JP2862189B2 - 高温熱処理用治具 - Google Patents
高温熱処理用治具Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高温熱処理用、特に
各種のセラミックスを焼結する際に用いる治具に関し、
さらに詳しくは、高温強度に優れ、セラミックスが付着
しにくく、また変色や色むらの発生しにくい高温熱処理
用治具に関する。
各種のセラミックスを焼結する際に用いる治具に関し、
さらに詳しくは、高温強度に優れ、セラミックスが付着
しにくく、また変色や色むらの発生しにくい高温熱処理
用治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、高温熱処理用治具としては、一般
に耐熱材料であるモリブデンまたはモリブデン合金製の
板材が用いられている。この板材は一般に次のようにし
て製造されていた。すなわち、まずモリブデン粉末を焼
結したインゴットに高温下で鍛造、圧延などの熱間加工
を施して板材とする。この板材をそのまま治具として実
用に供するか、またはこの板材に二次再結晶温度以下の
温度、通常は８００〜１２００℃の温度域で加工歪みを
除去する焼鈍を施したのち二次成形加工を施してから実
用に供されている。
に耐熱材料であるモリブデンまたはモリブデン合金製の
板材が用いられている。この板材は一般に次のようにし
て製造されていた。すなわち、まずモリブデン粉末を焼
結したインゴットに高温下で鍛造、圧延などの熱間加工
を施して板材とする。この板材をそのまま治具として実
用に供するか、またはこの板材に二次再結晶温度以下の
温度、通常は８００〜１２００℃の温度域で加工歪みを
除去する焼鈍を施したのち二次成形加工を施してから実
用に供されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の高温熱処理用モリブデン治具は、セラミックスの
焼結中（たとえば、焼結温度１５００〜２０００℃）に
焼結用部品とモリブデン治具の変色や色むらなどが起こ
り、更には焼結用部品が治具と付着してしまう場合があ
った。
従来の高温熱処理用モリブデン治具は、セラミックスの
焼結中（たとえば、焼結温度１５００〜２０００℃）に
焼結用部品とモリブデン治具の変色や色むらなどが起こ
り、更には焼結用部品が治具と付着してしまう場合があ
った。
【０００４】この発明は、上記の課題を解決するために
なされたもので、従来の高温熱処理用治具の欠点を解消
し、高温での熱処理中に変色や色むらを生ずることがな
く、更に被熱処理部材と治具との付着が起こりにくい高
温熱処理用治具を提供することを目的とする。
なされたもので、従来の高温熱処理用治具の欠点を解消
し、高温での熱処理中に変色や色むらを生ずることがな
く、更に被熱処理部材と治具との付着が起こりにくい高
温熱処理用治具を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】発明者は、熱処理中にお
ける治具とセラミックスとの付着および変色や色むら
は、種々の調査の結果、高温熱処理中に敷板中へ被熱処
理部材の元素が拡散することによって生ずることを見出
し、これを防止するためには拡散しにくいバリヤーを設
ければ非常に有効であることが判明した。そこで各種元
素を調査した結果、タングステン中への拡散は、元素に
より差はあるものの、たとえばモリブデン中への拡散に
比べ約１／１０００程度であり、タングステンは耐熱性
も十分であることから、耐熱性基材表面にタングステン
層を設ければ、この発明の目的達成に非常に有効である
ことを見出し、この発明を完成した。
ける治具とセラミックスとの付着および変色や色むら
は、種々の調査の結果、高温熱処理中に敷板中へ被熱処
理部材の元素が拡散することによって生ずることを見出
し、これを防止するためには拡散しにくいバリヤーを設
ければ非常に有効であることが判明した。そこで各種元
素を調査した結果、タングステン中への拡散は、元素に
より差はあるものの、たとえばモリブデン中への拡散に
比べ約１／１０００程度であり、タングステンは耐熱性
も十分であることから、耐熱性基材表面にタングステン
層を設ければ、この発明の目的達成に非常に有効である
ことを見出し、この発明を完成した。
【０００６】すなわち、この発明の高温熱処理用治具
は、耐熱性基材表面にタングステン層またはタングステ
ン合金層を形成したことを特徴とするものである。この
発明の好ましい態様において、耐熱性基材がモリブデン
からなるものとすることができる。
は、耐熱性基材表面にタングステン層またはタングステ
ン合金層を形成したことを特徴とするものである。この
発明の好ましい態様において、耐熱性基材がモリブデン
からなるものとすることができる。
【０００７】この発明の高温熱処理用モリブデン治具の
製造法の一例としては、モリブデン基材上にタングステ
ン粉末または酸化タングステン（Ｗ‐BlueOxide）粉末
を載せ、１７００℃以上の温度で焼鈍を行うことによ
り、モリブデン基材上にタングステン層を形成すること
を特徴とするものである。
製造法の一例としては、モリブデン基材上にタングステ
ン粉末または酸化タングステン（Ｗ‐BlueOxide）粉末
を載せ、１７００℃以上の温度で焼鈍を行うことによ
り、モリブデン基材上にタングステン層を形成すること
を特徴とするものである。
【０００８】この発明の高温熱処理用モリブデン治具の
他の製造法は、タングステン粉末または酸化タングステ
ン（Ｗ‐Blue Oxide）粉末を溶剤に溶かしペースト状に
してモリブデン基材上に塗布し、１７００℃以上の温度
で焼鈍を行うことにより、モリブデン基材上にタングス
テン層を形成することを特徴とするものである。
他の製造法は、タングステン粉末または酸化タングステ
ン（Ｗ‐Blue Oxide）粉末を溶剤に溶かしペースト状に
してモリブデン基材上に塗布し、１７００℃以上の温度
で焼鈍を行うことにより、モリブデン基材上にタングス
テン層を形成することを特徴とするものである。
【０００９】この発明の高温熱処理用モリブデン治具の
さらに他の製造法は、モリブデン基材上にタングステン
の塩溶液を塗布し、１７００℃以上の温度で焼鈍を行う
ことにより、モリブデン基材上にタングステン層を形成
することを特徴とするものである。
さらに他の製造法は、モリブデン基材上にタングステン
の塩溶液を塗布し、１７００℃以上の温度で焼鈍を行う
ことにより、モリブデン基材上にタングステン層を形成
することを特徴とするものである。
【００１０】この発明の高温熱処理用モリブデン治具の
さらに他の製造法は、モリブデン基材上にタングステン
板またはタングステン合金板を接触させ、１７００℃以
上の温度で焼鈍を行うことにより、モリブデン基材上に
タングステン層を形成することを特徴とするものであ
る。
さらに他の製造法は、モリブデン基材上にタングステン
板またはタングステン合金板を接触させ、１７００℃以
上の温度で焼鈍を行うことにより、モリブデン基材上に
タングステン層を形成することを特徴とするものであ
る。
【００１１】この発明の高温熱処理用モリブデン治具の
さらに他の製造法は、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法によりモ
リブデン基材上にタングステンの被膜を形成することを
特徴とするものである。
さらに他の製造法は、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法によりモ
リブデン基材上にタングステンの被膜を形成することを
特徴とするものである。
【００１２】この発明の高温熱処理用モリブデン治具の
さらに他の製造方法は、モリブデン基材上にタングステ
ン導電層を有するセラミックス基板を置いて最初に焼成
し、導電層のタングステンをモリブデン基材に飛着拡散
させることにより、モリブデン基材上にタングステンの
被膜を形成することを特徴とするものである。
さらに他の製造方法は、モリブデン基材上にタングステ
ン導電層を有するセラミックス基板を置いて最初に焼成
し、導電層のタングステンをモリブデン基材に飛着拡散
させることにより、モリブデン基材上にタングステンの
被膜を形成することを特徴とするものである。
【００１３】
【作用】この発明の高温熱処理用治具は、耐熱性基材表
面にタングステン層またはタングステン合金層を形成し
たものである。
面にタングステン層またはタングステン合金層を形成し
たものである。
【００１４】耐熱性基材としてはモリブデン、アルミナ
等のセラミックス、サーメットなどからなるものを用い
ることができるが、耐変形性、加工性、コストなどの点
でモリブデンからなるものが好ましい。たとえばモリブ
デン基材の構成材料としては、従来使用されている高温
熱処理用モリブデン材料、たとえばＡｌ、Ｓｉ、Ｋの一
種または二種以上が含まれたドープモリブデン材料を使
用することができる。また純モリブデンでもよい。ここ
でドープモリブデン材料を使用する場合は、このドープ
モリブデンの焼結体を熱間加工し、加工のまま或いは再
結晶温度以下、通常は８００〜１２００℃で歪み取り焼
鈍を行った後、二次成形加工を施したもの、或いはさら
に再結晶温度より高い温度（たとえば再結晶温度よりも
１００℃高い温度から２２００℃までの温度）での加熱
処理を施したものをモリブデン基材として使用できる。
等のセラミックス、サーメットなどからなるものを用い
ることができるが、耐変形性、加工性、コストなどの点
でモリブデンからなるものが好ましい。たとえばモリブ
デン基材の構成材料としては、従来使用されている高温
熱処理用モリブデン材料、たとえばＡｌ、Ｓｉ、Ｋの一
種または二種以上が含まれたドープモリブデン材料を使
用することができる。また純モリブデンでもよい。ここ
でドープモリブデン材料を使用する場合は、このドープ
モリブデンの焼結体を熱間加工し、加工のまま或いは再
結晶温度以下、通常は８００〜１２００℃で歪み取り焼
鈍を行った後、二次成形加工を施したもの、或いはさら
に再結晶温度より高い温度（たとえば再結晶温度よりも
１００℃高い温度から２２００℃までの温度）での加熱
処理を施したものをモリブデン基材として使用できる。
【００１５】このような耐熱性基材表面にタングステン
層またはタングステン合金層を形成することにより、こ
のタングステン層またはタングステン合金層が熱処理中
に被熱処理部材の元素の耐熱性基材中への拡散を防止す
るバリヤーの役目をなす。たとえば高温熱処理中におけ
る各種元素のＭｏとＷベース材に対する拡散係数を比較
すると、たとえば温度１７００℃において、Ｆｅの拡散
係数は、Ｍｏベース材に対しては１．３３×１０-14 ｍ
2 ／ｓ、Ｗベース材に対しては５．３７×１０-19 ｍ2
／ｓ、Ｎｂの拡散係数は、Ｍｏベース材に対しては２．
０９×１０-15 ｍ2 ／ｓ、Ｗベース材に対しては２．４
１×１０-19ｍ2 ／ｓ、Ｒｅの拡散係数は、Ｍｏベース
材に対しては４．２３×１０-16 ｍ2 ／ｓ、Ｗベース材
に対しては７．１５×１０-19 ｍ2 ／ｓ、Ｕの拡散係数
は、Ｍｏベース材に対しては３．２３×１０-15 ｍ2 ／
ｓ、Ｗベース材に対しては９．３９×１０-19 ｍ2 ／ｓ
である。拡散元素の種類により差はあるものの、Ｍｏ中
への拡散に比べＷ中への拡散は極めて小さい。他の耐熱
性基材（Ｔａなど）についてもほぼ同様である。従っ
て、耐熱性基材表面にタングステン層またはタングステ
ン合金層を形成すれば、被熱処理部材の元素の耐熱性基
材中への拡散が防止され、その結果治具と被熱処理部材
の変色や色むらの発生が防止され、また治具と被熱処理
部材との付着を防止することができる。さらに、タング
ステンは耐熱性も十分であり高温強度に優れているので
治具の寿命を長く保つことができる。
層またはタングステン合金層を形成することにより、こ
のタングステン層またはタングステン合金層が熱処理中
に被熱処理部材の元素の耐熱性基材中への拡散を防止す
るバリヤーの役目をなす。たとえば高温熱処理中におけ
る各種元素のＭｏとＷベース材に対する拡散係数を比較
すると、たとえば温度１７００℃において、Ｆｅの拡散
係数は、Ｍｏベース材に対しては１．３３×１０-14 ｍ
2 ／ｓ、Ｗベース材に対しては５．３７×１０-19 ｍ2
／ｓ、Ｎｂの拡散係数は、Ｍｏベース材に対しては２．
０９×１０-15 ｍ2 ／ｓ、Ｗベース材に対しては２．４
１×１０-19ｍ2 ／ｓ、Ｒｅの拡散係数は、Ｍｏベース
材に対しては４．２３×１０-16 ｍ2 ／ｓ、Ｗベース材
に対しては７．１５×１０-19 ｍ2 ／ｓ、Ｕの拡散係数
は、Ｍｏベース材に対しては３．２３×１０-15 ｍ2 ／
ｓ、Ｗベース材に対しては９．３９×１０-19 ｍ2 ／ｓ
である。拡散元素の種類により差はあるものの、Ｍｏ中
への拡散に比べＷ中への拡散は極めて小さい。他の耐熱
性基材（Ｔａなど）についてもほぼ同様である。従っ
て、耐熱性基材表面にタングステン層またはタングステ
ン合金層を形成すれば、被熱処理部材の元素の耐熱性基
材中への拡散が防止され、その結果治具と被熱処理部材
の変色や色むらの発生が防止され、また治具と被熱処理
部材との付着を防止することができる。さらに、タング
ステンは耐熱性も十分であり高温強度に優れているので
治具の寿命を長く保つことができる。
【００１６】本発明においてタングステン合金層の一例
としてはレニウム‐タングステン合金などがある。
としてはレニウム‐タングステン合金などがある。
【００１７】耐熱性基材表面に形成されるタングステン
層またはタングステン合金層の厚さは、０．２μｍ以
上、好ましくは０．５μｍ以上である。０．２μｍ未満
では、層を設けたことによる十分なバリヤー効果が得ら
れない。層の厚さの上限は特に限定されるわけではない
が、あまり厚いと層の形成に要する熱処理時間が長くな
るなどのため、２０μｍ程度までが好ましい。
層またはタングステン合金層の厚さは、０．２μｍ以
上、好ましくは０．５μｍ以上である。０．２μｍ未満
では、層を設けたことによる十分なバリヤー効果が得ら
れない。層の厚さの上限は特に限定されるわけではない
が、あまり厚いと層の形成に要する熱処理時間が長くな
るなどのため、２０μｍ程度までが好ましい。
【００１８】製造法 (1) 本発明によるモリブデン基材上へのタングステン
層の形成法は、モリブデン基材上にタングステン粉末ま
たは酸化タングステン粉末を載せ、１７００℃以上の温
度で焼鈍を行う方法である。
層の形成法は、モリブデン基材上にタングステン粉末ま
たは酸化タングステン粉末を載せ、１７００℃以上の温
度で焼鈍を行う方法である。
【００１９】ここで用いるタングステン粉末または酸化
タングステン粉末の平均粒径は、０．４〜５μｍ程度、
熱処理温度は、１７００℃以上２２００℃まで、好まし
くは１８００℃以上２０００℃までである。熱処理温度
が１７００℃未満では焼結に時間がかかるため長時間保
持しなくてはならない。一方、２２００℃を超えると炉
の寿命が著しく短くなり経済的でない。熱処理時間は、
１〜１０時間程度である。熱処理雰囲気は、水素または
湿水素雰囲気などの還元性雰囲気が好ましい。この熱処
理によって形成されるタングステン層の厚さは、熱処理
温度、熱処理時間などの条件によって異なるが、たとえ
ば、１８００℃×８時間の熱処理により約１μｍのタン
グステン層が形成される。
タングステン粉末の平均粒径は、０．４〜５μｍ程度、
熱処理温度は、１７００℃以上２２００℃まで、好まし
くは１８００℃以上２０００℃までである。熱処理温度
が１７００℃未満では焼結に時間がかかるため長時間保
持しなくてはならない。一方、２２００℃を超えると炉
の寿命が著しく短くなり経済的でない。熱処理時間は、
１〜１０時間程度である。熱処理雰囲気は、水素または
湿水素雰囲気などの還元性雰囲気が好ましい。この熱処
理によって形成されるタングステン層の厚さは、熱処理
温度、熱処理時間などの条件によって異なるが、たとえ
ば、１８００℃×８時間の熱処理により約１μｍのタン
グステン層が形成される。
【００２０】(2) 本発明によるモリブデン基材上への
タングステン層の他の形成法は、タングステン粉末また
は酸化タングステン粉末を溶剤に溶かしペースト状にし
てモリブデン基材上に塗布し、１７００℃以上の温度で
焼鈍を行う方法である。
タングステン層の他の形成法は、タングステン粉末また
は酸化タングステン粉末を溶剤に溶かしペースト状にし
てモリブデン基材上に塗布し、１７００℃以上の温度で
焼鈍を行う方法である。
【００２１】ここで使用するタングステン粉末または酸
化タングステン粉末の平均粒径は、前記と同様である。
ペーストを形成するために使用する溶剤としては、たと
えば、メチルセルロース系バインダー、エタノール、ア
セトン、水などがある。モリブデン基材上へのペースト
の塗布は、たとえば刷毛、スプレー塗布などを用いて行
う。このようにしてモリブデン基材上にペーストを塗布
し、４００℃程度で溶剤を熱分解した後、１７００℃以
上の温度で焼鈍する。焼鈍時の熱処理条件（温度、時
間、雰囲気）は、前記と同様である。この熱処理によっ
て形成されるタングステン層の厚さは、熱処理温度、熱
処理時間などの条件によって異なるが、たとえば、１８
００℃×８時間の熱処理により約０．８μｍのタングス
テン層が形成される。
化タングステン粉末の平均粒径は、前記と同様である。
ペーストを形成するために使用する溶剤としては、たと
えば、メチルセルロース系バインダー、エタノール、ア
セトン、水などがある。モリブデン基材上へのペースト
の塗布は、たとえば刷毛、スプレー塗布などを用いて行
う。このようにしてモリブデン基材上にペーストを塗布
し、４００℃程度で溶剤を熱分解した後、１７００℃以
上の温度で焼鈍する。焼鈍時の熱処理条件（温度、時
間、雰囲気）は、前記と同様である。この熱処理によっ
て形成されるタングステン層の厚さは、熱処理温度、熱
処理時間などの条件によって異なるが、たとえば、１８
００℃×８時間の熱処理により約０．８μｍのタングス
テン層が形成される。
【００２２】(3) 本発明によるモリブデン基材上への
タングステン層の他の形成法は、モリブデン基材上にタ
ングステンの塩溶液を塗布し、１７００℃以上の温度で
焼鈍を行う方法である。
タングステン層の他の形成法は、モリブデン基材上にタ
ングステンの塩溶液を塗布し、１７００℃以上の温度で
焼鈍を行う方法である。
【００２３】ここで使用するタングステンの塩溶液とし
ては、たとえば、タングステン酸アンモニア溶液、タン
グステン酸ナトリウム溶液、タングステン酸溶液などが
ある。モリブデン基材上にタングステンの塩溶液を塗布
し、４００℃程度で溶媒を熱分解した後、１７００℃以
上の温度で焼鈍する。焼鈍時の熱処理条件（温度、時
間、雰囲気）は、前記と同様である。この熱処理によっ
て形成されるタングステン層の厚さは、熱処理温度、熱
処理時間などの条件によって異なるが、たとえば、１８
００℃×８時間の熱処理により約１．１μｍのタングス
テン層が形成される。
ては、たとえば、タングステン酸アンモニア溶液、タン
グステン酸ナトリウム溶液、タングステン酸溶液などが
ある。モリブデン基材上にタングステンの塩溶液を塗布
し、４００℃程度で溶媒を熱分解した後、１７００℃以
上の温度で焼鈍する。焼鈍時の熱処理条件（温度、時
間、雰囲気）は、前記と同様である。この熱処理によっ
て形成されるタングステン層の厚さは、熱処理温度、熱
処理時間などの条件によって異なるが、たとえば、１８
００℃×８時間の熱処理により約１．１μｍのタングス
テン層が形成される。
【００２４】(4) 本発明によるモリブデン基材上への
タングステン層の他の形成法は、モリブデン基材上にタ
ングステン板またはタングステン合金板を接触させ、１
７００℃以上の温度で焼鈍を行う方法である。
タングステン層の他の形成法は、モリブデン基材上にタ
ングステン板またはタングステン合金板を接触させ、１
７００℃以上の温度で焼鈍を行う方法である。
【００２５】厚さ０．１〜１０ｍｍ程度のタングステン
板またはタングステン合金板をモリブデン基材上に載
せ、またはモリブデン基材の間に挟んで熱処理し、拡散
によってモリブデン基材表面にタングステン層またはタ
ングステン合金層を形成させる。ここで使用できるタン
グステン合金としては、レニウム‐タングステン合金な
どがある。焼鈍時の熱処理条件（温度、時間、雰囲気）
は、前記と同様である。この熱処理によって形成される
タングステン層の厚さは、熱処理温度、熱処理時間など
の条件によって異なるが、たとえば、１８００℃×３時
間の熱処理により約０．３〜０．５μｍのタングステン
層が形成される。
板またはタングステン合金板をモリブデン基材上に載
せ、またはモリブデン基材の間に挟んで熱処理し、拡散
によってモリブデン基材表面にタングステン層またはタ
ングステン合金層を形成させる。ここで使用できるタン
グステン合金としては、レニウム‐タングステン合金な
どがある。焼鈍時の熱処理条件（温度、時間、雰囲気）
は、前記と同様である。この熱処理によって形成される
タングステン層の厚さは、熱処理温度、熱処理時間など
の条件によって異なるが、たとえば、１８００℃×３時
間の熱処理により約０．３〜０．５μｍのタングステン
層が形成される。
【００２６】(5) 本発明によるモリブデン基材上への
タングステン層の他の形成法は、ＣＶＤ法またはＰＶＤ
法によりモリブデン基材上にタングステンの被膜を形成
する方法である。
タングステン層の他の形成法は、ＣＶＤ法またはＰＶＤ
法によりモリブデン基材上にタングステンの被膜を形成
する方法である。
【００２７】ＣＶＤ法は、高温のモリブデン基材上に反
応性のガスを流し、基材上にタングステンの固体層を析
出させる方法で、その処理条件として、基材の温度は９
００〜１１００℃程度、反応性ガスとしては六フッ化タ
ングステン、Ｈ2 またはＨ2 ＋Ｎ2 ガスなどがある。Ｐ
ＶＤ法は、真空または低圧気体中でモリブデン基材上に
タングステンを蒸着或いはスパッタさせる方法で、真空
蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング法などが
あり、いずれの方法を用いることもできるが、イオンプ
レーティング法が好ましい。これらのＣＶＤ法またはＰ
ＶＤ法により０．２〜２０μｍ程度のタングステンの膜
が形成される。
応性のガスを流し、基材上にタングステンの固体層を析
出させる方法で、その処理条件として、基材の温度は９
００〜１１００℃程度、反応性ガスとしては六フッ化タ
ングステン、Ｈ2 またはＨ2 ＋Ｎ2 ガスなどがある。Ｐ
ＶＤ法は、真空または低圧気体中でモリブデン基材上に
タングステンを蒸着或いはスパッタさせる方法で、真空
蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング法などが
あり、いずれの方法を用いることもできるが、イオンプ
レーティング法が好ましい。これらのＣＶＤ法またはＰ
ＶＤ法により０．２〜２０μｍ程度のタングステンの膜
が形成される。
【００２８】(6) 本発明によるモリブデン基材上への
タングステン層の他の形成法は、モリブデン基材上にＷ
導電層を有するセラミックス基板（例えばＡｌ2 Ｏ3 、
ＡｌＮ等）を置いて、最初に焼成（例えば１１００〜１
８００℃で）し、導電層のＷをモリブデン基材に飛着拡
散形成させる方法である。
タングステン層の他の形成法は、モリブデン基材上にＷ
導電層を有するセラミックス基板（例えばＡｌ2 Ｏ3 、
ＡｌＮ等）を置いて、最初に焼成（例えば１１００〜１
８００℃で）し、導電層のＷをモリブデン基材に飛着拡
散形成させる方法である。
【００２９】セラミックス基板の導電層としては、モリ
ブデン、タンタル、タングステン等と種々あるが、タン
グステンを有するセラミックス基板を用いて焼成するこ
とにより、モリブデン基材上にタングステン層を形成す
ることができる。この熱処理によって形成されるタング
ステン層の厚さは熱処理温度、熱処理時間、セラミック
ス基板の大きさおよび数などの条件によって異なるが、
例えばＷ導電層を有する１３０×１３０ｍｍのＡｌ2 Ｏ
3 基板を１枚用い、１８００℃×３時間の熱処理により
約０．３〜０．５μｍのタングステン層が形成される。
この方法は、従来モリブデン板を使用していた使用者に
とって特別な装置の必要がなく、非常に有用である。即
ち、モリブデン治具使用の際、最初にタングステン導電
層を有するセラミックス基板を焼成し、故意にＷ層を形
成させればよいのである。
ブデン、タンタル、タングステン等と種々あるが、タン
グステンを有するセラミックス基板を用いて焼成するこ
とにより、モリブデン基材上にタングステン層を形成す
ることができる。この熱処理によって形成されるタング
ステン層の厚さは熱処理温度、熱処理時間、セラミック
ス基板の大きさおよび数などの条件によって異なるが、
例えばＷ導電層を有する１３０×１３０ｍｍのＡｌ2 Ｏ
3 基板を１枚用い、１８００℃×３時間の熱処理により
約０．３〜０．５μｍのタングステン層が形成される。
この方法は、従来モリブデン板を使用していた使用者に
とって特別な装置の必要がなく、非常に有用である。即
ち、モリブデン治具使用の際、最初にタングステン導電
層を有するセラミックス基板を焼成し、故意にＷ層を形
成させればよいのである。
【００３０】本発明の製造法の一例に関して、主にタン
グステン層を形成する際について述べたが、これらの製
造法はタングステン合金層を形成する際にも適用できる
ことは明らかである。
グステン層を形成する際について述べたが、これらの製
造法はタングステン合金層を形成する際にも適用できる
ことは明らかである。
【００３１】
【実施例】以下の実施例は、本発明をさらに具体的に説
明するためのもである。本発明はこれらの実施例により
限定されるものではない。
明するためのもである。本発明はこれらの実施例により
限定されるものではない。
【００３２】例１ モリブデン基板上に酸化タングステン粉末（平均粒径５
μｍ）を均一に載せ、水素または湿水素雰囲気中で１７
００℃〜２０００℃×８時間加熱し焼結を行う（この
時、酸化タングステン粉末は還元される）。この焼結体
の余分なＷ粉末を取り除く。Ｗはモリブデン板中に高温
処理中に拡散して、約１μｍの厚さのＷ層を形成した。
このようにして得られたモリブデン敷板にアルミナ基板
を載せ、１７００℃×５時間焼結した結果、モリブデン
敷板とアルミナ基板との付着はまったく無く、またアル
ミナ基板、モリブデン敷板とも変色や色むらは生じなか
った。
μｍ）を均一に載せ、水素または湿水素雰囲気中で１７
００℃〜２０００℃×８時間加熱し焼結を行う（この
時、酸化タングステン粉末は還元される）。この焼結体
の余分なＷ粉末を取り除く。Ｗはモリブデン板中に高温
処理中に拡散して、約１μｍの厚さのＷ層を形成した。
このようにして得られたモリブデン敷板にアルミナ基板
を載せ、１７００℃×５時間焼結した結果、モリブデン
敷板とアルミナ基板との付着はまったく無く、またアル
ミナ基板、モリブデン敷板とも変色や色むらは生じなか
った。
【００３３】例２ モリブデン基板の最終焼鈍時にモリブデン基板と同サイ
ズで厚さ０．２mmのＷ板を一枚毎に挟んで熱処理を行っ
た。熱処理条件は、１８００℃×３時間、水素雰囲気中
である。その結果、モリブデン板の表層に約０．３〜
０．５μｍのＷ層が形成されたのが確認できた。得られ
たモリブデン敷板にアルミナ基板を載せ、１７００℃×
５時間焼結した結果、モリブデン敷板とアルミナ基板と
の付着はまったく無く、またアルミナ基板、モリブデン
敷板とも変色や色むらは生じなかった。
ズで厚さ０．２mmのＷ板を一枚毎に挟んで熱処理を行っ
た。熱処理条件は、１８００℃×３時間、水素雰囲気中
である。その結果、モリブデン板の表層に約０．３〜
０．５μｍのＷ層が形成されたのが確認できた。得られ
たモリブデン敷板にアルミナ基板を載せ、１７００℃×
５時間焼結した結果、モリブデン敷板とアルミナ基板と
の付着はまったく無く、またアルミナ基板、モリブデン
敷板とも変色や色むらは生じなかった。
【００３４】例３ モリブデン基板を表面の酸化物や付着物を除去するた
め、硝酸‐塩酸‐湯で洗浄し乾燥させた後、ＣＶＤ炉に
装入し、１１００℃に保持し、六フッ化タングステンと
水素ガスを送入し、タングステンのＣＶＤコーティング
を約１μｍの厚さに形成する。得られたモリブデン敷板
にアルミナ基板を載せ、１７００℃×５時間焼結した結
果、モリブデン敷板とアルミナ基板との付着はまったく
無く、またアルミナ基板、モリブデン敷板とも変色や色
むらは生じなかった。
め、硝酸‐塩酸‐湯で洗浄し乾燥させた後、ＣＶＤ炉に
装入し、１１００℃に保持し、六フッ化タングステンと
水素ガスを送入し、タングステンのＣＶＤコーティング
を約１μｍの厚さに形成する。得られたモリブデン敷板
にアルミナ基板を載せ、１７００℃×５時間焼結した結
果、モリブデン敷板とアルミナ基板との付着はまったく
無く、またアルミナ基板、モリブデン敷板とも変色や色
むらは生じなかった。
【００３５】例４ モリブデン板材として、純度９９．９％以上、平均粒径
３〜５μｍのモリブデン粉末を用いて通常の粉末冶金法
に従い静水圧プレスによって２ton/cm2 の圧力でプレス
成形し、水素気流中で１９００℃にて５時間の焼結を行
い約３０ｍｍ厚さの純モリブデンインゴットを成形し
た。このインゴットを通常の熱間加工法に従い最高温度
１３００℃に加熱した後、徐々に加熱温度を下げながら
圧延加工を繰返し、温間圧延加工および冷間圧延加工を
経て厚さ２ｍｍのモリブデン板を成形した。このモリブ
デン板を２２５０℃にて水素気流中で約２〜３時間の結
晶粒コントロール処理を行い、内部の円板状結晶を囲む
最小円の円板直径が平均２０ｍｍのモリブデン板にし
た。
３〜５μｍのモリブデン粉末を用いて通常の粉末冶金法
に従い静水圧プレスによって２ton/cm2 の圧力でプレス
成形し、水素気流中で１９００℃にて５時間の焼結を行
い約３０ｍｍ厚さの純モリブデンインゴットを成形し
た。このインゴットを通常の熱間加工法に従い最高温度
１３００℃に加熱した後、徐々に加熱温度を下げながら
圧延加工を繰返し、温間圧延加工および冷間圧延加工を
経て厚さ２ｍｍのモリブデン板を成形した。このモリブ
デン板を２２５０℃にて水素気流中で約２〜３時間の結
晶粒コントロール処理を行い、内部の円板状結晶を囲む
最小円の円板直径が平均２０ｍｍのモリブデン板にし
た。
【００３６】次に、このモリブデン板を用いて、最初に
焼成するＷ層を有する多層セラミック基板について説明
する。まず、平均粒径が１．２μｍのＹ2 Ｏ3 を３ｗｔ
％、残部を不純物として１．４ｗｔ％の酸素を含み、平
均粒径が１．５μｍのＡｌＮとした粉末を混合し、ボー
ルミルで２４時間混合する。そして、この混合粉に有機
バインダーを加え、スラリーをつくった。次にこのスラ
リーをドクターブレード法により１００〜４００μｍの
均一の厚さのグリーンシートをつくった。このグリーン
シートを約１３０×１３０ｍｍの大きさに切り出し、そ
の切り出されたグリーンシートには直径３００μｍの孔
を形成した。この孔は、この絶縁基板上（グリーンシー
ト上）に形成される電子回路と接続するためのものであ
る。
焼成するＷ層を有する多層セラミック基板について説明
する。まず、平均粒径が１．２μｍのＹ2 Ｏ3 を３ｗｔ
％、残部を不純物として１．４ｗｔ％の酸素を含み、平
均粒径が１．５μｍのＡｌＮとした粉末を混合し、ボー
ルミルで２４時間混合する。そして、この混合粉に有機
バインダーを加え、スラリーをつくった。次にこのスラ
リーをドクターブレード法により１００〜４００μｍの
均一の厚さのグリーンシートをつくった。このグリーン
シートを約１３０×１３０ｍｍの大きさに切り出し、そ
の切り出されたグリーンシートには直径３００μｍの孔
を形成した。この孔は、この絶縁基板上（グリーンシー
ト上）に形成される電子回路と接続するためのものであ
る。
【００３７】他方、導電ペーストは、平均粒径が１μｍ
のＡｌ2 Ｏ3 １．２８８ｗｔ％、平均粒径が１．２μｍ
の有機溶媒１．７１２ｗｔ％、残部が平均粒径１．１μ
ｍのＷで形成、混合されている。
のＡｌ2 Ｏ3 １．２８８ｗｔ％、平均粒径が１．２μｍ
の有機溶媒１．７１２ｗｔ％、残部が平均粒径１．１μ
ｍのＷで形成、混合されている。
【００３８】次に、このタングステンペーストを９７ｗ
ｔ％になるように、平均粒径１μｍのＡｌ2 Ｏ3 を１．
２９ｗｔ％、平均粒径１．２μｍのＹ2 Ｏ3 を１．７１
ｗｔ％添加する。この添加されたタングステンペースト
をスクリーン印刷法でグリーンシート上に印刷する。当
然グリーンシート上の孔もこのタングステンペーストで
埋まる。このグリーンシートを複数重ね合せ、ホットプ
レスをすることにより、ラミネート・グリーンシートが
できる。
ｔ％になるように、平均粒径１μｍのＡｌ2 Ｏ3 を１．
２９ｗｔ％、平均粒径１．２μｍのＹ2 Ｏ3 を１．７１
ｗｔ％添加する。この添加されたタングステンペースト
をスクリーン印刷法でグリーンシート上に印刷する。当
然グリーンシート上の孔もこのタングステンペーストで
埋まる。このグリーンシートを複数重ね合せ、ホットプ
レスをすることにより、ラミネート・グリーンシートが
できる。
【００３９】ここで、先程製造したモリブデン板上にこ
のラミネート・グリーンシートを置き、次の熱処理を行
った。まず、バインダーをとばすためにＮ2雰囲気で加
熱し、その後、１８００℃、５時間、Ｎ2 雰囲気で焼結
した。その結果、多層のＡｌＮ基板を得ると同時に、モ
リブデン板上に約０．７μｍのタングステン層を得た。
念のため、同じモリブデン板を用い焼成、再度焼結を行
った。即ち、ラミネート・グリーンシートを前回とは置
いた位置を変え、焼結時間を３時間とする以外は前回と
同様に再度熱処理を行った。その結果、モリブデン板上
に約１μｍのタングステン層が形成された。
のラミネート・グリーンシートを置き、次の熱処理を行
った。まず、バインダーをとばすためにＮ2雰囲気で加
熱し、その後、１８００℃、５時間、Ｎ2 雰囲気で焼結
した。その結果、多層のＡｌＮ基板を得ると同時に、モ
リブデン板上に約０．７μｍのタングステン層を得た。
念のため、同じモリブデン板を用い焼成、再度焼結を行
った。即ち、ラミネート・グリーンシートを前回とは置
いた位置を変え、焼結時間を３時間とする以外は前回と
同様に再度熱処理を行った。その結果、モリブデン板上
に約１μｍのタングステン層が形成された。
【００４０】この得られたモリブデン敷板にアルミナ基
板を載せ、１７００℃×５時間焼結した。それを５０回
繰返してもモリブデン敷板とアルミナ基板との付着はま
ったく無く、またアルミナ基板、モリブデン敷板とも変
色や色むらは生じなかった。
板を載せ、１７００℃×５時間焼結した。それを５０回
繰返してもモリブデン敷板とアルミナ基板との付着はま
ったく無く、またアルミナ基板、モリブデン敷板とも変
色や色むらは生じなかった。
【００４１】
【発明の効果】本発明による高温熱処理用治具によれ
ば、耐熱性基材表面にタングステン層またはタングステ
ン合金層を形成したので、従来の高温熱処理用治具に比
べて、高温熱処理中に被熱処理部材と治具との付着が起
こりにくく、変色や色むらの発生を防止することができ
る。特に、耐熱性基材がモリブデンからなるものである
ときは、タングステンはモリブデンと耐熱性、高温強度
などの特性が非常によく似ているので、本発明の高温熱
処理用治具は、従来のモリブデン治具と同じ条件で高温
熱処理用に供することができる。
ば、耐熱性基材表面にタングステン層またはタングステ
ン合金層を形成したので、従来の高温熱処理用治具に比
べて、高温熱処理中に被熱処理部材と治具との付着が起
こりにくく、変色や色むらの発生を防止することができ
る。特に、耐熱性基材がモリブデンからなるものである
ときは、タングステンはモリブデンと耐熱性、高温強度
などの特性が非常によく似ているので、本発明の高温熱
処理用治具は、従来のモリブデン治具と同じ条件で高温
熱処理用に供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梶 間 繁 貴 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株式会社東芝 横浜事業所内 (72)発明者 横 洲 一 則 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株式会社東芝 横浜事業所内 (72)発明者 河 合 光 雄 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株式会社東芝 横浜事業所内 (72)発明者 石 原 秀 夫 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株式会社東芝 横浜事業所内 (72)発明者 八 木 典 章 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株式会社東芝 横浜事業所内 (56)参考文献 特開 昭61−153204（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−2880（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−135597（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−16998（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】モリブデンまたはモリブデン合金からなる
耐熱性基材表面に、タングステン層またはタングステン
合金層を形成し、変色や色むらを防止したことを特徴と
するセラミックスの焼結に用いられる高温熱処理用治
具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3284976A JP2862189B2 (ja) | 1990-10-30 | 1991-10-30 | 高温熱処理用治具 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29241990 | 1990-10-30 | ||
| JP2-292419 | 1990-10-30 | ||
| JP3284976A JP2862189B2 (ja) | 1990-10-30 | 1991-10-30 | 高温熱処理用治具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH055592A JPH055592A (ja) | 1993-01-14 |
| JP2862189B2 true JP2862189B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=26555693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3284976A Expired - Lifetime JP2862189B2 (ja) | 1990-10-30 | 1991-10-30 | 高温熱処理用治具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2862189B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR940007867B1 (ko) * | 1990-10-30 | 1994-08-26 | 가부시키가이샤 도시바 | 고온열처리용 지그 |
| US9238852B2 (en) * | 2013-09-13 | 2016-01-19 | Ametek, Inc. | Process for making molybdenum or molybdenum-containing strip |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS602880A (ja) * | 1983-06-21 | 1985-01-09 | 株式会社東芝 | セラミツク焼成用治具 |
| JPS60135597U (ja) * | 1984-02-17 | 1985-09-09 | 住友特殊金属株式会社 | 希土類磁石熱処理用台板 |
| JPS6016998U (ja) * | 1984-06-13 | 1985-02-05 | 株式会社東芝 | セラミツク焼成用治具 |
| JPS61153204A (ja) * | 1984-12-26 | 1986-07-11 | Toshiba Corp | 焼結用治具 |
-
1991
- 1991-10-30 JP JP3284976A patent/JP2862189B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH055592A (ja) | 1993-01-14 |
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