JPH09245940A - セラミック発熱体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セラミック発熱体での金属とセラミックスと
の熱膨張係数の違いによるセラミックス部の割れや剥離
を防ぐとともに、反応層の生成を防ぎ、抵抗安定性を維
持し、さらに繰り返し使用による耐久性も確保する。 【構成】 ヒータ基材１１を、Ｗ，Ｒｅ，Ｍｏ，Ｔａ，
Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｒのうちの一種の金属もしくは二種また
は三種の合金によって形成する。このヒータ基材を埋設
する外殻３０を、窒化けい素または炭化けい素を主成分
とする絶縁性セラミックスによって形成する。そして、
ヒータ基材の周囲でこれを埋設する外殻との間の中間層
３１を、Ａｌ，Ｃｅ，Ｙ，Ｍｇ，Ｃａのうちの一種類、
二種類または三種類の元素を含有しこれに元素Ｏあるい
はＯとＮとが結びついている化合物、特に助剤成分を含
めたセラミックスにより形成し、これを常圧焼結、雰囲
気加圧焼結することによってセラミック発熱体１２を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば各種の加
熱機器における加熱源、燃焼機器における点火源、ある
いはディーゼルエンジンにおける始動補助用のグロープ
ラグなどとして高温状態で使用されるセラミック発熱体
およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来一般的なディーゼルエンジン用のグ
ロープラグでは、耐熱金属製のシース内でニッケルクロ
ム（Ｎｉ−Ｃｒ）、鉄クロム（Ｆｅ−Ｃｒ）の金属材に
よるヒータ素材を、マグネシア（ＭｇＯ）のような耐熱
絶縁粉末に埋設することによってヒータ部を構成してい
る。

【０００３】このようなグロープラグにおいて最近は、
排ガス規制への対応を図ることが望まれ、８００℃への
到達時間を早くし、しかもピーク温度、飽和温度を高く
するとともに、エンジン始動後のアフターグロー時間を
長くする必要が生じている。これらの要請に応えるため
には、ヒータ部でのヒータ素材を、高融点金属材で形成
する必要があり、またシースも金属材よりも高温状態で
の使用が可能となるセラミックスで形成することが考え
られている。たとえば特開昭６１−２３５６１３号公報
に記載されているように、タングステン（Ｗ）、モリブ
デン（Ｍｏ）のような高融点金属材を、耐酸化性、耐熱
衝撃性に優れた窒化けい素、サイアロン、炭化けい素の
ような絶縁性セラミックス中に埋設して焼結することに
より形成した、いわゆるセラミックヒータが知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のセラミックヒータでは、金属材と絶縁性セラミックス
との間での熱膨張係数の違いや金属材と絶縁性セラミッ
クスとの間にタングステンシリサイドのような反応層が
生成するため、焼結時にセラミックス部に割れ、剥離等
が生じたり、抵抗が不安定になったりする。そして、こ
のような理由から、焼結時の温度をあまり高温に上げる
ことができないため、現状ではホットプレス焼結が行わ
れている。さらに、このようなホットプレスで焼結して
も、発熱体の発熱が繰り返されるため、金属材とセラミ
ックスとの熱膨張係数の違いにより、ヒータ素材とセラ
ミックスとの間に割れ、剥離が生じることが多い。

【０００５】ここで、上述した焼結時に生じる反応層は
以下のようにして生成される。すなわち、セラミックヒ
ータ、特に窒化けい素中にＷあるいはＭｏを発熱体とし
て埋設しているものでは、ホットプレス中にセラミック
ス、特に窒化けい素雰囲気中の焼結反応により、セラミ
ックス−発熱体境界面に反応物質（ここではＷＳｉ、Ｗ
Ｏ2 ）が生成される。

【０００６】このような反応物質が生成されると、セラ
ミックス、発熱体境界から発熱体内部に拡散、転移によ
り微小なクラックや内部欠陥等を引き起こす。そして、
このような状況下にあるセラミックヒータがヒートサイ
クルまたは高温雰囲気中に晒されると、発熱体の酸化が
促進される。このように酸化した発熱体は、体積が膨張
し、発熱体を取り巻いているセラミックスを圧迫し、セ
ラミックスを内部からクラックを発生させ易い。さら
に、発熱体が酸化すると、抵抗値が変化し、発生熱量に
ばらつきが生じるという問題もあった。

【０００７】また、特開平７−１３５０６８号公報に
は、上述したセラミックヒータの繰り返しの使用による
発熱体（ヒータ基材）の断線を防ぐために、ヒータ基材
の熱膨張係数よりも大きいＴｉＮのような物質をヒータ
基材に被膜した構造のものも知られている。さらに、特
開昭６１−１７９０８４号公報には、タングステンまた
はモリブデンからなる抵抗発熱体（ヒータ基材）の表面
を、非酸化物セラミックスで被覆する技術が開示されて
いる。

【０００８】しかし、上述した前者の特開平７−１３５
０６８号公報におけるヒータでは、１００回程度の加熱
−冷却であれば良好であるが、グロープラグのように数
千から数万回程度繰り返すと、セラミックスに割れが生
じてしまう。また、後者の特開昭６１−１７９０８４号
公報のように、単なる非酸化物セラミックスで被覆する
と、窒化けい素や炭化けい素に埋設して焼結する場合、
ヒータ基材の表面が水玉状になって、いわゆる濡れの悪
さのためにヒータ基材と被覆層であるセラミックスの界
面に隙間ができてしまう。そして、このような隙間をヒ
ータ基材と被覆層との間に生じると、ヒータ基材の金属
が酸化したり、あるいは外殻のセラミックスに割れが生
じる。

【０００９】さらに、これらの従来の製造方法では、発
熱体であるヒータ基材を被覆している被膜層の外殻を構
成するセラミックスへの拡散を防ぐために、セラミック
スの焼結法のうちのホットプレス焼結により焼結を行な
うことが不可欠であった。しかし、このようなホットプ
レス焼結は機械的な加圧焼結であるために、セラミック
発熱体を過圧力の均一性が得られる略楕円形状のような
断面形状でしか成形することができず、成形形状が限定
されるという問題がある。すなわち、このようなセラミ
ック発熱体を組込む他の部品との組立時に有利な円形断
面形状のような成形はできない。

【００１０】したがって、従来から楕円形状のセラミッ
ク発熱体を成形後において、切削加工で所望の形状に形
成することが考えられているが、上述したホットプレス
焼結による成型品は非常に堅いものであり、後加工のた
めの加工工数が増え、コスト高となるもので、このよう
な点に配慮し、上述したセラミックスの割れや剥離を防
止できる対策を講じることが望まれている。

【００１１】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
のであり、セラミック発熱体に関してヒータ基材となる
金属材と外殻となるセラミックスとの熱膨張係数の違い
によって、セラミックス部に割れ、剥離等が生じること
を防ぎ、タングステンシリサイドのような反応層の生成
も防止でき、抵抗安定性を維持し、さらに加圧しない焼
結法である常圧焼結、あるいは気体圧力で加圧して焼結
する雰囲気加圧焼結により形成することができ、セラミ
ック発熱体を繰り返して使用しても、ヒータ基材と外殻
のセラミックスとの間に割れや剥離が生じることのない
セラミック発熱体およびその製造方法を得ることを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本発明に係るセラミック発熱体は、ヒータ基材
を、Ｗ，Ｒｅ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｒのうちの
一種の金属もしくは二種または三種の合金によって形成
し、このヒータ基材を埋設する外殻を、窒化けい素また
は炭化けい素を主成分とする絶縁性セラミックスによっ
て形成するとともに、ヒータ基材の周囲でこれを埋設す
る外殻との間の中間層を、Ａｌ，Ｃｅ，Ｙ，Ｍｇ，Ｃａ
のうちの一種類、二種類または三種類の元素を含有しこ
れに元素ＯあるいはＯとＮとが結びついている化合物に
よって形成したものである。

【００１３】また、本発明に係るセラミック発熱体の製
造方法は、Ｗ，Ｒｅ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｒの
うちの一種の金属もしくは二種または三種の合金からな
るヒータ基材に、Ａｌ，Ｃｅ，Ｙ，Ｍｇ，Ｃａのうちの
一種類、二種類または三種類の元素を含有するゾルを、
中間層としてコーティングし、窒素雰囲気中あるいはア
ンモニア雰囲気中で熱処理したり、Ａｌ，Ｃｅ，Ｙ，Ｍ
ｇ，Ｃａのうちの一種類または二種類以上の元素を含有
する酸化物あるいは酸窒化物をプラズマコーティングし
たりし、しかる後窒化けい素または炭化けい素を主成分
としたセラミックス中に埋設し、常圧焼結または雰囲気
加圧焼結するものである。

【００１４】本発明によれば、外殻のセラミックスとヒ
ータ基材との間にセラミックスの助剤となり得る成分を
有する中間層を設けることにより、金属材によるヒータ
基材と外殻のセラミックスとの熱膨張係数の違いによる
外殻セラミックス部での割れや剥離を防ぎ、またタング
ステンシリサイドのような反応層の生成も防止し、発熱
体としての抵抗安定性を維持し、さらに常圧焼結または
雰囲気加圧焼結することが可能である。そして、このよ
うにして得られるセラミック発熱体によれば、繰り返し
て使用しても、ヒータ基材と外殻のセラミックスとの間
に割れや剥離が生じるようなことはない。

【００１５】セラミック発熱体の外形形状は、断面円形
形状を呈するように形成することができるが、これに限
定されない。このようなセラミック発熱体の外殻は、従
来のようなホットプレス焼結ではなく、常圧焼結、雰囲
気加圧焼結のいずれかで行なわれる。ヒータ基材は、
Ｗ，Ｒｅ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｒのうちの一種
の金属もしくは二種以上である二種または三種の合金に
よって形成される。中間層は、Ｓｉは除き、セラミック
スとの結合の助剤となるＡｌ，Ｃｅ，Ｙ，Ｍｇ，Ｃａの
うちの一種類、もしくはそれ以上である二種類または三
種類の元素を含有しこれに元素ＯあるいはＯとＮとが結
びついている化合物によって形成される。この中間層
は、ゾルをコーティングしてから窒素雰囲気中またはア
ンモニア雰囲気中で熱処理したり、酸化物あるいは酸窒
化物をプラズマコーティングしたりすることにより形成
される。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１および図２は本発明に係るセ
ラミック発熱体およびその製造方法の一つの実施の形態
を示す。これらの図において、この実施の形態では、セ
ラミック発熱体を、ディーゼルエンジン用グロープラグ
１０に用いる場合を説明する。このようなディーゼルエ
ンジン用グロープラグ１０は、発熱体２１とそのリード
部２２，２３とからなるヒータ基材１１をたとえば窒化
けい素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）のような絶縁性セラミックスによ
る外殻３０中に埋設してなる棒状セラミックヒータ１２
と、このヒータ１２を先端部において保持する略管状を
呈する金属製ホルダ１３とを備えている。

【００１７】なお、この金属製ホルダ１３は、クリープ
に強い材質、たとえばＳ４５Ｃのような炭素鋼やこれに
類する材料で形成されている。前記ホルダ１３の後端側
には、絶縁性セラミックスからなる絶縁ブッシュ１４を
介して棒状外部接続端子１５が嵌め込まれ保持されてい
る。１６はこの外部接続端子１５の内方端を前記セラミ
ックヒータ１２の後端面において一方のリード部２３と
電気的に接続するためのリード線で、このリード線１６
には絶縁チューブ１６ａが嵌装されている。なお、１９
はヒータ１２の後端部に設けた金属製キャップである。

【００１８】１７は前記セラミックヒータ１２の中央部
に嵌装されこれをホルダ１３の先端部に保持するための
金属製補助パイプである。また、この補助パイプ１７に
は、ヒータ１２の後端側に嵌装して他方のリード部２２
と電気的に接続した金属製リング１８の一部１８ａが接
続され、これによりボディアースされるように構成され
ている。なお、図中１３ａはホルダ１３外周に形成され
たねじ部で、図示しないエンジンシリンダヘッド側のね
じ孔に螺合され、ヒータ１２先端がエンジンの副燃焼室
（燃焼室）内に突出させた状態になるように取付けるた
めのものである。

【００１９】本発明によれば、上述したようなグロープ
ラグ１０に用いるセラミックヒータ１２において、図１
（ａ），（ｂ）に示すように、ヒータ基材１１（２１，
２２，２３）を、Ｗ，Ｒｅ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｎｉ，
Ｃｒのうちの一種の金属もしくは二種または三種の合金
によって形成し、このヒータ基材１１を埋設する外殻３
０を、窒化けい素（または炭化けい素）を主成分とする
絶縁性セラミックスによって形成するとともに、ヒータ
基材１１の周囲でこれを埋設する外殻３０との間の中間
層３１，３１を、Ａｌ，Ｃｅ，Ｙ，Ｍｇ，Ｃａのうちの
一種類、二種類または三種類の元素を含有しこれに元素
ＯあるいはＯとＮとが結びついている化合物によって形
成している。

【００２０】ここで、上述したヒータ基材１１の材質に
おいて、高融点金属であるＷ，Ｒｅ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎ
ｂ，Ｎｉ，Ｃｒもしくはこれらの合金の純度は、特に限
定されないが融点低下を防ぐために９５重量％以上であ
ることが好ましく、またヒータとして使用するためのワ
イヤあるいは平板等のような形状で加工されていること
が望ましい。なお、合金としては、前述した高融点金属
を基にする合金であれば、組成は特に限定されないが、
好適な合金としては、Ｗ−Ｍｏ、Ｗ−Ｒｅ、Ｎｉ−Ｃｒ
等である。

【００２１】そして、上述した中間層３１がヒータ基材
１１とこれを埋設した外殻３０との間に存在することが
本発明の特徴であるが、その理由は、タングステンシリ
サイドのようなシリサイドの生成を防ぎ、抵抗を安定に
すること、セラミックスと金属との熱膨張差を緩和し、
外殻３０を形成するセラミックス側の割れを防ぐことで
ある。そして、様々な実験を重ねた結果、この中間層３
１，３１は外殻３０の窒化けい素あるいは炭化けい素の
焼結助剤となる組成であることが必要であることを見出
した。すなわち、Ａｌ，Ｃｅ，Ｙ，Ｍｇ，Ｃａの中から
選ばれる一種類、二種類または三種類の元素を含有し、
それらが元素ＯあるいはＯおよびＮと結びついている化
合物でなければならない。

【００２２】このような物質であるための理由は明らか
ではないものの、たとえば窒化けい素あるいは炭化けい
素との濡れが良好であること、ヒータ基材１１の金属よ
りも熱膨張係数が小さく、外殻３０の窒化けい素あるい
は炭化けい素よりも大きいことであると考えられる。ま
た、このような中間層３１，３１の厚さも特に規定され
ないが、熱膨張差の緩和および金属と外殻３０のセラミ
ックス成分であるＳｉとの反応を避けるために５μｍ以
上であることが好ましい。さらに、外殻３０はセラミッ
ク発熱体であるセラミックヒータ１２に必要な耐熱性、
耐酸化性、耐熱衝撃性などの特性から窒化けい素あるい
は炭化けい素でなければならない。

【００２３】次に、本発明に係るセラミック発熱体であ
るセラミックヒータ１２の製造方法について述べる。ヒ
ータ基材１１（２１，２２，２３）との間の中間層３
１、金属材からなるヒータ基材１１にゾルをコーティン
グする方法としては、刷毛塗り、ディップコーティン
グ、スピンコーティングなど、既知の手法で行なうこと
ができる。このようなコーティングの膜厚は、そのヒー
タ１２の使用環境、その他の条件に影響されるが５μｍ
以上とすることが望ましい。

【００２４】しかし、ディップコーティング、スピンコ
ーティングでは、一回のコーティングによる厚みが０．
５μｍ程度と薄いので、乾燥とコーティングとを数回繰
り返して行い、コーティングの厚みを増大させ、所望の
厚さとすればよい。なお、コーティング厚さの上限は、
余り厚いとコーティングに時間がかかり、コスト高とな
ること、またコーティング自体に割れが入ることから決
められる。

【００２５】一方、上述した中間層３１を得るためのゾ
ルの形態は、特に規定されるものではないが、たとえば
アルコキシドの加水分解によって作成されたゾル、コロ
イドを分散したゾルを例示できる。なお、このようなゾ
ルの溶媒は、乾燥が速い、良好な表面粗度が得られる、
乾燥後の密着性が良好となることから、有機溶媒である
ことが望ましい。

【００２６】また、コーティングされたゾルは、コーテ
ィング被膜（中間層３１）とヒータ基材１１との密着性
を良くするために、ヒータ基材１１の耐酸化性を上げる
ため、および熱膨張係数を外殻３０のセラミックスと金
属の中間にするために、酸化物あるいは酸窒化物にする
熱処理を施す。この際の処理温度は、金属の種類、ゾル
の種類により変化するが、２００℃以上の温度が必要で
ある。ただし、あまり急激な昇温速度で熱処理を行なう
と割れが生じる場合があるため、昇温速度として２００
℃／ｈ程度以下が望ましい。

【００２７】熱処理は、窒素あるいはアンモニア雰囲気
中で行なう。このようにすれば、ゾル中にＮ、Ｏが存在
する場合、金属および処理条件によって、酸化物、酸窒
化物が生成する。上述した方法によりコーティングされ
たヒータ素材１１を窒化けい素あるいは炭化けい素によ
る外殻３０を構成するセラミックス粉体に埋設し、一軸
プレスあるいはＣＩＰ（Ｃｏｌｄ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ
Ｐｒｅｓｓ）を行い、常圧焼結または雰囲気加圧焼結
を行ない、セラミックス発熱体（セラミックヒータ１
２）を製造する。ここで、窒化けい素または炭化けい素
によるセラミックスとは助剤成分を含めた窒化けい素セ
ラミックスまたは炭化けい素セラミックスのことであ
る。

【００２８】そして、このような本発明によれば、Ｗ，
Ｒｅ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｒのうちの一種の金
属もしくは二種または三種の合金からなるヒータ基材１
１（２１，２２，２３）に、Ａｌ，Ｃｅ，Ｙ，Ｍｇ，Ｃ
ａのうちの一種類、二種類または三種類の元素を含有す
る酸化物あるいは酸窒化物を中間層３１としてプラズマ
コーティングし、その後にコーティングした場合と同様
に、窒化けい素あるいは炭化けい素のセラミック粉末を
埋設し、一軸プレスまたはＣＩＰを行い、常圧焼結また
は雰囲気加圧焼結を行い、セラミック発熱体を製造す
る。

【００２９】ここで、プラズマコーティングは既知の方
法でコーティングを行なうことができる。このようなコ
ーティングを行なう酸化物あるいは酸窒化物とは、Ａｌ
2 Ｏ3 、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 、ＣｅＯ2 等を例示することも
できるが、結晶質のみではなく、Ａｌ，Ｃｅ，Ｙ，Ｍ
ｇ，Ｃａのうちの一種類、二種類または三種類の元素を
含有されておれば非結晶でもよい。

【００３０】このような本発明によれば、外殻３０とな
るセラミックスとヒータ素材１１との間にセラミックス
の助剤になり得る成分を有する中間層３１を設けること
によって、金属とセラミックスの熱膨張係数の違いによ
る外殻セラミックス部の割れ、剥離等を防ぎ、タングス
テンシリサイドのような反応層の生成を防ぎ、抵抗安定
性を維持し、さらに常圧焼結または雰囲気加圧焼結する
ことが可能である。そして、このようにして得られるセ
ラミック発熱体１２によれば、繰り返して使用しても、
ヒータ基材１１とセラミックスによる外殻３０との間に
割れや剥離が生じない。

【００３１】なお、本発明は上述した実施の形態で説明
した構造には限定されず、各部の形状、構造等を適宜変
形、変更し得ることは言うまでもない。たとえば上述し
た実施の形態では、セラミック発熱体をディーゼルエン
ジン用グロープラグに用いた場合を示したが、これに限
定されず、ＣＶＤ（化学的気相蒸着法）用の加熱ヒータ
や、石油ファンヒータ用のヒータ等に適用することがで
きる。また、各部の材質や形状、構造などとしても、広
く知られている通り、適宜の変形例が考えられる。

【００３２】

【実施例】

（実施例１）マグネシウムエトキシド：アルミニウムブ
トキシド：ブタノール：水を、１：１：５：２で混合
し、６０℃で一時間環流してゾルを形成した。また、
Ｗ，Ｒｅ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｒのような金属
材あるいはＷ−Ｒｅ、Ｎｉ−Ｃｒ合金からなるヒータ基
材１１にゾルをディップコーティングした。そして、８
０℃での乾燥とディップコーティングを１０回繰り返し
て約１０μｍの厚さのコーティングとした。その後、２
００℃／ｈの昇温速度、８００℃×１ｈ、窒素気流中で
の熱処理を行ない、中間層３１を形成した。

【００３３】以上の操作により製造されたヒータ基材１
１を助剤の入った窒化けい素によるセラミックス粉体に
埋設し、雰囲気加圧焼結を行い、セラミック発熱体１２
を製造した。その後、このような発熱体に１１．５Ｖを
１０秒間印加し、３０秒間停止して空冷させるという冷
熱サイクルを２万回行った。そのときの発熱温度が１３
００℃まで達するかどうかの耐久性試験およびこの試験
後の窒化けい素質の外殻３０におけるクラックの有無を
観察した。

【００３４】また、比較のために、上述したコーティン
グを行っておらず、しかもホットプレスという従来方法
で製造した、Ｗをヒータ基材とするセラミック発熱体を
比較試料として５本準備し、同様な試験を行った。これ
らの試験結果を表１に示す。

【００３５】

【表１】 なお、比較例Ｎｏ．５での耐久性が「×」であるのは中
間層がないことによる断線のためである。

【００３６】（実施例２）Ｗ−ＲｅにＡｌ2 Ｏ3 とＴｉ
Ｎをプラズマコーティングした。その後は、上述した実
施例１と同様の試験を行った。このような実施例２で
は、Ａｌ2 Ｏ3 のコーティングでは耐久性、割れともに
問題はなかった。しかし、ＴｉＮのコーティングでは、
２２３０サイクルからは１３００℃まで昇温しなくな
り、試験後に炭化けい素質の外殻３０に割れが発生して
いた。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るセラミ
ック発熱体によれば、外殻のセラミックスとヒータとの
間にセラミックスの助剤になり得る成分をもつ中間層を
設けることによって、金属とセラミックスとの熱膨張係
数の違いによるセラミックス部の割れや剥離を防ぐとと
もに、タングステンシリサイドのような反応層の生成を
防ぎ、抵抗安定性を維持することができる。

【００３８】さらに、本発明に係るセラミック発熱体の
製造方法によれば、従来のようなホットプレス焼結を必
要とせず、常圧焼結または雰囲気加圧焼結することがで
きる。そして、このようにして製造したセラミック発熱
体によれば、これを繰り返して使用しても、ヒータとセ
ラミックスとの間に割れ、剥離が生じない。また、これ
らの効果によって、ホットプレスを省略することができ
るため、安価でしかも耐久性に優れたセラミックス発熱
体を得ることができる。

【００３９】特に、本発明によれば、従来のホットプレ
ス焼結を行なわずに、他の部品との組立時に有利となる
断面円形状のグロープラグを、常圧焼結または雰囲気加
圧焼結で得ることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るセラミック発熱体およびその製
造方法の一つの実施の形態を示し、（ａ）はディーゼル
エンジン用グロープラグに用いるセラミックヒータの断
面図、（ｂ）はそのＩ−Ｉ線断面図である。

【図２】 本発明を適用するディーゼルエンジン用グロ
ープラグ全体の構成を説明するための断面図である。

【符号の説明】

１０…ディーゼルエンジン用グロープラグ、１１…ヒー
タ基材、１２…セラミックヒ−タ（セラミック発熱
体）、１３…金属製ホルダ、２１…発熱体、２２，２３
…リード部、３０…セラミックスによる外殻、３１…中
間層。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒータ基材を、Ｗ，Ｒｅ，Ｍｏ，Ｔａ，
   Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｒのうちの一種の金属もしくは二種また
   は三種の合金によって形成し、 このヒータ基材を埋設する外殻を、窒化けい素または炭
   化けい素を主成分とする絶縁性セラミックスによって形
   成するとともに、 前記ヒータ基材の周囲でこれを埋設する外殻との間の中
   間層を、Ａｌ，Ｃｅ，Ｙ，Ｍｇ，Ｃａのうちの一種類、
   二種類または三種類の元素を含有しこれに元素Ｏあるい
   はＯとＮとが結びついている化合物によって形成したこ
   とを特徴とするセラミック発熱体。
2. 【請求項２】 Ｗ，Ｒｅ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃ
   ｒのうちの一種の金属もしくは二種または三種の合金か
   らなるヒータ基材に、Ａｌ，Ｃｅ，Ｙ，Ｍｇ，Ｃａのう
   ちの一種類、二種類または三種類の元素を含有するゾル
   を、中間層としてコーティングし、 窒素雰囲気中あるいはアンモニア雰囲気中で熱処理した
   後、 窒化けい素または炭化けい素を主成分としたセラミック
   ス中に埋設し、 常圧焼結することを特徴とするセラミック発熱体の製造
   方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載のセラミック発熱体の製造
   方法において、 常圧焼結に代えて雰囲気加圧焼結を行なうことを特徴と
   するセラミック発熱体の製造方法。
4. 【請求項４】 Ｗ，Ｒｅ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃ
   ｒのうちの一種の金属もしくは二種または三種の合金か
   らなるヒータ基材に、Ａｌ，Ｃｅ，Ｙ，Ｍｇ，Ｃａのう
   ちの一種類、二種類または三種類の元素を含有する酸化
   物あるいは酸窒化物をプラズマコーティングし、 窒化けい素または炭化けい素を主成分としたセラミック
   ス中に埋設し、 常圧焼結することを特徴とするセラミック発熱体の製造
   方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載のセラミック発熱体の製造
   方法において、 常圧焼結に代えて雰囲気加圧焼結を行なうことを特徴と
   するセラミック発熱体の製造方法。