JP2010524816A - 金属材料により規定される熱膨張係数に調整された組成を有するセラミック材料 - Google Patents

Abstract

セラミック材料はその使用条件に基づいて電位を分離するために金属と物質結合、たとえば接着またははんだ付けにより接合させなくてはならない場合に、熱負荷時に金属とセラミックとの熱膨張係数の違いに基づいて応力が生じる。金属は通常、セラミックよりも膨張率が高いため、セラミックは亀裂を生じるか、あるいははく離することさえある。セラミック層中の亀裂またははく離によって電位平衡に基づいてセラミック中の欠陥を介して短絡が生じる。従って本発明により、高い熱膨張係数を有するセラミックのベース材料に、実質的に該材料よりも低い熱膨張係数を有する少なくとも１の別のセラミック材料の割合を、該組成物から生じる材料の熱膨張係数が、該材料と物質結合により接合される金属材料の熱膨張係数と一致するような量で添加することを提案する。

Description

本発明は、セラミック材料の熱膨張係数が、物質結合により接合される金属材料により規定される熱膨張係数と一致するように調整された組成を有する非導電性のセラミック材料、ならびにその製造方法に関する。

非導電性セラミック材料は、１５ｋＶ／ｍｍより高いこともありうるその高い絶縁破壊抵抗に基づいて、電位を分離するために使用される。電位を分離するための使用条件によってセラミック材料を物質結合により、たとえば接着またはハンダ付けによって金属と接合させなくてはならない場合、熱負荷の際に金属とセラミックとの異なった熱膨張係数に基づいて応力が生じる。たとえば酸化アルミニウムの熱膨張係数は７×１０^-6／Ｋであり、酸化ジルコニウムの熱膨張係数は１０×１０^-6／Ｋである。鋼の熱膨張係数は、その合金成分に応じて、９〜１４×１０^-6／Ｋであり、たとえば慣用の炭素鋼は１３×１０^-6／Ｋ、低炭素鋼は１２×１０^-6／Ｋである。セラミックと金属との接合は通常、接着またはハンダ付け、たとえばはんだガラスによって行われる。しかし接着剤またははんだは、熱負荷の際に金属とセラミックとの間で現れる応力の違いを解消するものではない。金属は通常、セラミックよりも熱膨張率が高いので、セラミックは亀裂を生じるか、またははく離することもある。金属上のセラミック層が亀裂またははく離によって損傷されると、セラミック中の欠陥を介して電位平衡に基づいた短絡が生じる。

理論的には、金属の熱膨張係数を、相応する合金組成によって、該金属上に固定されるセラミック材料の熱膨張係数に合わせて調整することは可能である。しかし通常は、たとえば高温用燃料電池の場合、その適用およびこのことにより条件付けられる機能的もしくは化学的要求によって金属の材料組成の変更は許されない。セラミック材料の特性は、その絶縁破壊抵抗、その密度、多孔度ならびに化学的および機械的作用に対する抵抗性に関して同様に維持されなくてはならない。

特許文献ＤＥ１９５３８０３４Ｃ１から、少なくとも１の電気絶縁層を有する高温用燃料電池が公知であり、該層は溶射によって鋼上に施与される。セラミック材料には、電気絶縁特性が良好であるが、金属上への付着が劣る材料が存在し、また金属上での付着は良好であるが、電気絶縁特性は要求を満足するものではない材料も存在する。この理由から、前記の特許に記載されているように、まず良好な付着性を有する酸化ジルコニウムからなる層が施与され、かつ引き続き良好な電気絶縁特性を有する高純度の酸化アルミニウムからなる層が施与される。それでもなお、酸化ジルコニウムと金属との間には、接着促進剤からなる層が必要である。特性を改善するために、複数の層が交互に数回施与され、かつ細孔は追加の層によって閉鎖される。このような製造方法は高価である。

従って本発明の課題は、その熱膨張係数が、物質結合により接合される金属材料の熱膨張係数に合わせて調整されているセラミック材料を見出すことである。

前記課題は、請求項１で請求されているセラミック材料によって、および該材料を製造するための請求項１５に記載の方法によって解決される。本発明の有利な実施態様は、従属請求項で請求されている。

本発明によるセラミック材料のベース材料のための１つの実施例は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）である。純粋な酸化マグネシウムの熱膨張係数は、２０〜８００℃の範囲で１４×１０^-6／Ｋである。酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）または酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、またはこれらの混合物の適切な添加によって、あるいはＭｇＡｌ₂Ｏ₄の添加によって、そのつど、その熱膨張係数が金属材料、たとえば鋼の熱膨張係数に適合されている組成の材料を製造することができる。規定の温度範囲内での熱負荷の際に、本発明による材料の特性、たとえば熱伝導率、熱膨張係数、曲げ強さまたは密度は基本的に、たとえば新たな相の顕著な形成によって変化してはならない。特に透過する細孔、つまり通気孔が現れてはならない。

材料によって条件付けられる不純物によって、特にＣａＯまたはＳｉＯ₂によって、あるいはまた３質量％までのその適切な添加によって、新たな材料の焼結温度は、純粋なＭｇＯに対して、１４００℃〜１５５０℃の範囲にまで低下する。

不純物または純粋なＭｇＯへの酸化物材料の適切な添加によって、ＭｇＯの熱膨張係数もドープ成分１質量％あたり０．２５×１０^-6／Ｋまで低下する。

ＭｇＯへ添加すると、実質的にその他の材料よりも早くＭｇＯの熱膨張係数を低下させるセラミック材料が存在する。たとえばＡｌ₂Ｏ₃をＭｇＯに添加する場合、ＭｇＯの熱膨張係数は、同じ量のＺｒＯ₂を添加する場合よりも実質的に早く低下する。以下の表における対比からことのことは明らかである。そのつどの熱膨張係数を達成するために、そのつどＺｒＯ₂およびＡｌ₂Ｏ₃の量が質量％で記載されており、百分率として合計して１００質量％までＭｇＯが添加される。この表ではすでにＭｇＯの熱膨張係数を低下させる、製造条件に基づいた不純物が考慮されているので、合計して１００質量％となるＭｇＯの実際の熱膨張係数は１３．８×１０^-6／Ｋであり、かつここから低下が開始する。ＺｒＯ₂を１０質量％まで添加する場合、またはＡｌ₂Ｏ₃を２．５質量％まで添加する場合、添加とＭｇＯの熱膨張係数のそのつどの低下との間にほぼ線状の関連性が存在する。Ａｌ₂Ｏ₃を１質量％添加する場合、ＭｇＯの熱膨張係数は０．２×１０^-6／Ｋ低下する。この場合、ＭｇＯが既に製造条件に基づいて約１質量％のＡｌ₂Ｏ₃を不純物として含有していることは取るに足らないものである。酸化ジルコニウムは約９９．９％と極めて高い純度を有しているので、その不純物は無視することができる程度である。

記載されているＺｒＯ₂ならびにＡｌ₂Ｏ₃の添加量の関連によって、そのつど、添加量の中間値を確認することができる曲線の推移をプロットすることができる。

表から明らかであるように、ＭｇＯの熱膨張係数の大まかな変化のために、まずＡｌ₂Ｏ₃を添加し、正確な調整のためにＺｒＯ₂を添加することができる。このことを実施例に基づいて詳細に説明する：
１３．３×１０^-6／Ｋの熱膨張係数を有する鋼を設定する。本発明によるセラミック材料の熱膨張係数は、以下の場合にこの値に調整される：
ａ）ＭｇＯ９０質量％に、１０質量％の割合のＺｒＯ₂を添加する、
ｂ）ＭｇＯ９７．５質量％に、２．５質量％の割合のＡｌ₂Ｏ₃を添加する、
ｃ）ＭｇＯ９３．７５質量％に、１．２５質量％の割合のＡｌ₂Ｏ₃と、５質量％の割合のＺｒＯ₂を添加する。

以下では実施例に基づいて本発明による材料の製造を記載する。該材料からたとえば薄板、有利には１ｍｍ未満の板を製造する。その際、有利にはｄ５０＜１０μｍの粒径を有する微粒子状の粉末を使用する。ＺｒＯ₂の場合には、ｄ５０＜１μｍの粒径を有する単斜晶系の微粒子状粉末が有利である。焼結前成形体の形状付与は、フィルムキャスト法により行うが、しかしまたドライプレス法により行うこともできる。

焼結前成形体は、ガスもしくは電気により加熱される炉中、１５００℃〜１６００℃の温度で、非反応性のベーキングプレート、たとえば焼結マグネシアからなるプレート上に載せて、理論密度が＞９５％になるまで焼結する。金属材料の熱膨張係数に調整するために、ＺｒＯ₂を使用する場合には、堆積したＺｒＯ₂を有する焼結マグネシア材料が生じるか、もしくはＡｌ₂Ｏ₃を使用した場合には、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄の割合を有する焼結マグネシア材料が生じる。

前記の材料から製造されるセラミックシートをたとえばハンダガラスによって２枚の金属接合相手の間に接着する。２枚の鋼板の間に接着された厚さ０．４ｍｍのセラミック板からなる複合材料を、空気中および還元雰囲気中で９００℃まで繰り返し加熱した。その際、金属の接合相手は５Ｖまでの電位差を維持していた。このような複合材料は、−２０℃〜９００℃の範囲での温度変化において機械的に安定している。

規定の熱膨張係数に調整するための材料組成に関するａ）、ｂ）およびｃ）に記載した実施例に基づいて、焼結セラミック体の製造を詳細に説明する。

実施例ａ）について：
ベース材料として製造条件による通常の不純物を含有し、ｄ５０＝１０μｍの粒径を有し、電融されたＭｇＯ ４５００ｇおよびｄ５０＝０．５μｍの粒径を有する単斜晶系のＺｒＯ₂ ５００ｇからセラミックスラリーを製造した。従って質量比はＭｇＯ ９０％（不純物も含む）対ＺｒＯ₂ １０％であった。ＭｇＯは、不純物として質量％で記載して０．３％のＣａＯ、０．４％のＳｉＯ₂、０．５％のＡｌ₂Ｏ₃および０．１％のその他の酸化物、たとえばＦｅ₂Ｏ₃およびＢ₂Ｏ₃を含有していた。

溶剤として、キシレン９２０ｇおよびブタノール３０５０ｇの混合物を使用し、結合剤としてＰＶＢ８００ｇ、可塑剤としてフタル酸エステルを２７０ｇおよび分散剤として魚油を５０ｇ使用した。該スラリーをドクターブレード法によりシートへと加工し、該シートは乾燥させた後で０．３ｍｍの厚さを有していた。

該シートから２００ｍｍ×２００ｍｍの板を打ち抜いて酸化雰囲気中１５５０℃の温度で焼結し、その際、該シートは非反応性のベーキングトレイの上に置かれていた。焼結された、厚さ０．２ｍｍを有する板をレーザーによって成形した。

焼結の際に、単斜晶系ＺｒＯ₂は正方晶系のＺｒＯ₂へと変化し、かつＭｇＯ構造の中の粒内および粒界に堆積した。ＭｇＯの粒径は２０μｍ〜８０μｍであり、堆積したＺｒＯ₂の粒径は約５μｍであった。この堆積の際に、Ａｌ₂Ｏ₃とＺｒＯ₂とからなる材料系から、曲げ強さの増大という公知の効果が得られた。純粋なＭｇＯの曲げ強さは５０〜７０ＭＰａであるが、これが１２０〜１５０ＭＰａの範囲に高められた。

実施例のセラミック成形部材は、２０℃〜８００℃の温度範囲で１３．３×１０^-6／Ｋの熱膨張係数を有しており、かつ１３６ＭＰａの曲げ強さを有していた。ＳＥＭ検査は、通気孔、つまり通過する細孔を示さなかった。孔径は５μｍ〜１０μｍであり、かつ密度は３．６ｇ／ｃｍ³であったが、これは理論密度の９５％に相応していた。絶縁破壊抵抗は２０ｋＶ／ｍｍを越えていた。

この成形部材を、ハンダガラスによって１３．３×１０^-6／Ｋの熱膨張係数を有する金属製の接合相手と接合した。空気中または還元性雰囲気中、８５０℃における熱サイクルで電気抵抗は維持された。

以下の実施例では酸化イットリウムによって部分的に安定化された酸化ジルコニウムを添加する。製造条件による通常の不純物を含有し、ｄ５０＝１０μｍの粒径を有する電融されたＭｇＯ ４５００ｇおよびＹ₂Ｏ₃ ５モル％を含有し、部分的に安定化された、ｄ５０＝１．０μｍの粒径を有するＺｒＯ₂ ５００ｇから、セラミックスラリーを製造した。従って質量比は、ＭｇＯ９０％（不純物を含む）対ＺｒＯ₂ １０％であった。ＭｇＯは、不純物として質量％でＣａＯ ０．３％、ＳｉＯ₂ ０．４％、Ａｌ₂Ｏ₃ ０．５％およびその他の酸化物、たとえばＦｅ₂Ｏ₃およびＢ₂Ｏ₃を０．１％含有していた。ＺｒＯ₂中の構造安定化Ｙ₂Ｏ₃が達成されるまで、全ての成分は熱膨張係数を低下させる。

溶剤としてキシレン９２０ｇおよびブタノール３０５０ｇの混合物を使用し、結合剤としてＰＶＢ８００ｇ、可塑剤としてフタル酸エステル２７０ｇ、および分散剤として魚油を５０ｇ使用した。該スラリーをドクターブレード法によりシートへと加工し、該シートは乾燥後に０．３ｍｍの厚さを有していた。

この方法経過は、前記の実施例に相応するものであった。

実施例のセラミック成形部材は、２０℃〜８００℃の温度範囲で１３．３×１０^-6／Ｋの熱膨張係数を有しており、かつ１３１ＭＰａの曲げ強さを有していた。ＳＥＭ検査は通気孔を示さなかった。孔径は５μｍ〜１０μｍであり、かつ密度は３．５３ｇ／ｃｍ³であったが、これは理論密度の９４％に相応した。絶縁破壊強度は２０ｋＶ／ｍｍを越えていた。

実施例ｂ）について：
ベース材料として製造条件による通常の不純物を含有し、ｄ５０＝１０μｍの粒径を有し、電融されたＭｇＯ ４５００ｇおよびｄ５０＝２．０μｍの粒径を有するＡｌ₂Ｏ₃ １１２．５ｇから、セラミックのスラリーを製造した。従って質量比はＭｇＯ ９７．５％（不純物も含む）対Ａｌ₂Ｏ₃ ２．５％であった。ＭｇＯは、不純物として質量％で記載して０．３％のＣａＯ、０．４％のＳｉＯ₂、０．５％のＡｌ₂Ｏ₃および０．１％の別の酸化物、たとえばＦｅ₂Ｏ₃およびＢ₂Ｏ₃を含有していた。

溶剤として、キシレン９２０ｇおよびブタノール３０５０ｇの混合物を使用し、結合剤としてＰＶＢ８００ｇ、可塑剤としてフタル酸エステルを２７０ｇおよび分散剤として魚油を５０ｇ使用した。該スラリーをドクターブレード法によりシートへと加工し、該シートは乾燥させた後で０．３ｍｍの厚さを有していた。

該シートから２００ｍｍ×２００ｍｍの板を打ち抜いて酸化雰囲気中１５５０℃の温度で例ａ）における焼結条件と同じ条件で焼結し、その際、該シートは非反応性のベーキングプレートの上に置かれていた。焼結された、厚さ０．２ｍｍを有する板をレーザーによって成形した。

実施例のセラミック成形部材は、２０℃〜８００℃の温度範囲で１３．３×１０^-6／Ｋの熱膨張係数を有しており、かつ１１０ＭＰａの曲げ強さを有しており、５μｍ〜１０μｍの孔径を有する孤立気孔を有しており、かつ密度は３．３６ｇ／ｃｍ³であったが、これは理論密度の９５％以上に相応していた。絶縁破壊抵抗は２０ｋＶ／ｍｍを越えていた。

純粋なＡｌ₂Ｏ₃の代わりに、熱膨張係数を制御するために等量のＭｇＡｌ₂Ｏ₄をＭｇＯに添加することができる。その際、１質量％のＭｇＡｌ₂Ｏ₄は、０．７２質量％のＡｌ₂Ｏ₃に相応する。鋼の熱膨張係数である１３．３×１０^-6／Ｋを達成するために、該物質混合物は、ＭｇＯ ９６．５５質量％およびＭｇＡｌ₂Ｏ₄ ３．４５質量％からなっている。方法の過程および焼結結果は、実施例ｂ）に記載したものに相応する。

実施例ｃ）について：
ベース材料として製造条件による通常の不純物を含有し、ｄ５０＝１０μｍの粒径を有し、電融されたＭｇＯ ４５００ｇおよびｄ５０＝２．０μｍの粒径を有するＡｌ₂Ｏ₃ ６０．０ｇおよびｄ５０＝０．５μｍの粒径を有する単斜晶系ＺｒＯ₂ ２４０ｇから、セラミックのスラリーを製造した。従って質量比はＭｇＯ ９３．７５％（不純物も含む）対Ａｌ₂Ｏ₃ １．２５％およびＺｒＯ₂ ５％であった。ＭｇＯは、不純物として質量％で記載して０．３％のＣａＯ、０．４％のＳｉＯ₂、０．５％のＡｌ₂Ｏ₃および０．１％の別の酸化物、たとえばＦｅ₂Ｏ₃およびＢ₂Ｏ₃を含有していた。

溶剤として、キシレン９２０ｇおよびブタノール３０５０ｇの混合物を使用し、結合剤としてＰＶＢ８００ｇ、可塑剤としてフタル酸エステルを２７０ｇおよび分散剤として魚油を５０ｇ使用した。該スラリーをドクターブレード法によりシートへと加工し、該シートは乾燥させた後で０．３ｍｍの厚さを有していた。

該シートから２００ｍｍ×２００ｍｍの板を打ち抜いて酸化雰囲気中１５５０℃の温度で焼結し、その際、該シートは非反応性のベーキングプレートの上に置かれていた。焼結された、厚さ０．２ｍｍを有する板をレーザーによって成形した。

実施例のセラミック成形部材は、２０℃〜８００℃の温度範囲で１３．３×１０^-6／Ｋの熱膨張係数を有しており、かつ１１５ＭＰａの曲げ強さを有しており、５μｍ〜１０μｍの孔径を有する孤立気孔を有しており、かつ密度は３．５ｇ／ｃｍ³であったが、これは理論密度の９４％に相応していた。絶縁破壊抵抗は２０ｋＶ／ｍｍを越えていた。

シートの代わりに成形体を製造することもできるが、この場合、その製造はドライプレス法により行うことができる。

Claims (28)

1. 物質結合により接合されている金属材料によって規定される熱膨張係数に合わせて調整された組成を有する非導電性セラミック材料において、高い熱膨張係数を有するセラミックのベース材料に、低い熱膨張係数を有する少なくとの１の別のセラミック材料の割合が添加されており、その添加量は、該組成物から製造される材料の熱膨張係数が、金属材料の熱膨張係数と一致する量であることを特徴とする、金属材料により規定される熱膨張係数に合わせて調整された組成を有する非導電性セラミック材料。
2. 高い熱膨張率を有するセラミック材料は、規定の熱膨張係数にほぼ近づけるための、熱膨張係数を顕著に低下させる作用を有する第一のセラミック材料の添加によって、および規定の熱膨張係数に正確に調整するための、熱膨張係数を低下させる作用が顕著でない第二のセラミック材料の添加によって、規定の熱膨張係数に調整されていることを特徴とする、請求項１記載のセラミック材料。
3. ベース材料が酸化マグネシウム（ＭｇＯ）であり、該酸化マグネシウムに二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）が添加されており、その添加量は、これらから製造される材料が、物質結合により接合されている金属材料の熱膨張係数に相応する熱膨張係数を有する量であることを特徴とする、請求項１または２記載のセラミック材料。
4. 金属材料が鋼合金であり、該鋼の熱膨張係数は１３．３×１０^-6／Ｋであり、かつドープ成分および／または３質量％までの不純物がその中に包含されていて、このことにより不純物により条件付けられる熱膨張係数が１３．８×１０^-6／ＫであるＭｇＯ９０質量％と、ＺｒＯ₂１０質量％との物質混合物からなる、鋼板と接合されているセラミック体の材料は焼結されていることを特徴とする、請求項３記載のセラミック材料。
5. 曲げ強さ１３６ＭＰａ、細孔径５μｍ〜１０μｍを有する孤立気孔、理論密度の９５％に相当する密度３．６ｇ／ｃｍ³、および破壊強度２０ｋＶ／ｍｍ以上を有することを特徴とする、請求項４記載のセラミック材料。
6. ベース材料が酸化マグネシウム（ＭｇＯ）であり、該酸化マグネシウムに酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）が添加されており、その添加量は、これらから製造された材料が、物質結合により接合されている金属材料の熱膨張係数に相応する熱膨張係数を有する量であることを特徴とする、請求項１記載のセラミック材料。
7. 金属材料が鋼合金であり、該鋼の熱膨張係数は１３．３×１０^-6／Ｋであり、かつドープ成分および／または３質量％までの不純物がその中に包含されていて、このことにより不純物により条件付けられる熱膨張係数が１３．８×１０^-6／ＫであるＭｇＯ９７．５質量％と、Ａｌ₂Ｏ₃ ２．５質量％との物質混合物からなる、鋼板と接合されているセラミック体の材料は焼結されていることを特徴とする、請求項６記載のセラミック材料。
8. 曲げ破壊強さ１１０ＭＰａ、細孔径５μｍ〜１０μｍを有する孤立気孔、理論密度の９５％以上に相応する密度３．３６ｇ／ｃｍ³、および破壊強度２０ｋＶ／ｍｍ以上を有することを特徴とする、請求項７記載のセラミック材料。
9. ベース材料が、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）であり、該酸化マグネシウムに、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）および酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）が添加されており、その添加量は、これらから製造される材料が、物質結合により接合されている金属材料の熱膨張係数に相応する熱膨張係数を有する量であることを特徴とする、請求項１または２記載のセラミック材料。
10. 鋼の熱膨張係数は１３．３×１０^-6／Ｋであり、かつドープ成分および／または３質量％までの不純物がその中に包含されていて、このことにより不純物により条件付けられる熱膨張係数が１３．８×１０^-6／ＫであるＭｇＯ９３．７５質量％と、Ａｌ₂Ｏ₃ １．２５質量％およびＺｒＯ₂ ５質量％との物質混合物からなる、鋼板と接合されているセラミック体の材料は焼結されていることを特徴とする、請求項９記載のセラミック材料。
11. 曲げ破壊強さ１１５ＭＰａ、細孔径５μｍ〜１０μｍを有する孤立気孔、理論密度の９４％に相応する密度３．５ｇ／ｃｍ³、および破壊強度２０ｋＶ／ｍｍ以上を有することを特徴とする、請求項１０記載のセラミック材料。
12. ベース材料が、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）であり、該酸化マグネシウムに、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄が添加されており、その添加量は、これらから製造される材料が、物質結合により接合されている金属材料の熱膨張係数に相応する熱膨張係数を有する量であることを特徴とする、請求項１記載のセラミック材料。
13. 金属材料が鋼合金であり、鋼の熱膨張係数は１３．３×１０^-6／Ｋであり、かつドープ成分および／または３質量％までの不純物がその中に包含されていて、このことにより不純物により条件付けられる熱膨張係数が１３．８×１０^-6／ＫであるＭｇＯ９６．５５質量％と、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄ ３．４５質量％との物質混合物からなる、鋼板と接合されているセラミック体の材料は焼結されていることを特徴とする、請求項１２記載のセラミック材料。
14. 曲げ破壊強さ１１０ＭＰａ、細孔径５μｍ〜１０μｍを有する孤立気孔、理論密度の９５％以上に相応する密度３．３６ｇ／ｃｍ³、および破壊強度２０ｋＶ／ｍｍ以上を有することを特徴とする、請求項１３記載のセラミック材料。
15. セラミック材料の熱膨張係数が、物質結合により接合される金属材料によって規定される熱膨張係数と一致するように調整されている非導電性のセラミック材料の製造方法において、高い熱膨張係数を有するセラミックのベース材料に、該材料よりも低い熱膨張係数を有する少なくとも１の別のセラミック材料の割合を添加し、その添加量は、該組成物から製造される材料の熱膨張係数が、金属材料の熱膨張係数と一致する量であることを特徴とする、非導電性のセラミック材料の製造方法。
16. セラミック材料にまず熱膨張係数を顕著に低下させる作用を有する第一のセラミック材料を添加して規定の熱膨張係数にほぼ近づけ、次いで熱膨張係数を顕著に低下させない作用を有する第二のセラミック材料を添加して、規定の熱膨張係数になるよう正確に調整することによって、高い熱膨張係数を有するセラミック材料を規定の熱膨張係数に調整することを特徴とする、請求項１５記載の方法。
17. ベース材料である酸化マグネシウム（ＭｇＯ）に酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）を添加し、その添加量は、製造される材料が、物質結合により接合される金属材料の熱膨張係数に相応する熱膨張係数を有する量であることを特徴とする、請求項１５記載の方法。
18. 少なくとも製造により条件付けられる慣用の不純物と、金属材料の規定の熱膨張係数に調整するために添加された量のＺｒＯ₂を含有するベース材料であるＭｇＯから焼結前成形体を製造し、該成形体を酸化雰囲気中で１５５０℃の温度で焼結して孤立気孔を有する材料からなる焼結体が得られることを特徴とする、請求項１７記載の方法。
19. 金属材料が鋼合金であり、鋼の熱膨張係数は１３．３×１０^-6／Ｋであり、かつ鋼板と接合される、不純物により条件付けられる熱膨張係数１３．８×１０^-6／Ｋを有するＭｇＯ９０質量％と、ＺｒＯ₂ １０質量％との物質混合物からなるセラミック体の材料を焼結することを特徴とする、請求項１７または１８記載の方法。
20. ベース材料である酸化マグネシウム（ＭｇＯ）に酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）を添加し、その添加量は、製造される材料が、物質結合により接合される金属材料の熱膨張係数に相応する熱膨張係数を有する量であることを特徴とする、請求項１５記載の方法。
21. 少なくとも製造により条件付けられる慣用の不純物と、金属材料の規定の熱膨張係数に調整するために添加された量のＡｌ₂Ｏ₃とを含有するベース材料であるＭｇＯから焼結前成形体を製造し、該成形体を、酸化雰囲気中１５５０℃の温度で焼結して、孤立気孔を有する材料からなる焼結体が得られることを特徴とする、請求項２０記載の方法。
22. 金属材料が鋼合金であり、該鋼の熱膨張係数は１３．３×１０^-6／Ｋであり、かつ鋼板と接合される、不純物により条件付けられる熱膨張係数１３．８×１０^-6／Ｋを有するＭｇＯ９７．５質量％と、Ａｌ₂Ｏ₃ ２．５質量％との物質混合物からなるセラミック体の材料を焼結することを特徴とする、請求項２０または２１記載の方法。
23. ベース材料である酸化マグネシウム（ＭｇＯ）に酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）と酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）とを添加し、その添加量は、製造される材料が、物質結合により接合される金属材料の熱膨張係数に相応する熱膨張係数を有する量であることを特徴とする、請求項１５または１６記載の方法。
24. 少なくとも製造により条件付けられる慣用の不純物と、金属材料の規定の熱膨張係数に調整するために添加された量のＡｌ₂Ｏ₃およびＺｒＯ₂とを含有するベース材料であるＭｇＯから焼結前成形体を製造し、該成形体を酸化雰囲気中１５５０℃の温度で焼結して、孤立気孔を有する材料からなる焼結体が得られることを特徴とする、請求項２３記載の方法。
25. 金属材料が鋼合金であり、鋼の熱膨張係数は１３．３×１０^-6／Ｋであり、かつ鋼板と接合される、不純物により条件付けられる熱膨張係数１３．８×１０^-6／Ｋを有するＭｇＯ９３．７５質量％と、Ａｌ₂Ｏ₃ １．２５質量％およびＺｒＯ₂ ５質量％との物質混合物からなるセラミック体の材料を焼結することを特徴とする、請求項２３または２４記載の方法。
26. ベース材料である酸化マグネシウム（ＭｇＯ）にＭｇＡｌ₂Ｏ₄を添加し、その添加量は、製造される材料が、物質結合により接合される金属材料の熱膨張係数に相応する熱膨張係数を有する量であることを特徴とする、請求項１５記載の方法。
27. 少なくとも製造により条件付けられる慣用の不純物と、金属材料の規定の熱膨張係数に調整するために添加された量のＭｇＡｌ₂Ｏ₄を含有するベース材料であるＭｇＯから焼結前成形体を製造し、該成形体を、酸化雰囲気中１５５０℃の温度で焼結して、孤立気孔を有する材料からなる焼結体が得られることを特徴とする、請求項２６記載の方法。
28. 金属材料が鋼合金であり、鋼の熱膨張係数は１３．３×１０^-6／Ｋであり、かつ鋼板と接合される、不純物により条件付けられる熱膨張係数１３．８×１０^-6／Ｋを有するＭｇＯ９６．５５質量％と、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄ ３．４５質量％との物質混合物からなるセラミック体の材料を焼結することを特徴とする、請求項２６または２７記載の方法。