JP2004207083A

JP2004207083A - セラミックヒータ

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Publication number: JP2004207083A
Application number: JP2002375641A
Authority: JP
Inventors: Osamu Hamada; 修濱田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: JP4025641B2

Abstract

【課題】長期の熱サイクルがセラミックヒータに作用すると、金属板のロウ付け部周辺に残留応力が発生し、前記加熱冷却の繰り返しによりクラックが発生して接合強度が低下し、その結果、リード金具の剥離や、リード線の周囲の隙間から酸素が侵入し発熱体が酸化してセラミックヒータ１の耐久性が劣化し、長期的な信頼性に欠けるという課題があった。
【解決手段】セラミック体の半径をＲ１（ｍｍ）とし、前記金属板の内周面の曲率半径をＲ２（ｍｍ）とし、前記金属層の平均厚みをｔ（ｍｍ）としたとき、−０．１≦（Ｒ１−Ｒ２）＜ｔとする。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は耐熱衝撃性、高温安定性に優れ、昇温特性及び耐久性の良好な石油ファンヒータ等の各種燃焼機器の点火用又は気化用ヒータや、酸素センサー等の各種センサーや測定機器、電子部品、産業機器、あるいは温水ヒータ、半田ごて等の一般家庭用電気製品等の加熱用ヒータ、更にはディーゼルエンジン等の始動時やアイドリング時に副燃焼室内を急速に予熱する内燃機関用グロープラグ等に適用される直流あるいは交流電源で使用される高温用のセラミックヒータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ディーゼルエンジンの始動促進に用いられるグロープラグをはじめとする各種点火並びに加熱用ヒータとしては、耐熱金属製のシース内に高融点金属線等から成る発熱抵抗体を埋設した各種シーズヒータや、火花放電を利用した各種点火装置が多用されていたが、それらはいずれも急速昇温が困難であり、その上、耐摩耗性や耐久性に劣り、とりわけ前記各種点火装置においては、点火時に雑音等の電波障害が発生し易い他、確実な点火という点からの信頼性に欠ける等の欠点があった。
【０００３】
そこで熱伝達効率が優れ、急速昇温が可能で電波障害が発生せず、しかも確実に点火して安全性も高く、耐摩耗性や耐久性に優れた信頼性の高い発熱体として、セラミック焼結体と高融点金属やその化合物、及びそれらを主成分とする各種無機導電材から成る発熱部を担持または接合、あるいは埋設したセラミック発熱体が、内燃機関のグロープラグをはじめ、各種加熱用ヒータとして広く利用されるようになってきた。
【０００４】
一般に、セラミック発熱体としては、アルミナセラミックスの表面や内部に高融点金属の発熱部を設けたセラミックヒータが知られているが、電気絶縁材料として用いられるアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）は耐熱衝撃性や高温強度に劣ることから、セラミック発熱体のセラミック体には耐熱性や耐熱衝撃性、耐酸化性に優れた非酸化物系セラミックス、とりわけ耐熱性に優れ、高温強度も高く、熱容量が小さく、電気絶縁性が良好な窒化珪素質セラミックスが、急速昇温可能な高温用のセラミック発熱体のセラミック体として広く採用されている。
【０００５】
次に、窒化珪素質セラミックスを用いた従来のセラミックヒータ１を図面に基づき説明する。図１において、セラミックヒータ１は、円筒状もしくは円柱状の窒化珪素質焼結体から成るセラミック体４の一方の端部に埋設されたＷＣを主成分とする略Ｕ字状の発熱部２と、該発熱部２の両端部に接続された第２リード３、リード線５、該リード線５および電極引出部６が内蔵され、該電極引出部６の端部はセラミック体４の表面に露出するように形成されている。これらは、電気的に接続した構造となっている。
【０００６】
かかるセラミック体４の端部側面に露出した電極引出部６には、特許文献１に示されているように、その上に金属層７が被着形成され、外部電源に接続されるリード金具９が接合されたＮｉの金属板８が前記金属層７により接合されていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２５６７４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように前記接合応力緩和材を成す金属板８を介してセラミック体４とリード金具９を接合したとしても、電極取り出し部６の温度を４０℃と４５０℃の温度に繰り返し加熱冷却する耐久試験で５００サイクルを越える長期的な加熱冷却の反復に対しては、金属板８のロウ付け部周辺に残留応力が発生し、クラックが成長して接合強度が低下するという問題があった。
【０００９】
その結果、リード金具９の剥離や、前記クラックが内部のリード線５に伸び、リード線５の周囲の隙間から酸素が侵入し発熱体２が酸化してセラミックヒータ１の耐久性が劣化し、長期的な信頼性に欠けるという課題があった。
【００１０】
本発明は前記課題に鑑み成されたもので、その目的は、リード金具を接合した電極取り出し金属板の接合部が長期的な加熱冷却の反復に耐える強度を有し、クラック等が発生せず、かつ耐熱衝撃性、高温安定性に優れ、昇温特性の良好な各種燃焼機器の点火用又は気化用ヒータや、各種センサーや測定機器、電子部品、産業機器、一般家庭用電気製品等の加熱用ヒータ、更には内燃機関用グロープラグ等に好適な高温用のセラミックヒータを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミックヒータは、円筒状または円柱状のセラミック体に、通電により発熱する無機導電材からなる発熱部を埋設し、該発熱部に通電するための電極取り出し部に、リード金具を配設した曲面状の金属板を金属層を介して接続したセラミックヒータにおいて、前記電極取り出し部におけるセラミック体の曲率半径をＲ１（ｍｍ）とし、前記金属板の内周面の曲率半径をＲ２（ｍｍ）とし、前記金属層の平均厚みをｔ（ｍｍ）としたとき、−０．１≦（Ｒ１−Ｒ２）＜ｔであることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のセラミックヒータは、前記金属層が、Ａｕ−Ｃｕ合金、もしくはＡｇ−Ｃｕ合金、Ａｕ−Ｎｉ合金を主成分とするロウ材からなることを特徴とする。
【００１３】
そして、本発明のセラミックヒータは、前記金属層が、活性金属としてバナジウム（Ｖ）又はチタン（Ｔｉ）を含有することを特徴とする
さらに、本発明のセラミックヒータは、前記金属板の周辺部とセラミック基体との間に形成される金属層の厚みが３０〜１５０μｍであることを特徴とする。
【００１４】
【作用】
本発明のセラミックヒータは、稼働時の加熱冷却の反復によるセラミック発熱体のセラミック体と、前記電極取出用の金属板との熱膨張差で発生する応力により、活性金属を含有した金属層と電極取り出し部及びセラミック体、曲面電極取り出し金属板等との接合強度を損なうことを防止し、セラミックヒータを構成する円筒状もしくは円柱状セラミック発熱体のロウ付け部周辺のクラック発生を防止して耐久性を向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のセラミックヒータについて詳述する。図１（ａ）は、本発明のセラミックヒータ１の一実施形態を示す斜視図であり、図１（ｂ）はそのＸ−Ｘ断面図である。
【００１６】
セラミックヒータ１は、円柱状の窒化珪素質焼結体から成るセラミック体４の一方の端部に埋設されたＷＣを主成分とする略Ｕ字状の発熱部２と、これに接続される第２リード部３、該第２リード部の両端部と電気的に接続されたリード部５と、該リード部５に接続し他端側面で露出した電極取出部６と、金属層７にリード金具９が接続された金属板８で構成された略円柱状を成すものであり、リード部５は、ＷＣを主成分とする導電体、またはＷ線、あるいはそれらを組み合わせて構成されるもので、抵抗値を下げて通電による発熱を発熱部２より小さくなるように調整している。
【００１７】
図２は、セラミック体４の製法を示す展開図である。セラミック生成形体４ａの表面に順次発熱体２、第２リード部３、リード線５、電極引出部６を設置し、これを２層重ね、さらにその上に別のセラミック成形体４ａを重ねて、ホットプレス焼成により一体焼成する。その後、焼結体を円柱加工してセラミック体４とする。
【００１８】
尚、本発明のセラミックヒータを構成するセラミック体４は、ブロック状又は層状の発熱部２を平面視した時にＵ字状やＷ字状等、任意の形状を成すもので、該発熱体２をセラミック体４にプリントや転写等の手法により形成したり、あるいは、線状の発熱部２をコイル状に巻回したり、屈曲させたりしたものをセラミック体４に埋設したりし、かかる発熱部２の両端にＷ材等から成るリード線５を電気的に接続したものでも良い。
【００１９】
図３は、図１の円筒状もしくは円柱状セラミックヒータ１の要部断面図であり、セラミック体４の曲率半径をＲ１（ｍｍ）、金属板８の曲率半径をＲ２（ｍｍ）、金属層７の平均厚みをｔ（ｍｍ）としたとき、−０．１≦（Ｒ１−Ｒ２）＜ｔの関係を満足すれば、金属層７を介してセラミック体４に金属板８を接合する際に、溶融した金属層７がその表面張力により、金属板８をセラミック体２側に引っ張るような力が働くので、金属板８の外周部で金属層７の厚みが薄くなり、金属層７および金属板８とセラミック体４との熱膨張差による応力を緩和し、使用中の熱サイクルに対し良好な耐久性を示す。
【００２０】
このためには、金属層７の量の調整も必要である。（金属層７の平均厚み）×（金属層７の面積）で示される容積に対して、±１５％以内のバラツキ範囲内に収まるように金属層７の塗布量を調整することが好ましい。
【００２１】
ここで金属層７の平均厚みｔとは、金属板８外周部の厚みと金属板８中央の厚みを平均したものとする。
【００２２】
これに対し、（Ｒ１−Ｒ２）が−０．１（ｍｍ）より小さい場合は、金属板８全面に金属層７が形成されにくくなり金属層７中に巣が発生して、応力集中によりクラックが発生するという不具合がある。また（Ｒ１−Ｒ２）がｔ（ｍｍ）以上となると、金属板８の端とセラミック体４との隙間が大となり、金属板８端部の金属層７の厚みが厚くなり、セラミック体４と金属層７間の熱膨張差による残留応力によりクラックが発生するという不具合が発生する。
【００２３】
本発明のリード金具９を接合した電極取出用の金属板８は、活性金属を含有した金属層７で加熱接合した後の冷却過程や、稼働時の加熱冷却で発生するセラミック体と４の熱膨張差を緩和するものであれば、いずれの材質でも適用可能であるが、前記セラミック体４の熱膨張率３．０〜５．４×１０^-6／℃に近似した３．０〜７．５×１０^-6／℃の金属板８が望ましい。
【００２４】
また、前記金属板８は、塑性変形し易いという点からは、ヤング率が１４〜１５×１０³ｋｇ／ｍｍ²を示すＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金等の鉄（Ｆｅ）基合金が最適であり、前記金属板８自体の塑性変形で前記熱膨張差により発生する応力を十分吸収できるという点からは、金属板８の角部は応力集中を回避するために面取りや丸く曲面加工を施しておくことはより好ましい。
【００２５】
また、前記金属層７と接着する電極取り出し部の金属板８は、熱膨張差による応力が狭い範囲に集中するのを回避するため、金属板８が接合される前記金属層７の表面積に対して２０％以上の接合面積で接合することが好ましいが、逆に、８０％を越えると応力が集中する金属板８の外周部と金属層７の外周が接近し応力が集中してクラックが発生しやすくなることから、前記接合面積は金属層７の表面積の２０〜８０％とすることが好ましく、しかも前記金属板８の外周部は金属層７の外周部のいずれの縁とも重ならないことが望ましい。
【００２６】
一方、前記電極引出部６は削り出した露出面のままでも良いが、Ｎｉ等の金属被覆を施し、その上に金属層７を形成すれば、さらに接続の信頼性を向上させることができる。また、金属板８に接続するリード金具９としては低熱膨張率のＮｉ線等も適用できる。
【００２７】
また、前記金属板８の周囲における金属層７の厚みは３０〜１５０μｍとすることが好ましい。前記金属層７の厚みが１５０μｍを越えると、金属層７の厚みが大きくなり熱膨張差に起因する熱応力によりクラックが発生しやすくなるので好ましくない。また、前記金属層７の厚みが３０μｍ未満であると、金属層７を形成する金属の量が少なくなるので金属層７中に巣が発生し、リード金具９接合部が金属板８から浮いていた場合に、リード金具９に対する応力によりリード金具９引き千切れてしまうといった問題が発生するので好ましくない。
【００２８】
そして、本発明における金属層７としては、Ａｕ−Ｃｕ合金、もしくはＡｕ−Ｃｕ合金、Ａｕ−Ｎｉ合金を主成分とし、合計量が９０〜９９重量％で、残部１〜１０重量％がＶ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｎのいずれか一種以上の活性金属を含有するもの等が挙げられ、前記活性金属は窒化物や炭化物、水素化物等の形態で含有させても良い。これにより、使用中の熱サイクルに対するセラミックヒータ１の耐久性を向上させることができる。また、前記金属層７は、活性金属としてバナジウム（Ｖ）又はチタン（Ｔｉ）を含有することが好ましい。
【００２９】
前記活性金属の量が１重量％未満では接合強度の向上効果が見られず、１０重量％を越えると前記金属層７の焼き付け温度が高くなるとともに、冷却時に大きな残留応力を生じてクラックの原因となるため前記範囲に限定され、１〜５重量％が最も望ましい。また、マイグレーション等による短絡の防止という点からは、金属層７としては貴金属の主成分としてＡｕを含有するものが最も望ましい。
【００３０】
なお、前記金属層７は、電極取り出し部と電気的に接続しておれば、電極取り出し部より引き出して設けることも可能であり、該金属層７の表面積の２０〜８０％の範囲内に曲面電極取り出し用の金属板８が実質的に接着した面積を有しておれば良い。
【００３１】
本発明のセラミックヒータ１におけるセラミック体４の材料としては、窒化珪素質セラミックス、窒化アルミニウム質セラミックス等の非酸化物セラミックスや、アルミナ、ムライト等々の酸化物セラミックスのセラミック焼結体から成るセラミック体４で構成される。特に、非酸化物セラミックスにおいて、金属層７、金属板８とセラミック体４との熱膨張差による応力のために、使用中の熱サイクルによる疲労によりセラミック体４にクラックが発生することを防止するために有効である。
【００３２】
例えば、窒化珪素質セラミックスとしては、その粒界相が焼結助剤成分の周期律表３ａ族元素や珪素等を含む結晶相あるいはガラス相で構成されるが、望ましくは粒界にモノシリケート（ＲＥ₂ＳｉＯ₅）やダイシリケート（ＲＥ₂Ｓｉ₂Ｏ₇）からなる結晶相を主相として析出させたものが好適である。それは、前記モノシリケートやダイシリケートの析出がセラミック体４の高温における耐酸化性を高めるからである。また、セラミック体４の粒界相にダイシリケートを析出させることと関連して、セラミック体４中の全希土類元素の酸化物換算量と、不純物的酸素のＳｉＯ₂換算量とのモル比は、耐酸化性の点からは２以上であることが好ましく、また焼結体の緻密化という点からは５以下に制御することが望ましい。
【００３３】
また、酸化物セラミックスの一例としてのアルミナとしては、アルミナ８８〜９５重量％に対し、シリカ（ＳｉＯ₂）２〜６重量％、マクネシア（ＭｇＯ）１〜３重量％、カルシア（ＣａＯ）１〜３重量％を含むようなものを使用することができる。
【００３４】
尚、前記発熱体２を成す無機導電材の構成成分を、セラミック体４である非酸化物系セラミック焼結体中に少量添加して発熱体２とセラミック体４との熱膨張差や反応性を調整しても良い。
【００３５】
また、前記無機導電材の主成分に対して、その粒成長を制御してセラミック体４との熱膨張差によるクラックを防止し、かつ抵抗を増大させないようにするために、窒化珪素、窒化硼素、窒化アルミニウムあるいは炭化珪素の一種以上を発熱体２中に含有させても良く、その量は主成分１００重量部に対して、例えば、窒化珪素は５〜３０重量部、窒化硼素（ＢＮ）は１〜２０重量部、窒化アルミニウムは１〜１５重量部、炭化珪素は３〜１５重量部の割合であることが望ましい。
【００３６】
また、前記発熱体２の無機導電材は、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ等の高融点金属、あるいはＷＣやＭｏＳｉ₂、ＴｉＮ等の高融点金属の炭化物や珪化物、窒化物等を主成分とする抵抗体が挙げられ、望ましくはセラミック体４をなすセラミックスとの熱膨張差、及び高温度下でもそれらと反応し難いという点からは、ＷＣあるいはＷを主成分とするものが好適である。
【００３７】
【実施例】
次に、本発明のセラミックヒータ１を以下に詳述するようにして評価した。
【００３８】
先ず、比表面積が７〜１５ｍ²／ｇのＳｉ₃Ｎ₄粉末に、希土類元素の酸化物としてＹｂ₂Ｏ₃を１０〜１５重量％、及びＭｏＳｉ₂を５重量％未満と、Ａｌ₂Ｏ₃を適量、それぞれ焼結助剤として添加し、必要に応じて着色剤や熱膨張率調整剤としてＭｏＳｉ₂、Ｍｏ₂Ｃ、ＷＳｉ₂、ＷＯ₃、ＷＣ等を適宜含有させて２４時間ボールミルで湿式混合した。
【００３９】
その後、得られた前記泥漿をそれぞれ噴霧乾燥して造粒し、該造粒体を用いてプレス成形法により平板状の生成形体４ａを作製した。
【００４０】
次に、ＷＣの微粉末８０重量％とＳｉ₃Ｎ₄の微粉末２０重量％の混合粉末に溶媒を加えて調製したペーストを使用して、スクリーン印刷法等によりＵ字状のパターンで、最終的に焼結体の先端より約５ｍｍ以内に位置するように前記生成形体４ａの表面に発熱体２を形成した。
【００４１】
更に、９２重量％のＷＣと８重量％のＢＮの各微粉末から成るペーストを使用して、前記発熱体２の両端と一部が重なるようにして第２リード３を所定の位置に形成する。
【００４２】
その際、電極引出部６を前記第２リード３と同一組成のペーストで生成形体４ａの他端に、前記同様にして矩形状のパターンを２か所、生成形体４ａの側面まで平行に所定の配置でそれぞれ形成した。
【００４３】
次に、前記発熱体２部及び第２リード３、電極取引出部６をそれぞれ印刷形成した各生成形体４ａに、直径０．３ｍｍのＷ線を前記リード部及び電極取り出し部のパターンとそれぞれ電気的に接続するように載置し、その上に別の生成形体４ａを重ねた後、む還元性の雰囲気下１７８０℃の温度で１時間以上、ホットプレス焼成して略直方体形状のセラミック体４を得た。
【００４４】
そして、略直方体形状のセラミック体４をセンタレスにより円柱状に加工した。
【００４５】
その後、前記セラミック体４の電極引出部６の露出部と接続するように、金属層７をそれぞれスクリーン印刷法で３ｍｍ角の正方形状に被着し、真空炉中１０００℃の温度で金属層７を焼き付けた。
【００４６】
次いで、前記金属層７上に表１に示すようにセラミック体４の曲率半径をＲ１とし、金属板８の内周面の曲率半径をＲ２とし、金属板８の厚みを０．２０ｍｍとしたとき、（Ｒ１−Ｒ２）を種々設定し、その上に直径０．６ｍｍのＮｉ製のリード金具９を溶接したＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金から成る前記金属板８を載置し、真空炉中、９００〜１２００℃の温度で接続した。
【００４７】
また、アルミナからなるセラミックヒータとして、Ｗからなる発熱体を内蔵し、電極引出部にＷからなる電極パッドと、平均厚み５０μｍのＡｕ−Ｃｕロウからなる金属層と厚み２００μｍのＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金からなる金属板を有し、（Ｒ１−Ｒ２）が０ｍｍであるセラミックヒータを作製した。
【００４８】
かくして得られた評価用のセラミックヒータ１を用いて、６００℃の温度で１０００時間暴露する連続放置の耐久試験後、及び４０℃と４５０℃の両温度に暴露する工程を１サイクルとする冷熱サイクルを１００００サイクル実施する耐久試験後のそれぞれの電極取り出し用の金属板８の接続状態を以下のような方法で評価した。
【００４９】
先ず、前記セラミックヒータ１の耐久試験前後の抵抗値を測定し、抵抗変化率の最大値を求めると共に、冷熱サイクル耐久試験後の電極取り出し用の金属板８の接続部周辺を浸透探傷試験法と顕微鏡による検査を行い、クラックの有無を確認した。
【００５０】
【表１】

【００５１】
表１から明らかなように、本発明の範囲外である試料番号１、２、８、９、１４、１５は耐久試験前後の抵抗変化率が１３．３％以上と大きく、しかもいずれも耐久試験後にはセラミック体４にクラックが認められた。なお、従来例は試料番号１、２に相当する。
【００５２】
これに対し、本発明のセラミックヒータ１はいずれも抵抗変化率が６．０％以下と小さく、セラミック体４にもクラックは発生しなかった。抵抗変化率が６．０％以下のものは耐久評価後のクラックは発生しておらず、セラミック体４の半径Ｒ１と、金属板８の内周面の曲率半径Ｒ２の差（Ｒ１−Ｒ２）が本発明の範囲内であれば応力の集中が回避され、その結果、電極取り出し用の金属板８の接続強度が大幅に改善されていることが確認できた。
【００５３】
尚、本発明のセラミックヒータ１は前記実施例に限定されるものではなく、前記金属層７及び金属板８の形状は、本発明の主旨を逸脱しないものであればいかなる形状でも良く、またセラミック体４の断面形状も用途に応じて種々の変更が可能であり、また発熱体２を平行に複数配設して多層構造とし、各発熱体２を直列にあるいは並列に接続した構造としたものに適用しても同様の効果を奏するものである。
【００５４】
【発明の効果】
上記のように、本発明のセラミックヒータは、円筒状または円柱状のセラミック体に、通電により発熱する無機導電材からなる発熱部を埋設し、該発熱部に通電するための電極取り出し部に、リード金具を配設した曲面状の金属板を金属層を介して接続したセラミックヒータにおいて、前記電極取り出し部におけるセラミック体の曲率半径をＲ１（ｍｍ）とし、前記金属板の内周面の曲率半径をＲ２（ｍｍ）とし、前記金属層の平均厚みをｔ（ｍｍ）としたとき、−０．１≦（Ｒ１−Ｒ２）＜ｔとなるようにしたことから、常温付近から高温まで急速に昇温することを長時間にわたり反復したり、高温下で発熱させて飽和状態で長時間、連続稼働したりしても、リード線を接続した電極取り出し金属板との接合部が長期的な加熱冷却の反復に耐える強度を有し、かつ耐熱衝撃性、高温安定性に優れ、昇温特性の良好な耐久性に優れたセラミックヒータが得られる。
【００５５】
また、前記金属層が、Ａｕ−Ｃｕ合金、もしくはＡｇ−Ｃｕ合金、Ａｕ−Ｎｉ合金を主成分とするロウ材とすれば、使用中の熱サイクルに対して耐久性良好なセラミックヒータとすることができる。
【００５６】
そして、前記金属層が、活性金属としてバナジウム（Ｖ）又はチタン（Ｔｉ）を含有することによりセラミック体に対する前記金属層の接合強度をさらに向上させることができる。
【００５７】
また、前記金属板の周辺部とセラミック基体との間に形成される金属層の厚みを３０〜１５０μｍとすることにより金属層とセラミック基体の合いだの熱膨張差による応力を低減させ、耐久性をさらに改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明のセラミックヒータの斜視図であり、（ｂ）はそのＸ−Ｘ線断面図である。
【図２】本発明のセラミックヒータにおけるセラミック体の製造工程を説明するための図である。
【図３】本発明のセラミックヒータの要部断面図である。
【符号の説明】
１：セラミックヒータ
２：発熱部
３：第２リード部
４：セラミック体
５：リード部
６：電極引出部
７：金属層
８：金属板
９：リード金具

Claims

円筒状または円柱状のセラミック体に、通電により発熱する無機導電材からなる発熱部を埋設し、該発熱部に通電するための電極取り出し部に、リード金具を配設した曲面状の金属板を金属層を介して接続したセラミックヒータにおいて、前記電極取り出し部におけるセラミック体の曲率半径をＲ１（ｍｍ）とし、前記金属板の内周面の曲率半径をＲ２（ｍｍ）とし、前記金属層の平均厚みをｔ（ｍｍ）としたとき、−０．１≦（Ｒ１−Ｒ２）＜ｔであることを特徴とするセラミックヒータ。
前記金属層が、Ａｕ−Ｃｕ合金、もしくはＡｇ−Ｃｕ合金、Ａｕ−Ｎｉ合金を主成分とするロウ材からなることを特徴とする請求項１記載のセラミックヒータ。
前記金属層が、活性金属としてバナジウム（Ｖ）又はチタン（Ｔｉ）を含有することを特徴とする請求項１記載のセラミックヒータ。
前記金属板の周辺部とセラミック体との間に形成される金属層の厚みが３０〜１５０μｍであることを特徴とする請求項1記載のセラミックヒータ。