(57)【要約】  本発明は、粒界拡散処理のための加熱によって、元素RH（Dy, Tb及びHoのうちの少なくとも1種）を含有する付着物Ｐを表面に付着させたRL2Fe14B系磁石の基材Ｓが融着し難い粒界拡散処理用治具を提供することを課題とする。粒界拡散処理用治具１０は、板状のベース１１の表面に、先端１２１の表面がセラミックス製である突起１２が多数、該先端１２が１平面内になるように配置されている。突起１２上に基材Ｓを載置することにより、基材表面に付着させた付着物と粒界拡散処理用治具の接触面積が小さくなるうえに、付着物Ｐと反応し難いセラミックスを用いていることにより、上記加熱時の基材Ｓと粒界拡散処理用治具１０の融着を生じ難くすることができる。
2014148354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Nd及びPrのうちの少なくとも1種である軽希土類元素RLを主たる希土類元素として含有する、焼結磁石又は熱間塑性加工磁石であるRL2Fe14B系磁石を基材とし、該基材の表面に、Dy, Tb及びHoのうちの少なくとも1種から成る重希土類元素RHを含有する付着物を付着させ、該基材を前記付着物ごと加熱する粒界拡散処理において、該加熱の際に該基材を載置するための板状の治具であって、
板状のベースの表面に、先端の表面がセラミックス製である突起が多数、該先端が１平面内になるように配置されていることを特徴とする粒界拡散処理用治具。
【請求項２】
前記突起が、前記セラミックス製のコーティングを、該セラミックスとは異なる材料から成る突起状部材の先端の表面に施したものであることを特徴とする請求項１に記載の粒界拡散処理用治具。
【請求項３】
前記セラミックスがアルミナ、ジルコニア、チタニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、シリカ、マグネシア、若しくはイットリア、又はそれらの化合物若しくは混合物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の粒界拡散処理用治具。
【請求項４】
前記突起の形状が錐状又は凸曲面状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の粒界拡散処理用治具。
【請求項５】
前記突起の先端の平面形状が線状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の粒界拡散処理用治具。
【請求項６】
前記突起を板状のベースの表裏両面に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の粒界拡散処理用治具。
【請求項７】
前記ベースの表面の突起と裏面の突起が、前記ベース上の位置が一致しないように配置されていることを特徴とする請求項６に記載の粒界拡散処理用治具。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の粒界拡散処理用治具を収容する治具収容具であって、
枠体と、
前記枠体の上部及び下部に設けられた、互いに嵌合可能な上部嵌合部及び下部嵌合部と、
前記枠体から該枠体の内側に向けて延び、前記粒界拡散処理用治具のベースをその周縁の少なくとも一部で支持する支持部と
を有し、前記上部嵌合部と前記下部嵌合部を嵌合させた状態における該治具収容具のピッチ高さが、粒界拡散処理が行われる基材の高さと粒界拡散処理用治具の高さの和よりも大きいことを特徴とする粒界拡散処理用治具収容具。
【請求項９】
請求項６又は７に記載の粒界拡散処理用治具を収容する治具収容具であって、
枠体と、
前記枠体の上部及び下部に設けられた、互いに嵌合可能な上部嵌合部及び下部嵌合部と、
前記枠体から該枠体の内側に向けて延び、前記粒界拡散処理用治具のベースをその周縁の少なくとも一部で支持する支持部と
を有し、前記上部嵌合部と前記下部嵌合部を嵌合させた状態における該治具収容具のピッチ高さが、粒界拡散処理が行われる基材の高さと粒界拡散処理用治具の高さの和と等しいことを特徴とする粒界拡散処理用治具収容具。
【請求項１０】
粒界拡散処理用の治具を収容する治具収容具であって、
枠体と、
前記枠体の上部及び下部に設けられた、互いに嵌合可能な上部嵌合部及び下部嵌合部と、
前記枠体から該枠体の内側に向けて延び、前記粒界拡散処理用治具のベースをその周縁の少なくとも一部で支持する支持部と
を有し、前記枠体の高さが、粒界拡散処理が行われる基材の高さと粒界拡散処理用治具の高さの和よりも大きいことを特徴とする粒界拡散処理用治具収容具。
【請求項１１】
前記枠体がカーボン製であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の粒界拡散処理用治具収容具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
Nd及びPrのうちの少なくとも1種である軽希土類元素RLを主たる希土類元素として含有する、RL2Fe14Bを主相とするRLFeB系磁石における主相粒子の表面付近に、該主相粒子の粒界を通して、Dy, Tb及びHoのうちの少なくとも1種である重希土類元素RHを拡散させる粒界拡散処理に用いられる治具、及び該治具を複数個収容する収容具に関する。
【背景技術】
【０００２】
RFeB系磁石は、1982年に佐川（本発明者）らによって見出されたものであるが、残留磁束密度等の多くの磁気特性がそれまでの永久磁石よりもはるかに高いという特長を有する。そのため、RFeB系磁石はハイブリッド自動車や電気自動車の駆動用モータ、電動補助型自転車用モータ、産業用モータ、ハードディスク等のボイスコイルモータ、高級スピーカー、ヘッドホン、永久磁石式磁気共鳴診断装置等、様々な製品に使用されている。【０００３】
初期のRFeB系磁石は種々の磁気特性のうち保磁力HcJが比較的低いという欠点を有していたが、その後、RFeB系磁石の内部に重希土類元素RHを存在させることにより、逆磁区が生じ難くなり、それにより保磁力が向上することが明らかになった。逆磁区は、磁化の向きとは逆向きの磁界がRFeB系磁石に印加されたときに、最初に結晶粒の粒界付近で発生し、そこから結晶粒の内部及び隣接する結晶粒に拡がってゆくという特性を有する。従って、最初に逆磁区が発生することを防ぐ必要がある。そのためには、RHは結晶粒の粒界付近に存在しさえすればよく、それにより結晶粒の粒界付近に逆磁区が発生することを防ぐことができる。一方、RHの含有量が増加すると、残留磁束密度Brが低下し、それにより最大エネルギー積(BH)maxも低下するという問題を有する。また、RHが希少、且つ産出される地域が偏在しているという点からも、RHの含有量を増加させることは望ましくない。従って、RHの含有量を極力抑えつつ、保磁力を高める（逆磁区が形成され難くする）ために、結晶粒の内部よりも表面（粒界）付近に高濃度のRHを存在させることが望ましい。【０００４】
特許文献１には、RH又はRH化合物の微粉末を有機溶剤に分散させた塗布物をRFeB系磁石の表面に塗布し、該RFeB系磁石を塗布物ごと加熱することにより、該RFeB系磁石の粒界を通して結晶粒の表面付近にRHの原子を拡散させることが記載されている。このように粒界を通してRHの原子を結晶粒の表面付近に拡散させる方法は、「粒界拡散法」と呼ばれている。以後、粒界拡散処理を施す前のRFeB系磁石を「基材」と呼び、粒界拡散処理を施した後のRFeB系磁石と区別する。【０００５】
RFeB系磁石には主に、(i)主相粒子を主成分とする原料合金粉末を焼結させた焼結磁石、(ii)原料合金粉末を結合剤（高分子やエラストマなどの有機材料から成る。バインダ。）で固めて成形したボンド磁石、(iii)原料合金粉末に熱間塑性加工を施した熱間塑性加工磁石があるが、これらのうち粒界拡散処理を行うことができるのは、粒界に有機材料のバインダが存在しない(i)焼結磁石及び(iii)熱間塑性加工磁石である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開WO2011/136223号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
粒界拡散処理の際に、基材の全面、あるいは板状の基材の両面に塗布物を塗布すると、基材の一部や板状基材の１面にのみ塗布物を塗布するよりも、RFeB系磁石の粒界のより広い範囲にRHの原子を行き亘らせることができる。しかし、粒界拡散処理の際の加熱時に、基材表面の塗布物が基材を支持する治具に接触していることにより、その治具と塗布物が反応し、それにより治具と基材が融着してしまうという問題が生じる。特許文献１では、塗布物が塗布された基材を、尖形状の支持部が多数並べられた治具に載置することにより、塗布物と治具の接触面積ができるだけ小さくなるようにしている。それでもなお、治具と基材が融着することを防止するのは困難である。本願発明者は、融点が高い金属であるMo（融点2610℃）、W（同3387℃）及びNb（同2468℃）を用いて上記治具を作製し、粒界拡散処理（処理温度900℃）の実験を行ったところ、融着が生じてしまった。【０００８】
なお、粒界拡散処理の際には、特許文献１に記載の塗布物を基材の表面に塗布する他に、RH又はRH化合物の粉末を基材の表面に直接付着させたり、蒸着法等を用いてRHの金属やRHを含有する合金の膜を基材の表面に形成してもよい。以下、これら塗布物、粉末、膜等、粒界拡散処理の際に基材の表面に付着させるものを「付着物」と総称する。【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、粒界拡散処理のための加熱によって、元素RHを含有する付着物を表面に付着させた基材と融着し難い粒界拡散処理用治具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために成された本発明に係る粒界拡散処理用治具は、Nd及びPrのうちの少なくとも1種である軽希土類元素RLを主たる希土類元素として含有する、焼結磁石又は熱間塑性加工磁石であるRL2Fe14B系磁石を基材とし、該基材の表面に、Dy, Tb及びHoのうちの少なくとも1種である重希土類元素RHを含有する付着物を付着させ、該基材を前記付着物ごと加熱する粒界拡散処理において、該加熱の際に該基材を載置するための板状の治具であって、
板状のベースの表面に、先端の表面がセラミックス製である突起が多数、該先端が１平面内になるように配置されていることを特徴とする。【００１１】
セラミックスは金属と比較して、加工し難いものの、粒界拡散処理における加熱温度において、RHを含有する付着物と反応し難いという特長を有する。本発明では突起の先端表面をこのようなセラミックスとすることにより、粒界拡散処理の際に治具と塗布物が反応することを抑え、それにより治具と基材が融着し難くすることができる。【００１２】
セラミックスの材料には、例えば、アルミナ、ジルコニア、チタニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、シリカ、マグネシア、若しくはイットリア、又はそれらの化合物若しくは混合物を用いることができる。ここで化合物には、ムライト（mullite、3Al2O3・2SiO2）、コージェライト（cordierite、2MgO・2Al2O3・5SiO2）、ステアタイト（steatite、MgO・SiO2）等が挙げられる。セラミックスのうちでも、純度が高い方が、融着がより生じ難いため望ましい。これは、純度が高くなるほど、セラミックス内のボイドや欠陥の数が少なくなるため、ボイド等に付着物が侵入し難くなり、それによって融着がより生じ難くなるためである。セラミックスの純度は90％以上であることが望ましく、99.5％以上であることがより望ましい。例えば突起表面を、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、シリカ、マグネシア、若しくはイットリア、又はそれらの化合物若しくは混合物であって、純度が99.5％以上であるセラミックス製とすれば、基材と融着することはほとんどない。【００１３】
突起は、それ全体がセラミックス製であってもよい。また、突起は、突起状の部材の先端の表面に、該突起状部材の材料とは異なるセラミックス製のコーティングを施したものであってもよい。突起状部材の材料には、タングステンやステンレス鋼等の金属、カーボン等の、セラミックス以外の材料を用いてもよいし、コーティングの材料とは異なるセラミックスを用いてもよい。【００１４】
突起は、柱状であってもよいが、基材との接触面積を小さくするために、錐状や凸曲面状の、接触部が点状となるものを用いる方が望ましい。また、接触部が線（直線又は曲線）状となるような突起を用いてもよい。このような突起は、基材との接触面積は前記錐状等の突起よりも大きくなるが、(i)折損しにくい、(ii)基材を安定して支持することができる、(iii)フライス盤等を用いて容易に作製できる、という利点を有する。【００１５】
突起は、板状のベースの表裏両面に設けてもよい。このような治具を用いれば、基材と治具を交互に、多段に重ねることができ、同時に多数の基材について粒界拡散処理を行うことができる。この場合、突起のベース上の位置は、表裏で一致させないことが望ましい。突起の位置を表裏で一致させた場合、板状のベースの突起のない部分（平面部）と表裏に突起のある部分とで熱容量が大きく異なり、加熱・冷却時に熱歪が生じやすいためである。【００１６】
ただし、基材及び治具を重ねる段数が多すぎると、下方の基材及び治具に大きな負荷がかかり、基材及び／又は治具が破損してしまうおそれがある。そこで、以下に述べる治具収容具を用いることが望ましい。【００１７】
この治具収容具は、前記粒界拡散処理用治具を収容する治具収容具であって、
枠体と、
前記枠体の上部及び下部に設けられた、互いに嵌合可能な上部嵌合部及び下部嵌合部と、
前記枠体から該枠体の内側に向けて延び、前記粒界拡散処理用治具のベースをその周縁の少なくとも一部で支持する支持部と
を有し、前記上部嵌合部と前記下部嵌合部を嵌合させた状態における該治具収容具のピッチ高さが、粒界拡散処理が行われる基材の高さと粒界拡散処理用治具の高さの和よりも大きいことを特徴とする。【００１８】
この治具収容具は、その内部に、付着物を付着させた基材を載置した粒界拡散処理用治具を支持部により支持した状態で、複数段積み重ねて使用することができる。このとき、上側にある粒界拡散処理用治具及び基材等の荷重は枠体が受け、基材や粒界拡散処理用治具には付加されない。そのため、多段重ねにしても、下側の基材や粒界拡散処理用治具が破損するのを防止することができる。【００１９】
なお、本治具収容具は、突起がベースの上面にのみ設けられた粒界拡散処理用治具だけではなく、突起がベースの上下（表裏）両面に設けられた粒界拡散処理用治具においても使用することができる。後者における粒界拡散処理用治具の高さは、ベースの下面側における突起の先端から、ベースの上面側における突起の先端までの高さで規定される。後者の場合、基材とその直上の粒界拡散処理用治具（その基材が載置された粒界拡散処理用治具の１つ上にあるもの）との隙間が小さい場合に、仮に両者が接触しても融着し難い、という利点がある。それゆえ、後者では、治具収容具のピッチ高さが基材の高さと粒界拡散処理用治具の高さの和と等しい場合、すなわち基材の上面が直上の粒界拡散処理用治具におけるベースの下面側の突起と接触する場合も許容される。【００２０】
また、本治具収容具は、本発明の粒界拡散処理用治具ばかりではなく、従来の粒界拡散処理用治具にも用いることができる。【００２１】
粒界拡散処理の際には、このように基材及び前記粒界拡散処理用治具を収容し、多段重ねした状態で加熱を行う。その際、治具収容具自体は基材に接触していないため、収容具の材料にはセラミックスを使用する必要はない。収容具の材料には、その内部に収容された基材への伝熱性を良くするために、カーボン等の熱伝導率の高いものを用いることが望ましい。なお、粒界拡散処理のための加熱は、基材が酸化しないように、真空中又は不活性ガス中で行うため、収容具の材料にカーボンを用いても、処理中に収容具が燃焼することはない。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る粒界拡散処理用治具を用いることにより、粒界拡散処理時に、元素RHを含有する付着物を表面に付着させた基材と該治具との融着が生じ難くなり、粒界拡散処理の処理効率が向上する。また、本発明に係る治具収容具を用いることにより、基材を多段重ねした状態での粒界拡散処理が可能となり、粒界拡散処理の処理効率は更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る粒界拡散処理用治具の第１実施例を示す斜視図(a)、側面図(b)及び上面図(c)。
【図２】本発明に係る粒界拡散処理用治具の第２実施例を示す斜視図(a)及び上面図(b)。
【図３】本発明に係る粒界拡散処理用治具の第３実施例を示す縦断面図。
【図４】本発明に係る粒界拡散処理用治具の第４実施例を示す側面図(a)、(b)及び多段積みを説明する図(c)。
【図５】本発明に係る治具収容具の斜視図(a)、及び治具収容具を多段積みにした状態を示す斜視図(b)。
【図６】治具収容具を多段積みにした状態を示す側面図。
【図７】治具収容具を多段積みにした状態の他の例を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明に係る粒界拡散処理用治具及び収容具の実施例を、図１〜図７を用いて説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１を用いて、第１の実施例の粒界拡散処理用治具１０を説明する。この粒界拡散処理用治具１０は、板状のベース１１の一方の面に突起１２を三角格子状に多数配置したものである。ベース１１及び突起１２の材料には、本実施例ではアルミナ（材質記号：SSA-S、純度99.5％以上）を用いた。アルミナの代わりに、ジルコニア、イットリア、ステアタイト、コージェライト、チタニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素等を用いてもよい。突起１２の先端１２１は全て同じ高さに揃っている。【００２６】
突起１２の形状は、本実施例では四角錐状とした。四角錐状の代わりに、三角錐状や、五角以上の多角錐状、円錐状、凸曲面（半球面、1/4球面等）状の形状を用いてもよいが、粒界拡散処理用治具１０を機械切削で容易に作製するためには、角の数が少ない錐（三角錐か四角錐）状が好適である。なお、幾何学上の「錐体」の先端は点であるが、突起１２の先端１２１は厳密に点にすることができないため、ここでは突起１２の形状を「錐状」と表記する。【００２７】
本実施例では突起１２を三角格子状に配置した。三角格子状以外の正方格子状等の配置を採ってもよいが、正方格子よりも三角格子の方が、３個の突起１２で１個の基材Ｓを支持することができ（図１(b), (c)）、突起１２の個数を少なくすることができるため望ましい。なお、図１(b)では、図１(a)において横方向に並ぶように示された突起１２の列のうち、最も手前側の列（１列目）にある突起１２を実線で示し、手前から２列目にある突起１２を破線で示した。【００２８】
この粒界拡散処理用治具１０は、以下に述べる粒界拡散処理において使用される。まず、焼結磁石又は熱間塑性加工磁石であるRL2Fe14B系磁石から成る基材Ｓの表面に、RHを含有する付着物Ｐを付着させる。このように付着物Ｐを付着させた基材Ｓを、粒界拡散処理用治具１０の３個以上（図１(b), (c)に示した例では３個）の突起１２に跨るように、先端１２１の上に載置する。この状態で、所定の温度（通常、800℃〜1000℃）に加熱することにより、付着物Ｐ中のRH原子を、基材Ｓの粒界を通して主相粒子の表面付近に供給する。これにより、残留磁束密度Brや最大エネルギー積(BH)maxの低下を抑えつつ、保磁力が高められたRL2Fe14B系磁石が得られる。【００２９】
この粒界拡散処理用治具１０では、突起１２の先端１２１がセラミックス（本実施例ではアルミナ）製であることにより、上記加熱の際に、突起１２の先端１２１と付着物Ｐが反応することがなく、基材Ｓと粒界拡散処理用治具１０が融着することを抑えることができる。【００３０】
錐状の突起１２の先端１２１の形状は、１つの点に近くなるほど折損しやすくなる。そのため、突起１２が多角錐の場合には１辺0.1mm以上の多角形状（上記の四角錐状の突起１２では、四角形状）、突起１２が円錐の場合には径が0.1mm以上の円形状（突起１２が円錐の場合）であることが望ましい。一方、この先端１２１が１辺1mmを超える多角形状又は径が1.5mm以上の円形状を有すると、先端１２１と付着物Ｐの接触面積が大きくなりすぎ、突起１２の先端１２１と付着物Ｐがわずかに反応するおそれが生じる。先端１２１は平坦である必要はなく、例えば上に凸状の平面であってもよい（すなわち、先端１２１の形状は２次元の「多角形」や「円」である必要はないため、ここではそれらの形状を「多角形状」、「円状」と呼んでいる）。【００３１】
突起は、高すぎると折損しやすくなり、低すぎると付着物Ｐがベース１１に接触するおそれが生じる。本実施例の突起１２では、多角錐の底面の長さに対して、高さを0.5〜1.5倍とすることが望ましい。
【実施例２】
【００３２】
図２を用いて、第２の実施例の粒界拡散処理用治具２０を説明する。この粒界拡散処理用治具２０は、板状のベース２１の一方の面に、先端の平面形状が線状である突起２２が、該面に平行な１方向に延びるように多数平行に配置されている。各突起２２は、長手方向に垂直な断面の形状が三角形状であり、長手方向に延びる線状の先端２２１を有する。全ての突起２２の先端２２１は１平面内に形成されている。ベース２１及び突起２２の材料は第１実施例と同様である。【００３３】
この粒界拡散処理用治具２０では、付着物Ｐを付着させた基材Ｓを、２個以上（図２(b)に示した例では２個）の突起２２に跨るように、先端２２１の上に載置したうえで、上述の所定温度に加熱することにより、粒界拡散処理を行う。粒界拡散処理用治具２０は、第１の実施例の粒界拡散処理用治具１０と比較すると、付着物Ｐと先端２２１の接触面積が大きくなるものの、粒界拡散処理用治具の作製時にフライス盤等を用いてより容易に作製することができるという利点を有する。
【実施例３】
【００３４】
図３を用いて、第３の実施例の粒界拡散処理用治具３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃを説明する。第３実施例では、板状のベース３１の上に突起状部材３２が多数配置されている。そして、図３(a)の粒界拡散処理用治具３０Ａではベース３１及び突起状部材３２の全体に、(b)の粒界拡散処理用治具３０Ｂでは突起状部材３２の全体（ベース３１は含まれない）に、(c)の粒界拡散処理用治具３０Ｃでは突起状部材３２の先端３２１付近にのみ、セラミックス製のコーティング３３が施されている。従って、いずれの例においても、突起状部材３２の先端３２１にはコーティング３３が施されている。全ての突起状部材３２は、先端３２１におけるコーティング３３の上面が同じ高さに揃っている。【００３５】
コーティング３３の材料には、本実施例ではアルミナ（材質記号：SSA-S、純度99.5％以上）を用いた。アルミナの代わりに、ジルコニア、イットリア、ステアタイト、コージェライト、チタニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素等を用いてもよい。突起状部材３２の材料にはカーボンを用いた。カーボンの代わりに、窒化アルミニウム、ステンレス鋼、チタン等を用いることもできる。また、突起状部材３２の材料に、コーティング３３の材料よりも純度の低い（安価な）セラミックスや、加工が容易なマシナブルセラミックスを用いてもよい。【００３６】
ベース３１上での突起状部材３２の配列は、本実施例では第１実施例と同様に三角格子状とした。また、突起状部材３２の形状は四角錐とした。これら突起状部材３２の配列及び形状は、第１実施例の突起１２と同様に種々の変形が可能であり、第２実施例の突起２２と同様の配列及び形状としてもよい。【００３７】
本実施例の粒界拡散処理用治具３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃの使用方法は、第１実施例の粒界拡散処理用治具１０と同様である。
【実施例４】
【００３８】
図４を用いて、第４の実施例の粒界拡散処理用治具４０Ａ及び４０Ｂを説明する。本実施例では、板状のベース４１の両面に、突起４２が多数配置されている。ベース４１の材料、並びに突起４２の材料、形状及び配置は、第１実施例と同様である。図４(a)に示した粒界拡散処理用治具４０Ａでは、ベース４１の上面と下面の同じ位置に突起４２が配置されているのに対して、(b)に示した粒界拡散処理用治具４０Ｂでは、ベース４１の上面の突起４２が配置された三角格子の重心の位置に、下面の突起４２が配置されている。粒界拡散処理用治具４０Ａよりも粒界拡散処理用治具４０Ｂの方が、ベース４１の突起４２のない部分とある部分の熱容量の差が小さくなるため、加熱・冷却時に熱歪が生じ難く、それゆえ破損しにくい。【００３９】
本実施例の粒界拡散処理用治具４０Ｂの使用方法を、図４(c)を用いて説明する。なお、ここでは粒界拡散処理用治具４０Ｂを例として説明するが、粒界拡散処理用治具４０Ａの使用方法も同様である。
粒界拡散処理用治具４０Ｂを多数用意し、そのうちの１つの粒界拡散処理用治具４０Ｂにおいて付着物Ｐを付着させた基材Ｓを上側の突起４２に複数個載置する。次に、これら基材Ｓの上に、別の粒界拡散処理用治具４０Ｂを、下側の突起４２を接触させるように載置する。この操作を繰り返すことにより、粒界拡散処理用治具４０Ｂと基材Ｓを交互に多段積みする。なお、一番下に配置される粒界拡散処理用治具は、下側の突起が不要であるため、図４(c)の例では第１実施例の粒界拡散処理用治具１０を使用する。このように多段積みをした状態のまま、所定の温度に加熱することにより、粒界拡散処理を行う。【００４０】
第４実施例の粒界拡散処理用治具４０Ａ及び４０Ｂにおいて、突起４２には第２実施例と同様の線状のものを用いてもよい。また、突起４２には、第３実施例と同様のコーティングを施したものを用いてもよい。
【実施例５】
【００４１】
図５を用いて、本発明に係る粒界拡散処理用の治具収容具を説明する。本実施例の治具収容具５０は、それに収容される粒界拡散処理用治具における長方形のベースの周囲を囲繞する枠体５１と、枠体５１の上面に設けられた上部嵌合部５２１及び下面に設けられた下部嵌合部５２２と、枠体５１から内側に向けて延びる治具支持部５３を有する。治具収容具５０の材料は、軽量且つ加工が容易であって、熱伝導率が高いカーボンである。【００４２】
上部嵌合部５２１は枠の外側に近い部分が切欠になっているのに対して、下部嵌合部５２２は枠の外側に近い部分が下方に突き出ている。枠体５１の高さは、上部嵌合部５２１と下部嵌合部５２２を嵌合させたときの治具収容具５０のピッチ高さhが基材Ｓの高さh1と粒界拡散処理用治具の高さh2の和よりも大きくなるように設定されている。治具支持部５３は、上部が粒界拡散処理用治具のベースを載置する平面になっている。治具支持部５３自体も枠状であり、治具収容具５０の横方向（使用時の略水平方向）の中央付近は空間になっている。【００４３】
また、本実施例では、最下部の治具収容具５０の下側に台座５６を設けると共に、最上部の治具収容具５０の上側に蓋５７を設ける。台座５６及び蓋５７はいずれも、治具収容具５０と同じくカーボン製である。台座５６は、治具収容具５０の枠体５１よりもやや面積が大きい平板状の部材に、治具収容具５０に設けられた下部嵌合部５２２と嵌合する溝から成る台座嵌合部５６１を設けたものである。蓋５７は、枠体５１と同面積の平板状の部材に、治具収容具５０に設けられた上部嵌合部５２１と同様の形状を有する蓋嵌合部５７１を設けたものである。【００４４】
治具収容具５０の使用方法を、第１実施例の粒界拡散処理用治具１０を収容する場合を例として説明する（図５(b), 図６参照）。まず、付着物Ｐを付着させた基材Ｓを粒界拡散処理用治具１０の突起１２上に載置する。この粒界拡散処理用治具１０を、そのベース１１の周囲を治具支持部５３の上面に掛けるように、治具収容具５０に収容する。このように粒界拡散処理用治具１０を収容した治具収容具５０を複数、上下に嵌合させつつ積み上げる。また、最下部の治具収容具５０における下部嵌合部５２２は台座嵌合部５６１と嵌合させ、最上部の治具収容具５０における上部嵌合部５２１は蓋嵌合部５７１と嵌合させる。これにより、基材Ｓを載置した粒界拡散処理用治具１０の収容が完了する。その後、基材Ｓ及び粒界拡散処理用治具１０を治具収容具５０に収容したままの状態で所定の温度に加熱することにより、粒界拡散処理を行う。【００４５】
本実施例の治具収容具５０では、基材Ｓや粒界拡散処理用治具１０の荷重は治具収容具５０の枠体５１が支持するため、基材Ｓや粒界拡散処理用治具１０自体にはこの荷重が付加されない。そのため、基材Ｓや粒界拡散処理用治具１０が荷重によって破損するのを防止することができる。【００４６】
図６ではベース１１の片面だけに突起１２を設けた粒界拡散処理用治具１０を治具収容具５０に収容する例を示したが、図７(a)に示すように、ベース４１の上下（表裏）両面に突起４２を設けた粒界拡散処理用治具４０Ａ（あるいは粒界拡散処理用治具４０Ｂ）を治具収容具５０に収容してもよい。この場合、粒界拡散処理用治具４０Ａの高さh2は、ベース４１の下面側における突起４２の先端から、ベース４１の上面側における突起４２の先端までの高さで規定される。治具収容具５０のピッチ高さhは、基材Ｓの高さh1と粒界拡散処理用治具の高さh2の和よりも大きくてもよいし、図７(b)に示すように、h1とh2の和と等しくてもよい。いずれの場合にも、下面側の突起４２が基材Ｓの表面に接触したとしても、接触面積が小さいため、融着を生じ難くすることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０、２０、３０Ａ〜Ｃ、４０Ａ、４０Ｂ…粒界拡散処理用治具
１１、２１、３１、４１…ベース
１２、２２、３２、４２…突起
１２１、２２１、３２１…突起の先端
３３…コーティング
５０…治具収容具
５１…枠体
５２１…上部嵌合部
５２２…下部嵌合部
５３…治具支持部
５６…台座
５６１…台座嵌合部
５７…蓋
５７１…蓋嵌合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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