in side view. The molded body 1 is used to produce monocrystals. For this purpose, the shaped body 1 can have a height 2 of at least 5 mm, for example. In particular, the height 2 can be between 50 mm and 1,500 mm. The diameter 3 of a base 4 can be between 50 mm and 800 mm. The single crystal that is produced from the shaped body 1 is also correspondingly large.

[0029] Es sei erwähnt, dass die angegebenen Abmessungen nur beispielhaften Charakter haben. Der Formkörper 1 kann auch davon abweichende Abmessungen haben. It should be mentioned that the dimensions given are only exemplary. The shaped body 1 can also have different dimensions.

[0030] Sofern der Formkörper 1 keine Zylinder ist, bezeichnet der Durchmesser 3 jene Abmessung eines Hüllkreises, der die gesamte Grundfläche 4 des Formkörpers 1 gerade noch einschließt. If the shaped body 1 is not a cylinder, the diameter 3 denotes that dimension of an enveloping circle which just includes the entire base area 4 of the shaped body 1 .

[0031] Der Formkörper 1 besteht aus oder umfasst mehrere Formkörperteile 5. In der konkret dargestellten Ausführungsvariante besteht der Formköper 1 aus zwei Formköperteilen 5. Genereil kann der Formköper 1 aber je nach Ausführung zwischen zwei und zwanzig, insbesondere zwischen zwei und zwölf, vorzugsweise zwischen zwei und acht bzw. zwischen zwei und vier, Formkörperteile 5 aufweisen bzw. aus diese Anzahl an Formkörperteilen 5 bestehen. The shaped body 1 consists of or comprises several shaped body parts 5. In the embodiment variant shown, the shaped body 1 consists of two shaped body parts 5. Generally, depending on the design, the shaped body 1 can be between two and twenty, in particular between two and twelve, preferably between have two and eight or between two and four molded body parts 5 or consist of this number of molded body parts 5 .

[0032] Die Formkörperteile 5 umfassen oder bestehen aus gepressten Pulverpartikeln. Üblicherweise sind die Formkörperteile 5 auch gesintert, wie dies an sich aus der Herstellung von Eikristallen bekannt ist. Prinzipiell können die Formkörperteile 5 zu Herstellung unterschiedlichster Einkristalle verwendet werden. Dementsprechend kann auch die Zusammensetzung der Formkörperteile 5 entsprechend unterschiedlich sein. Beispielsweise können sie aus SiC bestehen, d.h. aus SiC Partikeln hergestellt sein. The shaped body parts 5 comprise or consist of pressed powder particles. The shaped body parts 5 are usually also sintered, as is known per se from the production of egg crystals. In principle, the shaped body parts 5 can be used to produce a wide variety of single crystals. Accordingly, the composition of the shaped body parts 5 can be correspondingly different. For example, they can consist of SiC, i.e. be made of SiC particles.

[0033] In der bevorzugten Ausführungsvariante werden die Formkörperteile 5 zur Herstellung von Saphir Einkristallen aus a-Al>Os Pulverpartikel hergestellt. Die a-Al‚O3 Pulverpartikel können einen mittleren Partikeldurchmesser aufweisen, mit dem eine Oberfläche nach der BET-Methode zwischen 2 m’/g und 10 mg erreicht wird. In the preferred embodiment, the shaped body parts 5 for the production of sapphire single crystals are produced from α-Al>Os powder particles. The a-Al,O3 powder particles can have an average particle diameter with which a surface area of between 2 m'/g and 10 mg can be achieved according to the BET method.

[0034] Es ist weiter bevorzugt, wenn die Pulverpartikel zur Herstellung der Formkörperteile 5 eine Reinheit an dem jeweils einzusetzenden Material, also beispielsweise an SiC oder a-Al;Os, von mindestens 99,9 %, insbesondere von mindestens 99,99 %, aufweisen. Bevorzugt ist ein Anteil an UÜbergangsmetallen, wie beispielsweise Fe, Ti, V, Cr, etc., (in Summe) nicht größer als 5 ppm. Andere Elemente, wie Na, Ca, Si, Ga oder Ge, sollten bevorzugt ebenfalls entfernt werden bzw. einen Anteil von (in Summe) nicht mehr als 5 ppm aufweisen. It is further preferred if the powder particles for producing the shaped body parts 5 have a purity of the material to be used, for example SiC or a-Al;Os, of at least 99.9%, in particular at least 99.99%. exhibit. A proportion of U-transition metals, such as, for example, Fe, Ti, V, Cr, etc., (in total) is preferably not greater than 5 ppm. Other elements, such as Na, Ca, Si, Ga or Ge, should preferably also be removed or have a proportion of (in total) no more than 5 ppm.

[0035] Die Formkörperteile 5 sind als schräg geschnittene Zylinder oder schräg geschnittene Prismen oder als Segmente eines schräg geschnittenen Zylinders oder als Segmente eines schräg geschnittenen Prismas ausgebildet. are designed as obliquely cut cylinders or obliquely cut prisms or as segments of an obliquely cut cylinder or as segments of an obliquely cut prism.

[0036] Es sei darauf hingewiesen, dass „schräg geschnitten“ nicht zwingend bedeutet, dass die Formkörperteile 5 durch Schneiden hergestellt sind. Die Formkörperteile 5 können auch bereits mit der zumindest einen schrägen Fläche hergestellt sein. Mit anderen Worten bezieht sich „schräg geschnitten“ auf die geometrische Form des Formkörperteils 5 nicht auf ein Herstellverfahren. Die Formkörperteile 5 können somit Zylinder mit einer in Bezug auf die Horizontale schräg verlaufenden Ebene oder Prismen mit einer in Bezug auf die Horizontale schräg verlaufenden Ebene oder Segmente eines Zylinders mit einer in Bezug auf die Horizontale schräg verlaufenden Ebene oder als Segmente eines Prismas mit einer in Bezug auf die Horizontale schräg verlaufenden Ebene sein. It should be noted that "obliquely cut" does not necessarily mean that the shaped body parts 5 are produced by cutting. The shaped body parts 5 can also already be produced with the at least one inclined surface. In other words, “obliquely cut” refers to the geometric shape of the shaped body part 5 and not to a manufacturing process. The shaped body parts 5 can thus be cylinders with a plane that runs obliquely in relation to the horizontal, or prisms with a plane that runs obliquely in relation to the horizontal, or segments of a cylinder with a plane that runs obliquely in relation to the horizontal, or as segments of a prism with an in Be reference to the horizontal oblique plane.

[0037] In Fig. 1 ist dazu die Ausführungsvariante eines schräg geschnitten Zylinders dargestellt. Die Schnittfläche verläuft in einem Winkel 6 zur Normalen 7 auf die Grundfläche 4. Die Normale 7 kann die Längsmittelachse durch den Zylinder oder das Prisma sein. Der Winkel 6 kann ausgewählt sein aus einem Bereich von 1 ° bis 45 °, insbesondere aus einem Bereich von 2 ° bis 35 °. In Fig. 1, the embodiment variant of a cylinder cut at an angle is shown. The cut surface runs at an angle 6 to the normal 7 to the base 4. The normal 7 can be the longitudinal central axis through the cylinder or the prism. The angle 6 can be selected from a range from 1° to 45°, in particular from a range from 2° to 35°.

[0038] In der bevorzugten Ausführungsvariante werden die Formkörperteile 5 durch Einfüllen der Pulverpartikel in eine Pressform und anschließendes Pressen hergestellt. Die Pressform kann dazu die entsprechend Geometrie des Formhohlraums aufweisen. Somit werden die Formkörperteile 5 jeweils gesondert hergestellt. Es ist aber auch möglich, dass in einem ersten Schritt aus den Pulverpartikel der Formkörper 1 an sich hergestellt wird, und dass dieser dann in einem zweiten Schritt die Formkörperteile 5 aus dem Formkörper 1 durch ein Trennverfahren, insbesondere Schneiden, hergestellt werden. Die Herstellung der Formkörperteile 5 aus dem Formkörper 1 erfolgt bevorzugt im Grünzustand, kann aber auch nach dem Sintern des Grünlings erfolgen. In the preferred embodiment, the shaped body parts 5 are produced by filling the powder particles into a mold and then pressing. For this purpose, the compression mold can have the corresponding geometry of the mold cavity. Thus, the shaped body parts 5 are each produced separately. However, it is also possible that in a first step the shaped body 1 itself is produced from the powder particles, and then in a second step the shaped body parts 5 are produced from the shaped body 1 by a separation process, in particular cutting. The production of the shaped body parts 5 from the shaped body 1 is preferably carried out in the green state, but can also be carried out after the green body has been sintered.

[0039] Es ist nach einer weiteren Ausführungsvariante möglich, dass die Formkörper 1 mit zumindest einer Sollbruchstelle hergestellt wird, um die spätere Trennung des Formkörpers 1 in die Formkörperteile 5 zu vereinfachen, Beispielsweise kann der Formkörper 1 mit zumindest einer Rille versehen werden. Es ist auch möglich, dass die Formkörperteile 5 mit zumindest einem Steg verbunden hergestellt werden, wobei der Steg die Sollbruchstelle bildet. Mit diesen Ausführungsvarianten ist es einfacher, die vorerst miteinander verbundenen Formkörperteile 5 gemeinsam zu According to a further embodiment variant, it is possible for the shaped body 1 to be produced with at least one predetermined breaking point in order to simplify the later separation of the shaped body 1 into the shaped body parts 5. For example, the shaped body 1 can be provided with at least one groove. It is also possible for the shaped body parts 5 to be manufactured connected with at least one web, with the web forming the predetermined breaking point. With these design variants, it is easier to join together the shaped body parts 5 that are initially connected to one another

sintern und erst danach die Teilung in die Formkörperteile 5 vorzunehmen. Durch die gemeinsame Sinterung ist es einfacher zusammengehörende Formkörperteile 5 bereitzustellen. sinter and only then make the division into the shaped body parts 5. The joint sintering makes it easier to provide molded body parts 5 that belong together.

[0040] Die Trennung des Formkörpers 1 in die Formkörperteile 5 kann auch durch Bruchtrennen erfolgen. Da in diesem Fall die Bruchfläche relativ rau ist, kann gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen werden, dass beim Befüllen eines Tiegels 8 (siehe Fig. 6) zwischen den Formkörperteilen 5 zusätzlich Pulverpartikel aus dem Pulver, aus dem die Formkörperteile 5 hergestellt wurden, eingebracht werden. Damit ist ein höherer Füllgrad des Tiegels 8 erreichbar. The separation of the shaped body 1 into the shaped body parts 5 can also be effected by fracture separation. Since the fracture surface is relatively rough in this case, it can be provided according to one embodiment of the invention that when filling a crucible 8 (see Fig. 6) between the shaped body parts 5, additional powder particles from the powder from which the shaped body parts 5 were produced are introduced will. A higher degree of filling of the crucible 8 can thus be achieved.

[0041] Selbstverständlich kann auch bei nicht bruchgetrennten Formkörperteilen 5 ein Pulver zwischen den Formkörperteilen 5 angeordnet werden. Of course, a powder can also be arranged between the shaped body parts 5 in the case of shaped body parts 5 that are not fracture-separated.

[0042] Das Pressen der Pulverpartikel an sich ist bekannt, sodass hierzu auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen sel. The pressing of the powder particles is known per se, so that reference is made to the relevant prior art.

[0043] Wie anhand der Fig. 2 und 4 verdeutlicht ist, kann die Grundfläche 4 des Formkörpers 1 unterschiedlich ausgebildet sein. Neben der kreisrunden Grundfläche 4 des Zylinders nach Fig. 1 kann die Grundfläche 4 auch viereckig (Fig. 2), z.B. quadratisch oder rechteckig, sechseckig (Fig. 3) oder generell mehreckig (achteckig, etc.), ausgebildet sein. Die (bevorzugt geraden) Prismen sind dementsprechend ausgebildet. Die Grundfläche 4 kann aber auch ein Oval sein. Durch diese Teilung entstehen entsprechende Segmente 9 von Prismen, die aber nach wie vor eine schräge Ebene 10, beispielsweise eine Schnittfläche, aufweisen, wie sie für die Ausführungsvariante nach Fig. 1 dargestellt ist. Im Falle eines Zylinders ist diese schräge Ebene 10 ein Oval. Für prismatische Ausführungen des Formteils 1 sind die Ebenen entsprechend anders ausgebildet. As illustrated in FIGS. 2 and 4, the base 4 of the shaped body 1 can be designed differently. In addition to the circular base 4 of the cylinder according to FIG. 1, the base 4 can also be quadrilateral (FIG. 2), e.g. square or rectangular, hexagonal (FIG. 3) or generally polygonal (octagonal, etc.). The (preferably straight) prisms are designed accordingly. However, the base 4 can also be an oval. This division results in corresponding segments 9 of prisms, which, however, still have an inclined plane 10, for example a cut surface, as is shown for the variant embodiment according to FIG. In the case of a cylinder, this inclined plane 10 is an oval. For prismatic designs of the molded part 1, the planes are designed differently.

[0044] Mit Fig. 5 soll verdeutlicht werden, dass auch für die zylindrische Ausführungen des Formteils 1 Segmente 9 durch entsprechende Teilung als Formkörperteile 5 bereitgestellt werden können. 5 is intended to make it clear that segments 9 can also be provided as molded body parts 5 for the cylindrical versions of the molded part 1 by appropriate division.

[0045] Je nach Ausbildung des Formkörperteils 5 kann dieser die gleiche Grundfläche 4 aufweisen wie der Formkörper an sich. Diese Ausgestaltung wird erhalten, wenn der Formkörper 1 lediglich in zwei Formkörperteile 5 aufgeteilt wird. Bei segmentierten Ausführungen des Formteils 1 unterscheidet sich die Grundfläche der Formkörperteile 5 von jener des Formkörpers 1. Bevorzugt ist jedoch erstgenannte Ausführungsvariante. Depending on the design of the shaped body part 5, it can have the same base area 4 as the shaped body itself. This configuration is obtained if the shaped body 1 is merely divided into two shaped body parts 5 . In the case of segmented designs of the shaped part 1, the base area of the shaped body parts 5 differs from that of the shaped body 1. However, the first-mentioned variant is preferred.

[0046] Es ist weiter generell möglich, dass sämtliche Formkörperteile 5 eines Formkörpers 1 gleich ausgebildet sind. Die Formkörperteile 5 eines Formkörpers 1 können aber auch unterschiedlich zueinander sein. It is also generally possible for all molded body parts 5 of a molded body 1 to be of the same design. However, the shaped body parts 5 of a shaped body 1 can also be different from one another.

[0047] Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, kann sich gemäß einer Ausführungsvariante die schräge Ebene 10 über die gesamte Höhe 2 des Formkörpers 1 erstrecken. In der Seitenansicht erscheint die schräge Ebene 10 somit als Diagonale. Bei dieser Ausführungsvariante weisen die Formkörperteile 5 eine Höhe h auf, die gleich mit der Höhe H 2 des Formteils 1 ist. As can be seen from FIG. 1, the inclined plane 10 can extend over the entire height 2 of the shaped body 1 according to a variant embodiment. In the side view, the inclined plane 10 thus appears as a diagonal. In this embodiment variant, the shaped body parts 5 have a height h which is the same as the height H 2 of the shaped part 1 .

[0048] Wie durch die Ausführungsvariante nach Fig. 4 verdeutlicht wird, kann aber auch vorgesehen werden, dass sich die schräge Ebene 10 nur über einen Teilbereich der Höhe 2 des Formkörpers 1 erstreckt. Der Teilbereich kann beispielsweise zwischen 5 % und 95 %, insbesondere zwischen 10 % und 80 %, vorzugsweise zwischen 20 % und 60 %, der Höhe 2 des Formteils 1 betragen. As is illustrated by the embodiment variant according to FIG. The partial area can be, for example, between 5% and 95%, in particular between 10% and 80%, preferably between 20% and 60%, of the height 2 of the molded part 1.

[0049] Nachdem die Formkörperteile 5 zur einfacheren Befüllung des Tiegels 8 vorgesehen sind, kann gemäß einer weiteren Ausführungsvariante, nach der der Formkörper 1 eine Außenkontur aufweist, die einer Innenkontur des Tiegels 8 zur Herstellung eines Einkristalls entspricht, vorgesehen sein, dass die Formkörperteile 5 ebenfalls eine entsprechende Geometrie aufweisen, die das Zusammensetzen des Formteils 1 mit der Außenkontur des Tiegels 8 ermöglicht. After the shaped body parts 5 are provided for easier filling of the crucible 8, according to a further embodiment variant, according to which the shaped body 1 has an outer contour which corresponds to an inner contour of the crucible 8 for the production of a single crystal, it can be provided that the shaped body parts 5 also have a corresponding geometry that allows the assembly of the molded part 1 with the outer contour of the crucible 8.

[0050] Im Falle einer davon abweichenden Geometrie kann vorgesehen werden, dass im Tiegel 8 verbleibende Hohlräume zumindest teilweise mit dem Pulver aufgefüllt werden, aus denen die Formkörperteile 5 bestehen bzw. das diese aufweisen. In the case of a geometry deviating from this, it can be provided that cavities remaining in the crucible 8 are at least partially filled with the powder from which the shaped body parts 5 consist or which they have.

[0051] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des Formteils 1 kann vorgesehen sein, dass dessen Höhe 2 wischen 90 % und 100 % einer gesamten Höhe 11 des Tiegels 8 entspricht. Dabei kann gemäß einer weiteren Ausführungsvariante vorgesehen sein, dass die Höhe 2 des Formkörpers 1 der Höhe des Tiegels 8 abzüglich einer Höhe 12 eines Impfkristalls 13 entspricht, der zumindest teilweise, insbesondere zur Gänze, den Boden des Tiegels 8 bildet, wie dies aus Fig. 6 zu ersehen ist. According to a further preferred embodiment variant of the shaped part 1 it can be provided that its height 2 corresponds to between 90% and 100% of an overall height 11 of the crucible 8 . According to a further embodiment variant, it can be provided that the height 2 of the shaped body 1 corresponds to the height of the crucible 8 minus a height 12 of a seed crystal 13, which at least partially, in particular completely, forms the bottom of the crucible 8, as can be seen from Fig. 6 can be seen.

[0052] Bevorzugt wird der Tiegel 8, d.h. dessen Innenvolumen, mit den Formkörperteilen 5 so weit befüllt, dass dieser eine Packdichte von mehr als 50 %, insbesondere mehr als 75 %, vorzugsweise mehr als 95 %, aufweist. Die Formkörperteile 5 an sich weisen gemäß einer weiteren Ausführungsvariante eine Porosität von maximal 10%, insbesondere maximal 5 %, vorzugsweise maximal 4 %, beispielsweise maximal 3 %, wie z.B. zwischen 0,5 % und 3 %; auf. Die Porosität wird mit der hierfür bekannten Hg-Methode bestimmt. The crucible 8, i.e. its internal volume, is preferably filled with the shaped body parts 5 to such an extent that it has a packing density of more than 50%, in particular more than 75%, preferably more than 95%. According to a further embodiment variant, the shaped body parts 5 themselves have a porosity of at most 10%, in particular at most 5%, preferably at most 4%, for example at most 3%, such as between 0.5% and 3%; on. The porosity is determined using the Hg method known for this purpose.

[0053] In Fig. 6 ist zur Veranschaulichung des Vorteils der Formkörperteile 5 der Befüllvorgang des Tiegels 8 dargestellt. Wie ersichtlich befindet sich im Tiegel 8 bereits ein erster Formteilkörper 5. Ein zweiter Formteilkörper 5 kann nun mit seiner schrägen Ebene 10 an der schrägen Ebene 10 des sich bereits im Tiegel 8 sich befindenden Formkörperteil 5 in den Tiegel 8 eingleiten. Dabei können eventuell vorhandene Fehlpositionierungen der Formkörperteile 5 im Zusammenspiel der der Tiegelwand einfacher wieder beseitigt werden, ohne dass auf die Formkörperteile 5 eine zu große Kraft ausgeübt wird, die zu einem Abbrechen von Teilen der Formkörperteile 5 führen könnte. Letzteres würde in einer geringeren Packdichte resultieren. In Fig. 6, the filling process of the crucible 8 is shown to illustrate the advantage of the shaped body parts 5. As can be seen, a first molded body 5 is already in the crucible 8 . A second molded body 5 can now slide into the crucible 8 with its inclined plane 10 on the inclined plane 10 of the molded body part 5 already in the crucible 8 . In this way, any incorrect positioning of the shaped body parts 5 in the interaction of the crucible wall can be eliminated more easily without too great a force being exerted on the shaped body parts 5, which could lead to parts of the shaped body parts 5 breaking off. The latter would result in a lower packing density.

[0054] Obwohl der Effekt am ausgeprägtesten ist, wenn die Höhe h der Formkörperteile 5 gleich ist der Höhe 2 des Formteils 1, kann ein verbessertes Befüllverhalten auch mit der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsvariante erreicht werden. Die Füllkörperteile 5 können nämlich bereits auBerhalb des Tiegels 8 zum Formteil 1 zusammengesetzt werden, sodass auch hierbei vorliegende Fehlpositionierung der Formkörperteile 5 zueinander beim Einlegen in den Tiegel 8 automatisch beseitigt werden können. Although the effect is most pronounced when the height h of the shaped body parts 5 is equal to the height 2 of the shaped part 1, improved filling behavior can also be achieved with the embodiment variant shown in FIG. The filling body parts 5 can namely already be assembled outside of the crucible 8 to form the shaped part 1, so that incorrect positioning of the shaped body parts 5 relative to one another when they are placed in the crucible 8 can also be eliminated automatically.

[0055] Der mit den Formkörperteilen 5 und gegebenenfalls zusätzlich Pulver befüllte Tiegel wird in der Folge einer so hohen Temperatur ausgesetzt, dass aus dem Formkörper 1 der gewünschte Einkristall schmelztechnisch hergestellt werden kann. The crucible filled with the shaped body parts 5 and optionally additional powder is subsequently exposed to such a high temperature that the desired single crystal can be produced from the shaped body 1 by melting.

[0056] Nur der Vollständigkeit halber sein angemerkt, dass der Tiegel 8 z.B. aus Graphit oder Molybdän bestehen kann, wobei sich das Tiegelmaterial vorwiegend nach dem Material richtet, aus dem die Formkörperteile 5 bestehen. For the sake of completeness, it should be noted that the crucible 8 can be made of graphite or molybdenum, for example, with the crucible material being primarily based on the material from which the shaped body parts 5 are made.

[0057] Es sei darauf hingewiesen, dass in einer Vorrichtung zur Herstellung eines Einkristalls ein Tiegel 8 oder mehrere Tiegel 8 angeordnet werden können, um damit einen Einkristall oder mehrere Einkristalle gleichzeitig herstellen zu können. Für die Befüllung der weiteren Tiegel 8, die in der Vorrichtung 1 angeordnet werden können, können voranstehende Ausführungen entsprechend angewandt werden. It should be noted that a crucible 8 or a plurality of crucibles 8 can be arranged in an apparatus for producing a monocrystal in order to be able to produce a monocrystal or a plurality of monocrystals at the same time. For the filling of the other crucibles 8 that can be arranged in the device 1, the above statements can be applied accordingly.

[0058] Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind. The exemplary embodiments show possible variants, it being noted at this point that combinations of the individual variants with one another are also possible.

[0059] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis die Formkörperteile 5 bzw. der daraus gebildete Formkörper 1 nicht notwendigerweise maßstäblich dargestellt sind. Finally, for the sake of clarity, it should be pointed out that the shaped body parts 5 and the shaped body 1 formed from them are not necessarily shown to scale for better understanding.

BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE LIST

1 Formkörper 1 molding

2 Höhe 2 height

3 Durchmesser 4 Grundfläche 3 diameter 4 footprint

5 Formkörperteil 5 molding part

6 Winkel 6 angles

7 Normale 8 Tiegel 7 Normal 8 Crucible

9 Segment 10 Ebene 11 Höhe 9 segment 10 level 11 height

12 Höhe 12 height

13 Impfkristall 13 seed crystal

Claims (14)

Patentansprüchepatent claims 1. Formkörperteil (5) zur Herstellung eines Formkörpers (1) für die Herstellung eines Einkristalls, umfassend miteinander verpresste Pulverpartikel, wobei das Formkörperteil (5) eine Grundfläche und eine Höhe h aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Formkörperteil (5) ein schräg geschnittener Zylinder oder ein schräg geschnittenes Prisma oder ein Segment eines schräg geschnittenen Zylinders oder ein Segment eines schräg geschnittenen Prismas ist. 1. Shaped body part (5) for producing a shaped body (1) for the production of a single crystal, comprising powder particles pressed together, the shaped body part (5) having a base area and a height h, characterized in that the shaped body part (5) has an obliquely cut cylinder or a slanted prism or a segment of a slanted cylinder or a segment of a slanted prism. 2. Formkörperteil (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser über die gesamte Höhe h schräg geschnitten ist. 2. Shaped body part (5) according to claim 1, characterized in that it is cut obliquely over the entire height h. 3. Formkörperteil (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörperteil (1) aus Al-Os zur Herstellung eines Saphir-Einkristalls besteht. 3. Shaped body part (5) according to claim 1, characterized in that the shaped body part (1) consists of Al-Os for the production of a sapphire single crystal. 4. Formkörper (1) zur Herstellung eines Einkristalls in einem Tiegel (8), umfassend mehrere Formkörperteile (5), wobei der Formkörper (1) eine Grundfläche (4) und eine Höhe H (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörperteile (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 gebildet sind. 4. Shaped body (1) for producing a single crystal in a crucible (8), comprising a plurality of shaped body parts (5), the shaped body (1) having a base area (4) and a height H (2), characterized in that the shaped body parts (5) are formed according to any one of claims 1 to 3. 5. Formkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe h der Formkörperteile (5) gleich groß ist, wie die Höhe H (2) des Formkörpers (1). 5. Shaped body according to claim 4, characterized in that the height h of the shaped body parts (5) is the same as the height H (2) of the shaped body (1). 6. Formkörper (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche der Formkörperteile (5) gleich ist, wie die Grundfläche (4) des Formkörpers (1). 6. Shaped body (1) according to claim 4 or 5, characterized in that the base area of the shaped body parts (5) is the same as the base area (4) of the shaped body (1). 7. Formkörper (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Formkörperteilen (5) ein Pulver aus den Pulverpartikeln angeordnet ist. 7. shaped body (1) according to any one of claims 4 to 6, characterized in that between the shaped body parts (5) a powder from the powder particles is arranged. 8. Formkörper (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Außenkontur aufweist, die einer Innenkontur des Tiegels (8) zur Herstellung eines Einkristalls entspricht. 8. Shaped body (1) according to any one of claims 4 to 7, characterized in that it has an outer contour which corresponds to an inner contour of the crucible (8) for the production of a single crystal. 9. Formkörper (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe H (2) des Formkörpers (1) zwischen 100 % und 90 % der Höhe (11) des Tiegels (8) entspricht. 9. Shaped body (1) according to one of claims 4 to 8, characterized in that the height H (2) of the shaped body (1) corresponds to between 100% and 90% of the height (11) of the crucible (8). 10. Formkörper (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe H (2) des Formkörpers (1) einer Höhe (11) des Tiegels (8) abzüglich einer Höhe (12) eines Impfkristalls (13) entspricht. 10. Shaped body (1) according to one of claims 4 to 9, characterized in that the height H (2) of the shaped body (1) is a height (11) of the crucible (8) minus a height (12) of a seed crystal (13) is equivalent to. 11. Formkörper (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Packdichte von mehr als 50 % aufweist. 11. Shaped body (1) according to any one of claims 4 to 10, characterized in that it has a packing density of more than 50%. 12. Formkörper (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Porosität von maximal 10%, insbesondere maximal 5 %, aufweist. 12. Shaped body (1) according to any one of claims 4 to 11, characterized in that it has a porosity of at most 10%, in particular at most 5%. 13. Verfahren zur Herstellung eines Einkristalls, umfassend folgende Schritte: - Bereitstellung eines Pulvers aus Pulverpartikel, - Herstellung eines Formkörpers (1) aus den Pulverpartikeln, - Befüllung eines Tiegels (8) mit dem Formköper (1), - schmelztechnische Herstellung des Einkristalls aus dem Formkörper (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein Formkörper (1) eingesetzt wird, der entsprechend einem der Ansprüche 4 bis 12 ausgebildet ist. 13. A method for producing a single crystal, comprising the following steps: - providing a powder from powder particles, - producing a shaped body (1) from the powder particles, - filling a crucible (8) with the shaped body (1), - melting the single crystal from the shaped body (1), characterized in that a shaped body (1) is used which is designed according to one of claims 4 to 12. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Formköper (1) aus Formkörperteilen (5) hergestellt wird, die jeweils gesondert hergestellt werden. 14. The method according to claim 13, characterized in that the shaped body (1) is produced from shaped body parts (5), which are each produced separately. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings