WO2022186344A1 - ヒータ - Google Patents

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WO2022186344A1
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grain boundary
heater
boundary phase
crystal grains
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Inventor
貴史 宮口
Original Assignee
京セラ株式会社
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/48—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/141—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B3/02—Details
    • H05B3/06—Heater elements structurally combined with coupling elements or holders
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/027—Heaters specially adapted for glow plug igniters

Definitions

  • the disclosed embodiments relate to heaters.
  • a heater includes a ceramic substrate and a heating resistor.
  • the ceramic substrate has a plurality of crystal grains made of silicon nitride and a first grain boundary phase located between the plurality of crystal grains and containing an oxide of a rare earth element and silicon.
  • a heating resistor is positioned inside the ceramic base.
  • the ceramic substrate has a first region including an interface with the heat generating resistor and a second region farther from the heat generating resistor than the first region. The first region has a larger distribution amount of the first grain boundary phase than the second region.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a heater according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged view of area A shown in FIG.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a heater according to an embodiment.
  • the heater 1 according to the embodiment includes a ceramic base 10 and a heat generating resistor 20.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a heater according to an embodiment.
  • the heater 1 according to the embodiment includes a ceramic base 10 and a heat generating resistor 20.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a heater according to an embodiment.
  • the heater 1 according to the embodiment includes a ceramic base 10 and a heat generating resistor 20.
  • the heater 1 has, for example, a cylindrical shape.
  • the length of the heater 1 can be, for example, about 1 mm to 200 mm, particularly about 20 mm to 60 mm.
  • the outer dimension of the heater 1 can be, for example, about 0.5 mm to 100 mm, particularly about 2.5 to 5.5 mm.
  • Such a heater 1 is used, for example, as a glow plug, an in-vehicle heater, an automatic soldering apparatus, and other heat sources.
  • the heater 1 is not limited to a columnar shape, and may be, for example, an elliptical columnar shape or a prismatic shape. Moreover, the shape of the heater 1 is not limited to a columnar shape, and may have a desired shape such as a rod shape or a plate shape according to the application.
  • the ceramic substrate 10 is an insulator.
  • the heating resistor 20 is a conductor and is positioned inside the ceramic substrate 10 .
  • the heating resistor 20 has terminals 20a and 20b at both ends.
  • the heating resistor 20 generates heat by energization from lead wires (not shown) through terminals 20a and 20b.
  • FIG. 2 is an enlarged view of area A shown in FIG. As shown in FIG. 2, the heater 1 is positioned such that the ceramic substrate 10 and the heating resistor 20 face each other with the interface 30 interposed therebetween.
  • the ceramic base 10 has a plurality of crystal grains 17 and grain boundary phases 18 .
  • Crystal grains 17 are made of silicon nitride. Crystal grains 17 may include Si 3 N 4 having ⁇ -phase crystals.
  • the ceramic substrate 10 can have high strength and excellent heat resistance as compared with the case where the crystal grains 17 are made of other ceramic materials such as alumina or zirconia. , it is possible to use the heater 1 at higher temperatures.
  • the ceramic substrate 10 may contain impurities such as SiAlON, SiC, Si 2 N 2 O, Mg silicon nitride compounds, in addition to the crystal grains 17 made of silicon nitride.
  • the ceramic substrate 10 may also contain crystal grains 17 containing elements other than Si and N, such as O, C, and the like.
  • the crystal grains 17 may have an aspect ratio of 1 or more and 2 or less.
  • the aspect ratio is obtained by dividing the major axis by the minor axis of the crystal grains 17 of the ceramic substrate 10 .
  • the major diameter is the length of the longest portion of the target crystal grain 17, and the minor diameter is the length of the longest portion in the direction perpendicular to the major diameter.
  • the durability of the heater 1 can be further improved. That is, when the aspect ratio of the crystal grains 17 is 1 or more and 2 or less, heat conduction and heat-induced stress in the ceramic substrate 10 tend to be evenly transmitted in all directions. Therefore, part of the grain boundary phase 18 located between the plurality of crystal grains 17 present in the region 11 including the interface 30 with the heat generating resistor 20 is softened during energization, and the ceramic base 10 including the interface 30 is softened. The stress generated in the Therefore, the durability of the heater 1 can be further enhanced. That is, more crystal grains 17 having an aspect ratio of 1 or more and 2 or less may exist in the region 21 than in the region 22 .
  • the grain boundary phase 18 is located between multiple crystal grains 17 .
  • Grain boundary phase 18 is the first grain boundary phase containing oxides of rare earth elements and silicon.
  • the grain boundary phase 18 refers to a portion of the grain boundaries that separate the adjacent crystal grains 17, where rare earth elements can be confirmed by Electron Probe Micro Analyzer (EPMA) analysis.
  • the EPMA analysis can be performed by sampling the ceramic base portion of the heater 1, detecting the crystal grains 17 with a scanning electron microscope (SEM), and focusing on the crystal grains 17 for analysis.
  • SEM scanning electron microscope
  • rare earth elements can be identified by using wavelength dispersion spectroscopy.
  • the grain boundary phase 18 contains oxides of rare earth elements and silicon.
  • the grain boundary phase 18 contains a rare earth element and silicon oxide, for example, excessive softening of the ceramic base 10 due to heat generation of the heater 1 can be suppressed, and shape retention can be ensured.
  • the grain boundary phase 18 may contain, for example, Yb, Y or Er as a rare earth element.
  • the ceramic substrate 10 has regions 11 and 12 .
  • Region 11 is an example of a first region
  • region 12 is an example of a second region.
  • the region 11 includes the interface 30 and refers to the portion facing the heating resistor 20 .
  • the region 11 is, for example, a region with a thickness t11 from the interface 30 up to 0.5 mm.
  • a region 12 is a portion farther from the heating resistor 20 than the region 11 .
  • the region 12 is, for example, a region where the thickness t11 from the interface 30 exceeds 0.5 mm.
  • thermal stress caused by repeated heating and cooling over a long period of time concentrates on the interface 30 between the ceramic substrate 10 and the heating resistor 20, and microcracks may occur at or near the interface 30. Continuing to use the heater 1 with microcracks may break the heating resistor 20 .
  • the distribution amount of the grain boundary phase 18 differs between the regions 11 and 12 .
  • the region 11 has a larger distribution amount of the grain boundary phase 18 than the region 12 .
  • the distribution amount of the grain boundary phase 18 means the distribution area of the grain boundary phase 18 per unit area in each of the regions 11 and 12 of the ceramic substrate 10 viewed in cross section.
  • the durability of the heater 1 can be improved. That is, in the heater 1 in which the distribution amount of the grain boundary phase 18 located in the region 11 including the interface 30 is larger than that in the region 12, the grain boundary located in the region 11 including the interface 30 with the heating resistor 20 is A portion of the phase 18 is softened and the stress generated in the ceramic substrate 10 including the interface 30 is relieved. For example, when microcracks occur in the vicinity of the boundary between the ceramic substrate 10 and the heating resistor 20 including the interface 30, part of the grain boundary phase 18 heated by energization of the heating resistor 20 is in the microcracks. It diffuses and fills microcracks. Thus, according to the heater 1 according to the embodiment, microcracks generated in the interface 30 can be self-repaired. Thereby, the durability of the heater 1 can be improved.
  • region 12 has higher thermal conductivity than region 11 .
  • the ceramic substrate 10 may have different average dimensions of the grain boundary phase 18 between the regions 11 and 12 .
  • region 11 may have a larger average grain boundary phase 18 dimension than region 12 .
  • the “average size of the grain boundary phase 18” means the average value of the size of each grain boundary phase 18 located per unit area in each of the regions 11 and 12 of the ceramic substrate 10 viewed in cross section. be.
  • the "size of the grain boundary phase 18” is the equivalent circle diameter of each grain boundary phase 18 in each of the regions 11 and 12 of the ceramic base 10 as viewed in cross section.
  • the durability of the heater 1 can be improved. That is, in the heater 1 in which the average size of the grain boundary phase 18 located in the region 11 including the interface 30 is larger than that of the region 12, the grain boundary located in the region 11 including the interface 30 with the heating resistor 20 is The absolute amount of softening components in the phase 18 increases. Therefore, the components of the softened grain boundary phase 18 reach, for example, microcracks generated near the interface 30, which is the boundary between the ceramic base 10 and the heating resistor 20, and are easily filled inside. Therefore, microcracks generated at the interface 30 can be self-repaired more accurately. Thereby, the durability of the heater 1 can be further improved.
  • the ceramic substrate 10 may have different average sizes of the crystal grains 17 between the regions 11 and 12 .
  • region 11 may have a larger average size of crystal grains 17 than region 12 .
  • the "average size of the crystal grains 17" means the average value of the equivalent circle diameters of the crystal grains 17 located per unit area in the regions 11 and 12 of the ceramic substrate 10 viewed in cross section. be.
  • the durability of the heater 1 can be improved. That is, when the average size of crystal grains 17 increases, the extension distance of cracks per crystal grain 17 tends to increase. Therefore, cracks generated in the crystal grains 17 located in the region 11 of the ceramic substrate 10 can reach the heating resistor 20 across the interface 30 and break the heating resistor 20, which can be reduced. Thereby, the durability of the heater 1 can be improved.
  • the heating resistor 20 has a plurality of crystal grains 27 and a grain boundary phase 28.
  • Crystal grains 27 include conductor grains 23 and insulator grains 26 .
  • the conductor particles 23 consist of a conductor component.
  • “composed of a conductor component” means that 99% by mass or more of the total components constituting the conductor particles 23 contain 99% by mass or more of the conductor component.
  • the conductor particles 23 may contain tungsten or molybdenum as a conductor component.
  • the conductor component contained in the conductor particles 23 may be tungsten carbide (WC).
  • the conductor particles 23 may contain impurities of 1% by mass or less in addition to the conductor component.
  • the insulator particles 26 are made of silicon nitride.
  • “composed of silicon nitride” means that 99% by mass or more of silicon nitride is contained in 100% by mass of all the components constituting the insulator particles 26 .
  • the insulator particles 26 may have acicular crystals 26a.
  • the “needle-like crystal 26a” means a crystal structure elongated like a needle in one direction in the insulator particle 26 when viewed in cross section.
  • the aspect ratio of the needle crystals 26a may be, for example, 3 or more and 20 or less.
  • the insulator particles 26 may have a higher ratio of needle-like crystals than the crystal particles 17 of the ceramic substrate 10 .
  • the ratio of the needle-like crystals 26a included in the insulator particles 26 larger than the ratio of the needle-like crystals included in the crystal grains 17, for example, the durability of the heater 1 can be enhanced.
  • the durability of the heater 1 can be improved. That is, in the heating resistor 20, the needle-like crystals 26a are positioned so as to be entangled between the plurality of crystal grains 27, thereby improving the toughness of the region where the needle-like crystals 26a are positioned. Therefore, the heating resistor 20 having a smaller ratio of the needle crystals 26a to the insulating particles 26 has higher toughness than the ceramic substrate 10. Even if part of the grain boundary phase 28 located in the region 21 including the interface 30 is softened, the heat generating resistor 20 is less prone to microcracks. Therefore, durability of the heater 1 can be enhanced.
  • the crystal grains 17 of the ceramic substrate 10 may not have needle-like crystals.
  • the insulator particles 26 may include the first crystal 24 and the second crystal 25 .
  • the first crystalline body 24 may be Si 3 N 4 having an ⁇ -phase crystal.
  • the second crystalline body 25 may be Si 3 N 4 having a ⁇ -phase crystal.
  • the heating resistor 20 may contain more first crystals 24 than second crystals 25 .
  • the grain boundary phase 28 is located between multiple crystal grains 27 .
  • Grain boundary phase 28 is an example of a second grain boundary phase containing oxides of rare earth elements and silicon.
  • an element different from that of the crystal grains 27 is segregated by EPMA analysis among the grain boundaries partitioning the conductor grains 23 and/or the insulator grains 26 constituting the adjacent crystal grains 27. It means the part where you can confirm.
  • the EPMA analysis can be performed by sampling the heating resistor 20 of the heater 1, detecting the crystal grains 27 with a scanning electron microscope (SEM), and focusing between the crystal grains 27 for analysis. Further, the element can be specified by using wavelength dispersion spectroscopy.
  • the grain boundary phase 28 may be located between the conductor grains 23 and the insulator grains 26 that are adjacent to each other, or may be located between a plurality of conductor grains 23 or between a plurality of insulator grains 26 .
  • the grain boundary phase 28 may contain oxides of rare earth elements and silicon, for example.
  • the grain boundary phase 28 may contain, for example, Yb, Y or Er as a rare earth element.
  • the primary sintered body or conductor paste which is the material of the heating resistor 20
  • a rare earth element oxide for example, Yb 2 O 3
  • the method of manufacturing the heater 1 is merely an example, and any method may be used.
  • the heating resistor 20 may have regions 21 and 22 .
  • Region 21 is an example of a third region
  • region 22 is an example of a fourth region.
  • the region 21 includes the interface 30 and refers to the portion facing the ceramic substrate 10 .
  • the region 21 is, for example, a region with a thickness t21 from the interface 30 up to 0.2 mm.
  • Region 22 refers to a portion farther from ceramic substrate 10 than region 21 .
  • the region 22 is, for example, a region where the thickness t21 from the interface 30 exceeds 0.2 mm.
  • the heating resistor 20 may have different distribution amounts of the grain boundary phase 28 between the regions 21 and 22 .
  • the region 21 may have a larger distribution amount of the grain boundary phase 28 than the region 22 .
  • the distribution amount of the grain boundary phase 28 means the distribution area of the grain boundary phase 28 per unit area in each of the regions 21 and 22 of the heating resistor 20 viewed in cross section.
  • the durability of the heater 1 can be improved. That is, in the heater 1 in which the distribution amount of the grain boundary phase 28 located in the region 21 including the interface 30 is larger than that in the region 22, the grain boundary phase located in the region 21 including the interface 30 with the ceramic substrate 10 is A part of 28 is softened, and the stress generated in the heating resistor 20 including the interface 30 is relieved. For example, when microcracks occur in the vicinity of the boundary between the heating resistor 20 and the ceramic substrate 10 including the interface 30, part of the grain boundary phase 28 heated by the energization of the heating resistor 20 will be in the microcracks. It diffuses and fills microcracks. Thus, according to the heater 1 according to the embodiment, microcracks generated in the interface 30 can be self-repaired. Thereby, the durability of the heater 1 can be improved.
  • the grain boundary phase 28 may have different average dimensions between the regions 21 and 22. Specifically, region 21 may have a larger average grain boundary phase 28 dimension than region 22 .
  • the average size of the grain boundary phase 28 means the average value of the size of each grain boundary phase 28 located per unit area in each of the regions 21 and 22 of the heating resistor 20 viewed in cross section. is.
  • the "size of the grain boundary phase 28” is the equivalent circle diameter of each grain boundary phase 28 in each of the regions 21 and 22 of the heating resistor 20 in cross section.
  • the durability of the heater 1 can be improved. That is, in the heater 1 in which the average size of the grain boundary phase 28 located in the region 21 including the interface 30 is larger than that of the region 22, the grain boundary phase located in the region 21 including the interface 30 with the ceramic substrate 10 is 28, the absolute amount of softening components increases. Therefore, the components of the softened grain boundary phase 28 reach, for example, microcracks generated near the boundary between the heating resistor 20 including the interface 30 and the ceramic substrate 10, and are easily filled inside. Therefore, microcracks generated at the interface 30 can be self-repaired more accurately. Thereby, the durability of the heater 1 can be further improved.
  • the heating resistor 20 may have different contents of the insulating particles 26 between the regions 21 and 22 .
  • region 21 may have a higher content of insulator particles 26 than region 22 .
  • the "content of insulator particles 26" means the total area of insulator particles 26 per unit area in each of regions 21 and 22 of heating resistor 20 when viewed in cross section.
  • the durability of the heater 1 can be improved is, for example, the following. That is, the insulator grains 26 positioned in the region 21 are similar in composition to the crystal grains 17 positioned in the region 11 adjacent to the region 21 across the interface 30 . Therefore, by increasing the content of the insulating particles 26 located in the region 21 than in the region 22, the adhesion between the heat generating resistor 20 and the ceramic base 10 is enhanced, so that the durability of the heater 1 can be enhanced. can be done.
  • the content of the insulator particles 26 is lower in the region 22 away from the interface 30 than in the region 21, the content of the conductor particles 23 is relatively higher in the region 22 than in the region 21. Since the area 22 of the heating resistor 20 has a larger amount of charge transfer per unit volume than the area 21, the durability of the heater 1 is improved even when the heater 1 is used at a high output. can be enhanced.
  • the heating resistor 20 may have different average dimensions of the insulator particles 26 between the regions 21 and 22 .
  • region 21 may have a larger average size of insulator grains 26 than region 22 .
  • the “average size of the insulator particles 26” refers to the average value of the circle-equivalent diameters of the insulator particles 26 located per unit area in the regions 21 and 22 of the heating resistor 20 when viewed in cross section. It's about.
  • insulator particles 26 with a larger average size tend to be more impact resistant than insulator particles 26 with a smaller average size.
  • the strength of the region 21 including the interface 30 where stress tends to concentrate can keep Therefore, durability of the heater 1 can be enhanced.
  • the insulator particles 26 adjacent to the conductor particles 23 with a smaller average size are more likely to release stress. easier.
  • the amount of charge movement per unit time is larger than in the region 21. Therefore, the average size of the insulator particles 26 located in the region 22 is equal to that of the insulator particles 26 located in the region 21.
  • the average size of crystal grains made of silicon nitride may differ between the regions 11 and 21 adjacent to each other with the interface 30 interposed therebetween.
  • the crystalline grains 17 located in region 21 may have a larger average size than the insulator grains 26 located in region 22 .
  • the region 11 having the crystal grains 17 having a large average size has an improved thermal conductivity compared to the region 22 having the insulating grains 26 having a small average size. Therefore, the thermal stress generated in the region 11 near the heating resistor 20 can be relieved, so that the durability of the heater 1 can be enhanced.
  • the crystal grains 17 and the grain boundary phase 18 of the ceramic substrate 10, and the crystal grains 27 (the conductor particles 23 and the insulator grains 26) and the grain boundary phase 28 of the heating resistor 20 were obtained by observing the cross section of the heater 1 by EPMA analysis. , it is possible to confirm its location. Also, the size and average size of the crystal grains 17 and the grain boundary phase 18 can be calculated based on the result of observing the cross section of the ceramic substrate 10 with an SEM. Also, the crystal structures of the crystal grains 17 and the insulator grains 26 can be measured using an X-ray diffractometer (XRD).
  • XRD X-ray diffractometer
  • the heater 1 includes the ceramic substrate 10 and the heating resistor 20.
  • the ceramic substrate 10 has a plurality of crystal grains 17 made of silicon nitride and a first grain boundary phase (grain boundary phase 18) located between the plurality of crystal grains 17 and containing an oxide of a rare earth element and silicon. .
  • the heating resistor 20 is positioned inside the ceramic base 10 .
  • the ceramic substrate 10 has a first region (region 11) including an interface 30 with the heating resistor 20 and a second region (region 12) farther from the heating resistor 20 than the first region.
  • the first region has a larger distribution amount of the first grain boundary phase than the second region. This makes it possible to provide the heater 1 with high durability.
  • the average size of the first grain boundary phase is larger than that in the second region. This makes it possible to provide the heater 1 with high durability.
  • the heating resistor 20 includes a plurality of crystal grains 27 made of a conductor component or silicon nitride, and second grain boundaries located between the plurality of crystal grains 27 and containing a rare earth element and silicon oxide.
  • the average size of the second grain boundary phase is larger than that in the fourth region. This makes it possible to provide the heater 1 with high durability.
  • the third region according to the embodiment contains more crystal grains made of silicon nitride than the fourth region. This makes it possible to provide the heater 1 with high durability.
  • the crystal grains made of silicon nitride contained in the heating resistor 20 according to the embodiment have a larger ratio of the needle crystals 26 a than the crystal grains 17 made of silicon nitride contained in the ceramic substrate 10 . This makes it possible to provide the heater 1 with high durability.
  • the aspect ratio of the crystal grains 17 made of silicon nitride contained in the ceramic substrate 10 according to the embodiment is 1 or more and 2 or less. This makes it possible to provide the heater 1 with high durability.
  • REFERENCE SIGNS LIST 1 heater 10 ceramic substrate 17, 27 crystal grains 18, 28 grain boundary phase 20 heating resistor 23 conductive particles 24 first crystal 25 second crystal 26 insulator particles 30 interface

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

ヒータ（１）は、セラミック基体（１０）と、発熱抵抗体（２０）とを備える。セラミック基体（１０）は、窒化珪素からなる複数の結晶粒子（１７）と、該複数の結晶粒子間に位置し、希土類元素および珪素の酸化物を含む第１粒界相（１８）とを有する。発熱抵抗体（２０）は、セラミック基体（１０）の内部に位置する。セラミック基体（１０）は、発熱抵抗体（２０）との界面を含む第１領域（１１）と、第１領域（１１）よりも発熱抵抗体から離れた第２領域（１２）とを有する。第１領域（１１）は、第２領域（１２）よりも第１粒界相（１８）の分布量が多い。

Description

ヒータ
　開示の実施形態は、ヒータに関する。
　従来、絶縁性セラミックからなるセラミック基体と、セラミック基体の内部に埋設された導電性セラミックの発熱抵抗体とを有するヒータが知られている。
特開２０１９－０２１５０１号公報
　実施形態の一態様に係るヒータは、セラミック基体と、発熱抵抗体とを備える。セラミック基体は、窒化珪素からなる複数の結晶粒子と、該複数の結晶粒子間に位置し、希土類元素および珪素の酸化物を含む第１粒界相とを有する。発熱抵抗体は、前記セラミック基体の内部に位置する。前記セラミック基体は、前記発熱抵抗体との界面を含む第１領域と、前記第１領域よりも前記発熱抵抗体から離れた第２領域とを有する。前記第１領域は、前記第２領域よりも前記第１粒界相の分布量が多い。
図１は、実施形態に係るヒータの一例を示す断面図である。 図２は、図１に示す領域Ａの拡大図である。
　以下、添付図面を参照して、本願の開示するヒータの実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態により本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。
　図１は、実施形態に係るヒータの一例を示す断面図である。図１に示すように、実施形態に係るヒータ１は、セラミック基体１０と、発熱抵抗体２０とを備える。
　ヒータ１は、例えば、円柱状を有している。ヒータ１の長さは、例えば、１ｍｍ～２００ｍｍ程度、特に、２０ｍｍ～６０ｍｍ程度とすることができる。また、ヒータ１の外寸は、例えば、０．５ｍｍ～１００ｍｍ程度、特に、２．５～５．５ｍｍ程度とすることができる。かかるヒータ１は、例えば、グロープラグや車載暖房、自動はんだ装置その他の熱源として用いられる。
　なお、ヒータ１は、円柱状に限らず、例えば楕円柱状または角柱状であってもよい。また、ヒータ１の形状は、柱状に限らず、例えば、棒状または板状など、用途に応じた所望の形状を有してよい。
　セラミック基体１０は、絶縁体である。発熱抵抗体２０は、導体であり、セラミック基体１０の内部に位置している。発熱抵抗体２０は、両端に端子２０ａ，２０ｂを有している。発熱抵抗体２０は、図示しないリード線からの端子２０ａ，２０ｂを介した通電により発熱する。
　図２は、図１に示す領域Ａの拡大図である。図２に示すように、ヒータ１は、セラミック基体１０と発熱抵抗体２０とが、界面３０を挟んで向かい合うように位置している。
　セラミック基体１０は、複数の結晶粒子１７と、粒界相１８とを有する。
　結晶粒子１７は、窒化珪素からなる。結晶粒子１７は、β相結晶を有するＳｉ３Ｎ４を含んでよい。
　結晶粒子１７が窒化珪素からなることによって、アルミナまたはジルコニア等の他のセラミック材料からなる結晶粒子１７を有する場合と比較して、高強度で耐熱性に優れたセラミック基体１０とすることができることから、より高温でのヒータ１の使用が可能となる。
　セラミック基体１０は、窒化珪素からなる結晶粒子１７の他に、ＳｉＡｌＯＮ、ＳｉＣ、Ｓｉ２Ｎ２Ｏ、Ｍｇ窒化珪素化合物等の不純物を含有してもよい。また、セラミック基体１０は、ＳｉおよびＮ以外の元素、例えば、Ｏ、Ｃ等を含有する結晶粒子１７を含んでもよい。
　また、結晶粒子１７は、アスペクト比が１以上２以下であってもよい。ここで、アスペクト比とは、セラミック基体１０が有する結晶粒子１７において、長径を短径で除したものである。長径とは、対象の結晶粒子１７のうち最も長い部分の長さのことであり、短径とは、長径に垂直方向で最も長い部分の長さのことである。結晶粒子１７のアスペクト比を１以上２以下とすることにより、例えば、ヒータ１の耐久性をさらに高めることができる。
　ヒータ１の耐久性をさらに高めることができる理由の一つとしては、例えば以下のことが考えられる。すなわち、結晶粒子１７のアスペクト比を１以上２以下とすると、セラミック基体１０における熱の伝導や熱による応力が全方向へ向けて均等に伝わりやすくなる。このため、通電中に、発熱抵抗体２０との界面３０を含む領域１１に存在する複数の結晶粒子１７の間に位置する粒界相１８の一部が軟化し、界面３０を含むセラミック基体１０に生じる応力が、あらゆる方向に緩和されやすくなる。したがって、ヒータ１の耐久性をさらに高めることができる。すなわち、アスペクト比が１以上２以下である結晶粒子１７は、領域２２よりも領域２１の方が多く存在することとしてもよい。
　粒界相１８は、複数の結晶粒子１７間に位置する。粒界相１８は、希土類元素および珪素の酸化物を含む第１粒界相である。ここで、粒界相１８は、隣り合う結晶粒子１７を区画する粒界のうち、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｐｒｏｂｅ　Ｍｉｃｒｏ　Ａｎａｌｙｚｅｒ（ＥＰＭＡ）分析によって希土類元素を確認できる部分をいう。ＥＰＭＡ分析はヒータ１のセラミック基体部分をサンプリングしたのち、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で結晶粒子１７を検出し、結晶粒子１７間に焦点を合わせて分析することで検出できる。また、波長分散分光法を用いることで、希土類元素の特定を行うことができる。
　上記したように、粒界相１８は、希土類元素および珪素の酸化物を含有している。粒界相１８が希土類元素および珪素の酸化物を含有することにより、例えば、ヒータ１の発熱に伴うセラミック基体１０の過剰な軟化を抑え、保形性を確保することができる。なお、粒界相１８は、希土類元素として、例えば、Ｙｂ、ＹまたはＥｒを含有してもよい。
　また、セラミック基体１０は、領域１１，１２を有する。領域１１は、第１領域の一例であり、領域１２は、第２領域の一例である。領域１１は、界面３０を含み、発熱抵抗体２０と向かい合う部分をいう。領域１１は、例えば、界面３０からの厚みｔ１１が０．５ｍｍまでの領域である。領域１２は、領域１１よりも発熱抵抗体２０から離れた部分をいう。領域１２は、例えば、界面３０からの厚みｔ１１が０．５ｍｍを超える領域である。
　ヒータ１は、長期間にわたる昇温と降温の繰り返しにより生じる熱応力がセラミック基体１０と発熱抵抗体２０との界面３０に集中し、界面３０またはその近傍でマイクロクラックが発生する場合がある。マイクロクラックが発生したヒータ１の使用を継続すると、発熱抵抗体２０が破断する可能性がある。
　実施形態に係るヒータ１では、領域１１，１２の間で粒界相１８の分布量が異なる。具体的には、領域１１は、領域１２よりも粒界相１８の分布量が多い。なお、本開示において、「粒界相１８の分布量」とは、断面視したセラミック基体１０の各領域１１，１２における単位面積当たりの粒界相１８の分布面積のことである。領域１１に位置する粒界相１８の分布量を領域１２に位置する粒界相１８の分布量よりも多くすることにより、例えば、ヒータ１の耐久性を高めることができる。
　ヒータ１の耐久性を高めることができる理由の一つとしては、例えば以下のことが考えられる。すなわち、界面３０を含む領域１１に位置する粒界相１８の分布量が、領域１２よりも多いヒータ１では、通電中に、発熱抵抗体２０との界面３０を含む領域１１に位置する粒界相１８の一部が軟化し、界面３０を含むセラミック基体１０に生じる応力が緩和される。例えば、界面３０を含むセラミック基体１０と発熱抵抗体２０との境界付近でマイクロクラックが生じた場合、発熱抵抗体２０への通電に伴い加熱された粒界相１８の一部がマイクロクラック中に拡散し、マイクロクラックを充填する。このように、実施形態に係るヒータ１によれば、界面３０に生じたマイクロクラックを自己修復することができる。これにより、ヒータ１の耐久性を高めることができる。
　また、界面３０から離れた領域１２では、粒界相１８の分布量が領域１１よりも少ないことから、領域１２では、領域１１と比較して結晶粒子１７が緻密に分布している。結晶粒子１７は、粒界相１８と比較して熱伝導性が高いため、領域１２は、領域１１と比較して熱伝導性が高くなる。
　また、セラミック基体１０は、領域１１，１２の間で粒界相１８の平均寸法が異なってもよい。具体的には、領域１１は、領域１２よりも粒界相１８の平均寸法が大きくてもよい。なお、本開示において、「粒界相１８の平均寸法」とは、断面視したセラミック基体１０の各領域１１，１２における単位面積当たりに位置する各粒界相１８の寸法の平均値のことである。また、「粒界相１８の寸法」とは、断面視したセラミック基体１０の各領域１１，１２における各粒界相１８の円相当径のことである。領域１１に位置する粒界相１８の平均寸法を領域１２に位置する粒界相１８の平均寸法よりも大きくすることにより、例えば、ヒータ１の耐久性を高めることができる。
　ヒータ１の耐久性を高めることができる理由の一つとしては、例えば以下のことが考えられる。すなわち、界面３０を含む領域１１に位置する粒界相１８の平均寸法が、領域１２よりも大きいヒータ１では、通電中に、発熱抵抗体２０との界面３０を含む領域１１に位置する粒界相１８のうち、軟化する成分の絶対量が大きくなる。このため、軟化した粒界相１８の成分が、例えば、セラミック基体１０と発熱抵抗体２０との境界である界面３０付近に発生したマイクロクラックまで到達し、内部に充填されやすくなる。このため、界面３０に生じたマイクロクラックをより的確に自己修復することができる。これにより、ヒータ１の耐久性をさらに高めることができる。
　また、セラミック基体１０は、領域１１，１２の間で結晶粒子１７の平均寸法が異なってもよい。具体的には、領域１１は、領域１２よりも結晶粒子１７の平均寸法が大きくてもよい。なお、本開示において、「結晶粒子１７の平均寸法」とは、断面視したセラミック基体１０の各領域１１，１２における単位面積当たりに位置する各結晶粒子１７の円相当径の平均値のことである。領域１１に位置する結晶粒子１７の平均寸法を領域１２に位置する結晶粒子１７の平均寸法よりも大きくすることにより、例えば、ヒータ１の耐久性を高めることができる。
　ヒータ１の耐久性を高めることができる理由の一つとしては、例えば以下のことが考えられる。すなわち、結晶粒子１７の平均寸法が大きくなると、１つの結晶粒子１７当たりにおけるクラックの伸展距離が長くなりやすい。このため、セラミック基体１０の領域１１に位置する結晶粒子１７で発生したクラックが、界面３０を超えて発熱抵抗体２０へ到達し、さらに発熱抵抗体２０を破断させる不具合を低減することができる。これにより、ヒータ１の耐久性を高めることができる。
　発熱抵抗体２０は、複数の結晶粒子２７と、粒界相２８とを有する。結晶粒子２７は、導体粒子２３と、絶縁体粒子２６とを含む。
　導体粒子２３は、導体成分からなる。ここで、「導体成分からなる」とは、導体粒子２３を構成する全成分１００質量％のうち、導体成分を９９質量％以上含有することをいう。導体粒子２３は、導体成分として、タングステンまたはモリブデンを含有してもよい。また、導体粒子２３が含有する導体成分は、炭化タングステン（ＷＣ）であってもよい。また、導体粒子２３は、導体成分の他、１質量％以下の不純物を含有してもよい。
　絶縁体粒子２６は、窒化珪素からなる。ここで、「窒化珪素からなる」とは、絶縁体粒子２６を構成する全成分１００質量％のうち、窒化珪素を９９質量％以上含有することをいう。
　また、絶縁体粒子２６は、針状結晶２６ａを有してもよい。なお、本開示において、「針状結晶２６ａ」とは、断面視した絶縁体粒子２６において、一方向に針のように細長く成長した結晶構造であることをいう。針状結晶２６ａのアスペクト比は、例えば３以上２０以下であってもよい。
　また、絶縁体粒子２６は、セラミック基体１０の結晶粒子１７よりも針状結晶の割合が大きくてもよい。絶縁体粒子２６が有する針状結晶２６ａの割合を結晶粒子１７が有する針状結晶の割合よりも大きくすることにより、例えば、ヒータ１の耐久性を高めることができる。
　ヒータ１の耐久性を高めることができる理由の一つとしては、例えば以下のことが考えられる。すなわち、発熱抵抗体２０では、針状結晶２６ａが複数の結晶粒子２７の間にからまるように位置することで、針状結晶２６ａが位置する領域の靭性が向上する。このため、絶縁体粒子２６に対し針状結晶２６ａの割合が小さい発熱抵抗体２０の方が、セラミック基体１０と比較して靭性が高くなることから、例えば、通電中に、セラミック基体１０との界面３０を含む領域２１に位置する粒界相２８の一部が軟化した場合であっても、発熱抵抗体２０にはマイクロクラックが生じにくくなる。したがって、ヒータ１の耐久性を高めることができる。なお、セラミック基体１０の結晶粒子１７は、針状結晶を有さなくてもよい。
　また、絶縁体粒子２６は、第１結晶体２４と第２結晶体２５を含んでよい。第１結晶体２４は、α相結晶を有するＳｉ３Ｎ４であってよい。第２結晶体２５は、β相結晶を有するＳｉ３Ｎ４であってよい。また、発熱抵抗体２０は、第２結晶体２５よりも多くの第１結晶体２４を含有してもよい。
　粒界相２８は、複数の結晶粒子２７間に位置する。粒界相２８は、希土類元素および珪素の酸化物を含む第２粒界相の一例である。ここで、粒界相２８は、隣り合う結晶粒子２７を構成する導体粒子２３および／または絶縁体粒子２６を区画する粒界のうち、ＥＰＭＡ分析によって結晶粒子２７とは異なる元素が偏析していることを確認できる部分をいう。ＥＰＭＡ分析はヒータ１の発熱抵抗体２０の部分をサンプリングしたのち、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で結晶粒子２７を検出し、結晶粒子２７間に焦点を合わせて分析することで検出できる。また、波長分散分光法を用いることで、元素の特定を行うことができる。粒界相２８は、互いに隣り合う導体粒子２３と絶縁体粒子２６との間に位置してもよく、複数の導体粒子２３間、または、複数の絶縁体粒子２６間に位置してもよい。
　粒界相２８は、例えば、希土類元素および珪素の酸化物を含有してもよい。粒界相２８が希土類元素および珪素の酸化物を含有することにより、例えば、ヒータ１の発熱に伴う発熱抵抗体２０の過剰な軟化を抑え、保形性を確保することができる。なお、粒界相２８は、希土類元素として、例えば、Ｙｂ、ＹまたはＥｒを含有してもよい。
　粒界相１８，２８が特定の希土類元素を含有するヒータ１は、例えば、発熱抵抗体２０の材料である一次焼結体または導体ペーストを、希土類元素の酸化物（例えば、Ｙｂ２Ｏ３）を含有する溶液または懸濁液に浸漬させた後、セラミック基体１０の材料である一次焼結体とともに二次焼結させることにより得ることができる。なお、かかるヒータ１の作製方法は一例にすぎず、いかなる方法で作製してもよい。
　また、発熱抵抗体２０は、領域２１，２２を有してもよい。領域２１は、第３領域の一例であり、領域２２は、第４領域の一例である。領域２１は、界面３０を含み、セラミック基体１０と向かい合う部分をいう。領域２１は、例えば、界面３０からの厚みｔ２１が０．２ｍｍまでの領域である。領域２２は、領域２１よりもセラミック基体１０から離れた部分をいう。領域２２は、例えば、界面３０からの厚みｔ２１が０．２ｍｍを超える領域である。
　また、発熱抵抗体２０は、領域２１，２２の間で粒界相２８の分布量が異なってもよい。具体的には、領域２１は、領域２２よりも粒界相２８の分布量が多くてもよい。なお、本開示において、「粒界相２８の分布量」とは、断面視した発熱抵抗体２０の各領域２１，２２における単位面積当たりの粒界相２８の分布面積のことである。領域２１に位置する粒界相２８の分布量を領域２２に位置する粒界相２８の分布量よりも多くすることにより、例えば、ヒータ１の耐久性を高めることができる。
　ヒータ１の耐久性を高めることができる理由の一つとしては、例えば以下のことが考えられる。すなわち、界面３０を含む領域２１に位置する粒界相２８の分布量が、領域２２よりも多いヒータ１では、通電中に、セラミック基体１０との界面３０を含む領域２１に位置する粒界相２８の一部が軟化し、界面３０を含む発熱抵抗体２０に生じる応力が緩和される。例えば、界面３０を含む発熱抵抗体２０とセラミック基体１０との境界付近でマイクロクラックが生じた場合、発熱抵抗体２０への通電に伴い加熱された粒界相２８の一部がマイクロクラック中に拡散し、マイクロクラックを充填する。このように、実施形態に係るヒータ１によれば、界面３０に生じたマイクロクラックを自己修復することができる。これにより、ヒータ１の耐久性を高めることができる。
　また、発熱抵抗体２０は、領域２１，２２の間で粒界相２８の平均寸法が異なってもよい。具体的には、領域２１は、領域２２よりも粒界相２８の平均寸法が大きくてもよい。なお、本開示において、「粒界相２８の平均寸法」とは、断面視した発熱抵抗体２０の各領域２１，２２における単位面積当たりに位置する各粒界相２８の寸法の平均値のことである。また、「粒界相２８の寸法」とは、断面視した発熱抵抗体２０の各領域２１，２２における各粒界相２８の円相当径のことである。領域２１に位置する粒界相２８の平均寸法を領域２２に位置する粒界相２８の平均寸法よりも多くすることにより、例えば、ヒータ１の耐久性を高めることができる。
　ヒータ１の耐久性を高めることができる理由の一つとしては、例えば以下のことが考えられる。すなわち、界面３０を含む領域２１に位置する粒界相２８の平均寸法が、領域２２よりも大きいヒータ１では、通電中に、セラミック基体１０との界面３０を含む領域２１に位置する粒界相２８のうち、軟化する成分の絶対量が大きくなる。このため、軟化した粒界相２８の成分が、例えば、界面３０を含む発熱抵抗体２０とセラミック基体１０との境界付近に発生したマイクロクラックまで到達し、内部に充填されやすくなる。このため、界面３０に生じたマイクロクラックをより的確に自己修復することができる。これにより、ヒータ１の耐久性をさらに高めることができる。
　また、発熱抵抗体２０は、領域２１，２２の間で絶縁体粒子２６の含有量が異なってもよい。具体的には、領域２１は、領域２２よりも絶縁体粒子２６の含有量が多くてもよい。なお、本開示において、「絶縁体粒子２６の含有量」とは、断面視した発熱抵抗体２０の各領域２１，２２における単位面積当たりの絶縁体粒子２６の総面積のことである。領域２１に位置する絶縁体粒子２６の含有量を領域２２に位置する絶縁体粒子２６の含有量よりも多くすることにより、例えば、ヒータ１の耐久性を高めることができる。
　ヒータ１の耐久性を高めることができる理由の一つとしては、例えば以下のことが考えられる。すなわち、領域２１に位置する絶縁体粒子２６は、界面３０を挟んで領域２１と隣り合う領域１１に位置する結晶粒子１７と組成が類似している。このため、領域２２よりも領域２１に位置する絶縁体粒子２６の含有量を多くすることにより、発熱抵抗体２０とセラミック基体１０との密着性が高まることから、ヒータ１の耐久性を高めることができる。
　また、界面３０から離れた領域２２では、絶縁体粒子２６の含有量が領域２１よりも少ないことから、領域２２では、領域２１と比較して導体粒子２３の含有率が相対的に多くなる。発熱抵抗体２０の領域２２は、領域２１と比較して単位体積当たりの電荷の移動量が多くなることから、例えばヒータ１を高出力で使用した場合であっても、ヒータ１の耐久性を高めることができる。
　また、発熱抵抗体２０は、領域２１，２２の間で絶縁体粒子２６の平均寸法が異なってもよい。具体的には、領域２１は、領域２２よりも絶縁体粒子２６の平均寸法が大きくてもよい。なお、本開示において、「絶縁体粒子２６の平均寸法」とは、断面視した発熱抵抗体２０の各領域２１，２２における単位面積当たりに位置する各絶縁体粒子２６の円相当径の平均値のことである。領域２１に位置する絶縁体粒子２６の平均寸法を領域２２に位置する絶縁体粒子２６の平均寸法よりも大きくすることにより、例えば、ヒータ１の耐久性を高めることができる。
　ヒータ１の耐久性を高めることができる理由の一つとしては、例えば以下のことが考えられる。すなわち、平均寸法が大きい絶縁体粒子２６は、平均寸法が小さい絶縁体粒子２６と比較して衝撃に強い傾向がある。界面３０を含む領域２１に位置する絶縁体粒子２６の平均寸法を、領域２２に位置する絶縁体粒子２６の平均寸法よりも大きくすることにより、応力が集中しやすい界面３０を含む領域２１の強度を保つことができる。このため、ヒータ１の耐久性を高めることができる。
　また、例えば、発熱抵抗体２０へ急速通電した際に生じる熱膨張の方向は、導体粒子２３ごとに異なるので、導体粒子２３に近接する絶縁体粒子２６は、平均寸法が小さい方が応力を逃がしやすくなる。界面３０から離れた領域２２では、領域２１よりも単位時間当たりの電荷の移動量が大きくなることから、領域２２に位置する絶縁体粒子２６の平均寸法を領域２１に位置する絶縁体粒子２６の平均寸法よりも小さくすることにより、発熱抵抗体２０の内部に生じる応力を緩和することができる。このため、ヒータ１の耐久性を高めることができる。
　また、ヒータ１は、界面３０を挟んで隣り合う領域１１，２１の間で窒化珪素からなる結晶粒子の平均寸法が異なってもよい。具体的には、領域２１に位置する結晶粒子１７は、領域２２に位置する絶縁体粒子２６よりも平均寸法が大きくてもよい。領域１１に位置する結晶粒子１７の平均寸法を領域２１に位置する絶縁体粒子２６の平均寸法よりも大きくすることにより、例えば、ヒータ１の耐久性を高めることができる。
　ヒータ１の耐久性を高めることができる理由の一つとしては、例えば以下のことが考えられる。すなわち、平均寸法が大きい結晶粒子１７を有する領域１１では、平均寸法が小さい絶縁体粒子２６を有する領域２２と比較して熱伝導率が向上する。このため、発熱抵抗体２０に近い領域１１に発生する熱応力を緩和することができることから、ヒータ１の耐久性を高めることができる。
　なお、セラミック基体１０が有する結晶粒子１７および粒界相１８、発熱抵抗体２０が有する結晶粒子２７（導体粒子２３、絶縁体粒子２６）および粒界相２８は、ＥＰＭＡ分析によるヒータ１の断面観察により、その存在箇所を確認することができる。また、結晶粒子１７および粒界相１８の寸法および平均寸法は、セラミック基体１０の断面をＳＥＭで観察した結果に基づいてそれぞれ算出することができる。また、結晶粒子１７および絶縁体粒子２６の結晶構造は、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて測定することができる。
　以上のように、実施形態に係るヒータ１は、セラミック基体１０と、発熱抵抗体２０とを備える。セラミック基体１０は、窒化珪素からなる複数の結晶粒子１７と、該複数の結晶粒子１７間に位置し、希土類元素および珪素の酸化物を含む第１粒界相（粒界相１８）とを有する。発熱抵抗体２０は、セラミック基体１０の内部に位置する。セラミック基体１０は、発熱抵抗体２０との界面３０を含む第１領域（領域１１）と、第１領域よりも発熱抵抗体２０から離れた第２領域（領域１２）とを有する。第１領域は、第２領域よりも第１粒界相の分布量が多い。これにより、耐久性が高いヒータ１が提供可能となる。
　また、実施形態に係る第１領域は、第２領域よりも第１粒界相の平均寸法が大きい。これにより、耐久性が高いヒータ１が提供可能となる。
　また、実施形態に係る発熱抵抗体２０は、導体成分または窒化珪素からなる複数の結晶粒子２７と、該複数の結晶粒子２７間に位置し、希土類元素および珪素の酸化物を含む第２粒界相（粒界相２８）とを有するとともに、セラミック基体１０との界面３０を含む第３領域（領域２１）と、第３領域よりもセラミック基体１０から離れた第４領域（領域２２）とを有し、第３領域は、第４領域よりも第２粒界相の分布量が多い。これにより、耐久性が高いヒータ１が提供可能となる。
　また、実施形態に係る第３領域は、第４領域よりも第２粒界相の平均寸法が大きい。これにより、耐久性が高いヒータ１が提供可能となる。
　また、実施形態に係る第３領域は、第４領域よりも窒化珪素からなる複数の結晶粒子の含有量が多い。これにより、耐久性が高いヒータ１が提供可能となる。
　また、実施形態に係る発熱抵抗体２０に含まれる窒化珪素からなる結晶粒子は、セラミック基体１０に含まれる窒化珪素からなる結晶粒子１７よりも針状結晶２６ａの割合が大きい。これにより、耐久性が高いヒータ１が提供可能となる。
　また、実施形態に係るセラミック基体１０に含まれる窒化珪素からなる結晶粒子１７のアスペクト比は、１以上２以下である。これにより、耐久性が高いヒータ１が提供可能となる。
　さらなる効果や他の態様は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本開示のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
　１　　　　　　　ヒータ
　１０　　　　　　セラミック基体
　１７，２７　　　結晶粒子
　１８，２８　　　粒界相
　２０　　　　　　発熱抵抗体
　２３　　　　　　導体粒子
　２４　　　　　　第１結晶体
　２５　　　　　　第２結晶体
　２６　　　　　　絶縁体粒子
　３０　　　　　　界面

Claims (7)

  1. 　窒化珪素からなる複数の結晶粒子と、該複数の結晶粒子間に位置し、希土類元素および珪素の酸化物を含む第１粒界相とを有するセラミック基体と、
    　前記セラミック基体の内部に位置する発熱抵抗体と
    　を備え、
    　前記セラミック基体は、前記発熱抵抗体との界面を含む第１領域と、前記第１領域よりも前記発熱抵抗体から離れた第２領域とを有し、
    　前記第１領域は、前記第２領域よりも前記第１粒界相の分布量が多い
    　ヒータ。
  2. 　前記第１領域は、前記第２領域よりも前記第１粒界相の平均寸法が大きい
    　請求項１に記載のヒータ。
  3. 　前記発熱抵抗体は、導体成分または窒化珪素からなる複数の結晶粒子と、該複数の結晶粒子間に位置し、希土類元素および珪素の酸化物を含む第２粒界相とを有するとともに、前記セラミック基体との界面を含む第３領域と、前記第３領域よりも前記セラミック基体から離れた第４領域とを有し、
    　前記第３領域は、前記第４領域よりも前記第２粒界相の分布量が多い
    　請求項１または２に記載のヒータ。
  4. 　前記第３領域は、前記第４領域よりも前記第２粒界相の平均寸法が大きい
    　請求項３に記載のヒータ。
  5. 　前記第３領域は、前記第４領域よりも前記窒化珪素からなる複数の結晶粒子の含有量が多い
    　請求項３または４に記載のヒータ。
  6. 　前記発熱抵抗体に含まれる窒化珪素からなる結晶粒子は、前記セラミック基体に含まれる前記窒化珪素からなる結晶粒子よりも針状結晶の割合が大きい
    　請求項１～５のいずれか１つに記載のヒータ。
  7. 　前記セラミック基体に含まれる前記窒化珪素からなる結晶粒子のアスペクト比は、１以上２以下である
    　請求項１～６のいずれか１つに記載のヒータ。
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