专利名称：脆性材料－金属结构体的制作方法
技术领域：
本发明涉及脆性材料-金属结构体。
背景技术：
陶瓷材料、金属陶瓷材料和玻璃材料，耐热性、耐磨耗性和耐腐蚀性优异，具有即使在不能使用金属材料或有机材料的苛刻环境下，也能够充分使用这样的优异性质，但是由于基本上是硬、脆的脆性材料，因此机械加工困难，实质上成本会增加，所使用的领域受到限制。
另外，关于在限定部位使用陶瓷材料、金属陶瓷材料或玻璃材料，以改善与其他金属材料等的组合使用情况，降低整个成本的研究也正在进行，但是硬且脆的脆性材料这种性质是灾难性的，在与其他材料的组合部位由于热膨胀差异等产生应力，多数情况会导致破损，从而使用领域被限定在极其狭窄的范围。
为了解决上述问题，以往尝试了各种脆性材料和金属的复合化。例如在特许登录编号1809176号中，为了接合陶瓷和A1部件，提出通过热膨胀系数介于两者中间的铁系部件和中间金属体来缓和热应力的陶瓷-金属复合材料。
另外，在特许登录编号2050428号中，提出了通过夹着特定组成的中间复合层接合陶瓷母材和金属母材，而得到的耐热冲击性高、可靠性优异、且高寿命的陶瓷和金属的接合制品。
发明内容
但是，如特许登录编号1809176号、2050428号所记载的以往的陶瓷和金属的复合材料，由于需要热膨胀系数介于两者中间的材料，所以中间材料的种类受到限制，并且工艺也复杂，导致成本也高。进而，产生的应力总体上与不夹有中间材料的情况是同等的，实用上存在问题。
本发明的课题在于提供可靠性高、成本上也便宜的脆性材料和金属的复合体。
本发明的课题在于提供可以气密地密封脆性材料、并且对热循环或腐蚀性物质的可靠性高的结构。
第一方式涉及的发明，使金属部件的形状为板状，从金属部件的厚度方向的两侧压接夹持脆性材料并固定。通过限定金属材料的厚度和脆性材料的厚度的相对值，由脆性材料和金属材料的物性差(主要是热膨胀系数、硬度和杨氏模量等)所引起的应力，即使是压接夹持工序后，在伴随着温度变化的使用条件下，也会主要由金属材料的塑性和弹性变形被缓和吸收。
根据本发明，板状金属材料的厚度方向的两侧由于被热膨胀系数同等或者相同的脆性材料压接夹持，因此几乎不会产生脆性材料间的应力，金属材料中产生的应力对称于金属材料的厚度中心而成大致等价的应力分布；进而由于与脆性材料相比厚度非常薄，因此产生的应力会由金属材料的塑性变形被缓和。从而，即使是压接夹持工序后，在伴随着温度变化的使用条件下，也不会产生金属材料折断、开裂或者产生大的变形等致命的损伤。
另外，第一方式涉及的发明中，连接着被脆性材料压接夹持的夹持部而设有非夹持部。由于非夹持部与脆性材料独立存在，与脆性材料没有相互作用，因此完全不会由于与脆性材料的物性差而产生应力。
进而，由于非夹持部的形状可以与夹持部独立选定，因此利用该部分通过熔接、钎焊、机械连接法，可以基本上不受限制地与其他金属部件一体化。
金属部件间的连接方法是已经确立的极其广泛的实用的技术。从而，通过与本发明组合，可以将陶瓷和玻璃等迄今使用范围被限定的材料与其他各种形态的金属部件自由地一体化，在极大地扩大使用范围方面可以说是划时代的。
在第一方式中，优选通过埋设在脆性材料中而压接夹持板状金属片。
脆性材料为陶瓷的情况，板状金属片一般在成形阶段被埋入成形体中，然后进行烧成，通过伴随着烧结的收缩而压接夹持。另外，脆性材料为玻璃的情况，将板状金属片插入熔融的玻璃中，并直接冷却熔融玻璃，从而通过冷却时的收缩，板状金属片被压接夹持。
本发明中，在板状金属片的夹持部和脆性材料的接触界面所产生的应力通过板状金属片的变形被缓和。在夹持部和脆性材料的接触界面所产生的应力由例如以下原因而产生。假定金属材料的热膨胀系数为α1、杨氏模量为E1、脆性材料的热膨胀系数为α2、杨氏模量为E2。将金属材料埋设在脆性材料中，在烧结温度T1压接夹持，并冷却至室温时，两者完全没有变形，并且在界面也没有产生滑动的情况，金属侧的生成应力σ1如下式所表示。
σ1∝E1×(T1-室温)×(α1-α2) (1)同样脆性材料侧的生成应力σ2如下式所表示。
σ2∝E2×(T1-室温)×(α2-α1) (2)以钼和氧化铝的组合为例，由于钼的热膨胀系数约为5ppm/℃，杨氏模量约为330GPa，氧化铝的热膨胀系数约为8ppm/℃，杨氏模量约为360GPa，因此例如在烧结温度为1500℃且冷却至室温时，如果在钼侧完全没有塑性变形，则在钼侧产生约1500MPa的压缩应力。同样，在氧化铝侧会产生约1600MPa的拉伸应力。
该应力值远远超出各材料的强度，通常对于这样的脆性材料和金属的结构体在界面会产生破坏，其是不可能实现的。
但是，金属中产生屈服应力以上的应力时，会发生塑性变形。此时直至破坏的变形大小用伸长率表示，一般地伸长率取几％～几十％这样非常大的值。
在本发明中，通过使金属材料侧针对陶瓷材料相对薄壁化，设计成仅在金属侧产生屈服应力以上的应力并发生塑性变形，来缓和由热膨胀差产生的应力。
例如将钼形成为100μm厚度的薄板，将氧化铝形成为厚度10mm的块时，钼薄板变形而缓和应力所需的钼侧的应变可以用式(3)表示。
∈＝(T1-室温)×(α1-α2)～0.5％ (3)在厚度方向的变形量为Δt＝∈×t～0.5μm(4)，以非常小的变形就可以缓和应力。
取铂和氧化铝的组合为例，由于铂的热膨胀系数约为9ppm/℃，杨氏模量约为170GPa，氧化铝的热膨胀系数约为8ppm/℃，杨氏模量约为360GPa，因此例如在烧结温度为1500℃且冷却至室温时，如果在铂侧完全没有塑性变形，则在铂侧产生约250MPa的拉伸应力。同样，在氧化铝侧会产生约530MPa的压缩应力。
此时如果也将铂形成为100μm厚度的薄板，将氧化铝形成为厚度10mm的块时，则铂薄板变形而缓和应力时所需的铂侧的应变用式(3)表示约为0.1％。在铂侧对于压接夹持面方向产生拉伸应力，但是只要产生其深度方向的0.1％的变形就可以缓和拉伸应力。要是10mm的压接夹持深度，其仅为10μm。
这样在脆性材料和金属材料的结构体中主要由两者的热膨胀差所产生的应力起因于约1％或1％以下的变形。另一方面，金属材料的屈服强度小于拉伸强度，直至达到其断裂的伸长率为几％～几十％大小，因此即使使金属材料侧的厚度相对于脆性材料厚度薄，仅在金属侧产生屈服应力以上的应力而发生塑性变形，来缓和热膨胀差，其变形量也会在伸长率值以内，而不会破坏金属材料。另外，通过金属材料变形，在脆性材料侧产生的应力也被缓和，可以实现脆性材料和金属的复合结构体。关于一体化存在各种方法，使用利用烧成收缩而一体化这样的需要高温下的热操作的方法时，金属材料根据高温蠕变等变形也可以缓和应力。
在第一方式中优选在事先准备的由脆性材料构成的内侧支持体的表面用各种方法预先固定板状金属片，通过嵌合包围内侧支持体周围的形状的由脆性材料构成的外侧支持体，板状金属片被压接夹持。此时，内侧支持体和外侧支持体的材料优选热膨胀系数相同的同一材料，但是只要热膨胀系数相近，也可以选择不同的材料。
对于该实施方式，在下面描述外侧支持体的嵌合方法。
外侧支持体为陶瓷的情况，事先分别准备内侧支持体和外侧支持体作为烧结前的成形体，通过同时烧结在其间设置了板状金属片的组合体，利用伴随着烧结的收缩可以压接夹持。通过针对板状金属片的形状进行研究，设置内侧支持体和外侧支持体直接接触的部分，可以形成内侧支持体和外侧支持体实质上一体化而气密性更优异的密封结构。
如果使内侧支持体为事先烧结过的烧结体，使外侧支持体为成形体而进行烧结，则根据伴随着外侧支持体的烧结的收缩作用，可以更紧密地嵌合。此时，通过与上述的成形体间的组合同样地，针对板状金属片的形状进行研究，设置内侧支持体和外侧支持体直接接触的部分，也可以形成内侧支持体和外侧支持体实质上一体化而气密性优异的密封结构。
内侧支持体和外侧支持体均为烧结体的情况，通过使外侧支持体的温度为高于内侧支持体的温度，对保持在低温的内侧支持体和临时固定在其表面的板状金属片加热嵌入外侧支持体，可以压接夹持。
外侧支持体为玻璃的情况，通过用熔融的玻璃包围事先准备的内侧支持体和预先固定在其表面的板状金属片的周围，在玻璃熔融固化后形成外侧支持体，从而板状金属片被压接夹持。此时，通过与上述的成形体间的组合同样地，针对板状金属片的形状进行研究，设置内侧支持体和外侧支持体直接接触的部分，也可以形成内侧支持体和外侧支持体实质上一体化而气密性优异的密封结构。
在第一方式涉及的发明中，优选脆性材料选自由玻璃、陶瓷、单晶材料和金属陶瓷构成的组中。
作为上述玻璃，可以例示石英玻璃、硅酸铝玻璃、硼硅酸玻璃、二氧化硅-氧化铝-锂系结晶玻璃等。
作为上述陶瓷，例如可以例示对卤系腐蚀性气体具有耐腐蚀性的陶瓷，特别优选为氧化铝、氧化钇、钇-铝石榴石、氮化铝、氮化硅、碳化硅。另外，也可以是由这些物质中的任意一种构成的单晶。
作为金属陶瓷，可以例示作为氧化铝、氧化钇、钇-铝石榴石、氮化铝这样的陶瓷和钼、钨、铪、铼等金属的复合物的金属陶瓷。
在第一方式中，优选板状金属片的两侧的各脆性材料的热膨胀系数差为小于等于2ppm，特别优选为小于等于1ppm。最优选两者的热膨胀系数相同。通过如此调节两者的热膨胀系数，可以进一步提高本发明的脆性材料-金属结构体对热循环的稳定性、可靠性。
在第一方式中，优选板状金属片的厚度为小于等于1000μm，特别优选为小于等于200μm。这样通过使板状金属片为薄板状，可以根据板状金属片的变形而减少在板状金属和脆性材料间产生的应力，进一步提高结构体的气密性。但是，如果板状金属片过薄，反而作为板状金属片的结构体的强度会不足，因此板状金属片的厚度优选为大于等于20μm，更优选为大于等于50μm。
在第一方式中，优选外侧支持体的厚度为大于等于0.1mm。由此，可以使从外侧支持体对板状金属片在径向上施加的压力足够大，可以进一步提高两者的气密性。从该角度考虑，更优选使外侧支持体的厚度大于等于0.3mm。该实施方式当通过外侧支持体和内侧支持体的烧成收缩差而压接密封板状金属片时特别适宜。
在优选的实施方式中，当板状金属片的最小厚度为t时，在夹持部的最小压接长度为大于等于10t，在非夹持部的所述板状金属片的最小长度为大于等于5t，在板状金属片的最小厚度方向的脆性材料的最小厚度为大于等于5t。由此，可以得到可靠性、板状金属片的拉伸强度特别高的结构体。
第二方式涉及的发明为脆性材料-金属结构体，其特征在于，以由脆性材料构成的管状部为外侧支持体，具有设置在该外侧支持体的内侧的由脆性材料构成的管轴向长度比外侧支持体短的导管状内侧支持体、以及夹在外侧支持体和内侧支持体之间的板状金属片，并且具有外侧支持体和板状金属片直接接触，板状金属片和内侧支持体直接接触，进而外侧支持体和导管状内侧支持体直接接触的部分。
另外，第二方式涉及的发明为脆性材料-金属结构体，其特征在于，以由脆性材料构成的管状部为内侧支持体，具有设置在该内侧支持体的外侧的由脆性材料构成的管轴向长度比内侧支持体短的外侧支持体、以及夹在外侧支持体和内侧支持体之间的板状金属片，并且具有内侧支持体和板状金属片直接接触，板状金属片和外侧支持体直接接触，进而内侧支持体和外侧支持体直接接触的部分。
根据第二方式涉及的发明，具有由脆性材料构成的管状部、设置在该管状部的外侧的由脆性材料构成的外侧支持体、以及夹在管状部和外侧支持体之间的板状金属片，使管状部和板状金属片直接接触，板状金属片和外侧支持体直接接触。这样的结构由于不需要以往结构中所必需的熔合材料或粘合材料，因此强度的可靠性高，耐腐蚀性也优异，也可以提高气密密封性能。
第三方式涉及的发明为结构体，其特征在于，具有由陶瓷或金属陶瓷构成的第一部分、由陶瓷或金属陶瓷构成的第二部分、夹在第一部分和第二部分之间的板状金属片，板状金属片由第一部分和第二部分被压接，并被气密地密封。
根据第三方式涉及的发明，具有由陶瓷或金属陶瓷构成的第一部分、由陶瓷或金属陶瓷构成的第二部分、夹在第一部分和第二部分之间的板状金属片，板状金属片由第一部分和第二部分被压接。由此，通过陶瓷或金属陶瓷压接金属材料，优选可以提供气密地密封的新结构。已知以往在玻璃容器的端部开口插入金属箔，再使玻璃软化变形，利用金属箔进行气密密封的所谓收缩密封。但是，使用像陶瓷或金属陶瓷这样的难以软化变形的材料用金属材料进行气密密封的方法并没有公开。
在第二方式涉及的发明中，优选脆性材料选自由玻璃、陶瓷和金属陶瓷构成的组中。另外，第三方式涉及的发明中，脆性材料为陶瓷或者金属陶瓷。
作为上述玻璃，可以例示石英玻璃、硅酸铝玻璃、硼硅酸玻璃、二氧化硅-氧化铝-锂系结晶玻璃等。
作为上述陶瓷，例如可以例示对卤系腐蚀性气体具有耐腐蚀性的陶瓷，特别优选为氧化铝、氧化钇、钇-铝石榴石、氮化铝、氮化硅、碳化硅。
作为金属陶瓷，可以例示作为氧化铝、氧化钇、钇-铝石榴石、氮化铝这样的陶瓷和钼、钨、铪、铼等金属的混合物的金属陶瓷。
在第二、第三方式中，优选管状部和外侧支持体的热膨胀系数差为小于等于2ppm，特别优选为小于等于1ppm。最优选两者的热膨胀系数相同。通过如此调节两者的热膨胀系数，可以进一步提高本发明的脆性材料-金属结构体对热循环的稳定性、可靠性。
在第二、第三方式中，优选管状部和外侧支持体为烧成收缩率不同的烧结体，板状金属片通过烧成时的收缩差被压接。关于此时的收缩率差的适宜值在后面说明。
也可以是管状部选择不会产生烧成收缩的烧结体、单晶材料、玻璃，外侧支持体为烧成收缩的成形体的组合。
在第二、第三方式中，优选板状金属片的厚度为小于等于1000μm，特别优选为小于等于200μm。这样通过使板状金属片变薄，由板状金属片的变形来减少在板状金属和脆性材料间产生的应力，进一步提高结构体的气密性。但是，如果板状金属片过薄，作为结构体的强度会不足，因此板状金属片的厚度优选为大于等于20μm，更优选为大于等于50μm。
在第二、第三方式中，优选外侧支持体的厚度为大于等于0.1mm。由此，可以使从外侧支持体对板状金属片在径向上施加的压力足够大，可以进一步提高外侧支持体和管状部之间的气密性。从该角度考虑，更优选使外侧支持体的厚度为大于等于0.5mm。在由外侧支持体和管状部的烧成收缩差而压接密封板状金属片时，该实施方式将尤其适宜。
图1(a)为结构体26的斜视图，图1(b)为图1(a)的结构体的截面图。
图2(a)为结构体26的斜视图，图2(b)为图2(a)的结构体的截面图。
图3为结构体26的斜视图，弯曲的板状金属片被夹在外侧支持体和内侧支持体之间。
图4为模式地表示由圆筒形状的板状金属片、夹持该金属片的内侧支持体和外侧支持体构成的结构体的截面图。
图5为模式地表示由圆筒形状的板状金属片、夹持该金属片的内侧支持体和外侧支持体构成的结构体的截面图。
图6为模式地表示夹持顶端呈刃状、C面、R面的各板状金属片的结构体的斜视图。
图7为表示通过在外侧支持体和内侧支持体之间夹有圆筒形状的板状金属片21F而得到的结构体的斜视图。
图8(a)、图8(b)分别为表示通过在外侧支持体和内侧支持体之间夹有圆筒形状的板状金属片21F而得到的结构体的截面图；图8(c)为模式地表示利用氦检漏仪的泄漏试验方法的截面图。
图9为模式地表示通过在外侧支持体和内侧支持体之间夹有圆筒形状的板状金属片21F而得到的结构体的截面图。
图10为模式地表示将图7的结构体接合到外部的金属部件36上的状态的斜视图。
图11为模式地表示通过在外侧支持体和内侧支持体之间夹有圆筒形状的板状金属片21G而得到的结构体的截面图；在板状金属片上设有盖部41。
图12为表示用于制作本发明的一实施方式涉及的脆性材料-金属复合体的外侧支持体用成形体12、金属部件13和管状部用成形体14的截面图。
图13为表示通过烧成图12的成形体12和14而得到的脆性材料-金属复合体1A的截面图。
图14为表示在图13的脆性材料-金属复合体1A中设置贯通孔6而形成的复合体1B的截面图。
图15为表示由外侧支持体2、内侧支持体4、包含板状金属片3a的金属部件3构成的密闭的结构体15的截面图。
图16为表示由外侧支持体4、内侧支持体2、包含板状金属片3a的金属部件3构成的密闭的结构体15的截面图。
具体实施例方式
以下，参照附图针对本发明所涉及的实施例进行进一步说明。
在图1(a)、(b)所示的例子中，对于结构体26，在由脆性材料构成的第一部分24和第二部分25之间夹持有平板状的板状金属片21。具体而言，板状金属片21的下半部分的夹持部23被脆性材料24和25夹持，上半部分作为非夹持部22突出在脆性材料的上方。夹持部23的两面27、28如箭头A所示被挤压，由此板状金属片21的夹持部23发生变形，从而吸收、缓和由于脆性材料24、25和金属的物性不同所引起的应力。如后面所述，应力缓和所必需的变形量非常微小，在附图上非夹持部和夹持部几乎没有差异(以下同样)。
在图2(a)、(b)所示的结构体26中，在由脆性材料构成的第一部分24和第二部分25之间夹持有平板状的板状金属片21。具体而言，板状金属片21的下半部分的夹持部23被脆性材料24和25夹持，上半部分作为非夹持部22突出在脆性材料的上方。夹持部23的两面27、28如箭头A所示被挤压，由此板状金属片21的夹持部23发生变形，从而吸收、缓和由于脆性材料24、25和金属的物性不同所引起的应力。在本例中，除了第一部分24和第二部分25以外，脆性材料包围住夹持部23，由此形成夹持部23被埋设在脆性材料内的状态。
在图3所示的结构体26中，由脆性材料构成的外侧支持体24A大致呈圆筒形状，由脆性材料构成的内侧支持体25A大致呈圆柱形状或者大致圆筒形状。并且，在外侧支持体24A和内侧支持体25A之间，弯曲的板状金属片21A被夹持、固定。在图3中，非夹持部22A从脆性材料中突出，夹持部由于被埋设在脆性材料内，因此外观上没有显现。
在图4所示的结构体26中，由脆性材料构成的外侧支持体24A大致呈圆筒形状，由脆性材料构成的内侧支持体25A大致呈圆柱形状或者大致呈圆筒形状。并且，在外侧支持体24A和内侧支持体25A之间，无接缝的圆筒形状的板状金属片21B被夹持、固定。非夹持部22B从脆性材料中突出，夹持部23B被埋设在脆性材料内。夹持部23B的两面27、28如箭头A所示被挤压，由此板状金属片21B的夹持部23B发生变形，从而吸收、缓和由于脆性材料24A、25A和金属的物性不同所引起的应力。另外，外侧支持体和内侧支持体在夹持部的正下方互相直接接触。
在图5所示的结构体26中，由脆性材料构成的外侧支持体24B大致呈圆筒形状，由脆性材料构成的内侧支持体25B大致呈圆柱形状或者大致呈圆筒形状。并且，在外侧支持体24B和内侧支持体25B之间，圆筒形状的板状金属片21B被夹持、固定。非夹持部22B从脆性材料中突出，夹持部23B被埋设在脆性材料内。夹持部23B的两面27、28如箭头A所示被挤压，由此板状金属片21B的夹持部23B发生变形，从而吸收、缓和由于脆性材料24B、25B和金属的物性不同所引起的应力。另外，在夹持部的正下方，外侧支持体和内侧支持体通过相互烧结或者熔融而实质上被一体化，陶瓷或者玻璃组织连续化。
在图6所示的例子中，脆性材料24C、25C、24C、25C被排成一列，在各脆性材料之间分别夹持平板状的板状金属片21C、21D、21E。具体而言，板状金属片21C、21D、21E的下半部分的夹持部23C、23D、23E被脆性材料24C和25C夹持，上半部分作为非夹持部22C、22D、22E在脆性材料的上方突出。夹持部23C、23D、23E的两面27、28被挤压，由此各夹持部发生变形，从而吸收、缓和由于脆性材料和金属的物性不同所引起的应力。
在夹持部23E的顶端设置例如刃状部31，在夹持部23D的顶端设置C面32，在夹持部23C的顶端设置R面33。由此，石英玻璃和金属片在顶端接触部的适应性变得良好。例如，如图1所示在夹持部的顶端残留有拐角(角部)时，存在能够观察到从拐角延伸的微小的裂纹的试样。但是，如图6所示，当夹持部顶端的形状为刃状、C形状、R形状时，则看不到这样的裂纹，应力降低效果得到确认。
在图7和图8(a)所示的结构体26中，由脆性材料构成的外侧支持体24F大致呈圆筒形状，由脆性材料构成的内侧支持体25F大致呈圆筒形状。并且，在外侧支持体24F和内侧支持体25F之间，圆筒形状的板状金属片21F被夹持、固定。非夹持部22F从脆性材料中突出，夹持部23F被埋设在脆性材料内。夹持部23F的两面27、28如箭头A所示被挤压，由此板状金属片21F的夹持部23F发生变形，从而吸收、缓和由于脆性材料24F、25F和金属的物性不同所引起的应力。另外，外侧支持体和内侧支持体在夹持部的正下方接触。外侧支持体24F比内侧支持体25F短。
在图8(b)所示的结构体26中，由脆性材料构成的外侧支持体24F大致呈圆筒形状，由脆性材料构成的内侧支持体25F大致呈圆筒形状。并且，在外侧支持体24F和内侧支持体25F之间，无接缝的圆筒形状的板状金属片21F被夹持、固定。非夹持部22F从脆性材料中突出，夹持部23F被埋设在脆性材料内。夹持部23F的两面27、28如箭头A所示被挤压，由此板状金属片21F的夹持部23F发生变形，从而吸收、缓和由于脆性材料24F、25F和金属的物性不同所引起的应力。外侧支持体24F比内侧支持体25F短。
图9所示的结构体26与图8(b)所示的结构体大致相同。在内侧支持体25F的内侧形成有贯通孔29。另外，内侧支持体25F、外侧支持体24F和无接缝的圆筒状的板状金属片21F的各管轴36基本一致。
在图10所示的例子中，图9的结构体接合外部的金属部件。即，针对其他的圆柱形状的金属部件36，通过熔接等公知的金属接合方法在37接合从外侧支持体24F向上方突出的非夹持部22F。毛细管38被安装到该金属部件36上。毛细管例如被用作为用于插入棒状的电流贯通导体和电极材料的导向或者用于形成气密密封的熔接部。
在图11所示的结构体26中，由脆性材料构成的外侧支持体24F大致呈圆筒形状，由脆性材料构成的内侧支持体25F大致呈具有贯通孔的圆柱形状。并且，在外侧支持体24F和内侧支持体25F之间，圆筒形状的板状金属片21G被夹持、固定。非夹持部22G从脆性材料中突出，夹持部23G被埋设在脆性材料内。夹持部23G的两面27、28如箭头A所示被挤压，由此板状金属片21G的夹持部23G发生变形，从而吸收、缓和由于脆性材料24F、25F和金属的物性不同所引起的应力。另外，外侧支持体和内侧支持体在夹持部的正下方接触。在该夹持部23G的上端部无接缝地、一体地设置盖部41，在盖部41的内侧形成密闭空间42。
以下，参照适宜附图，更详细地说明第一、第二和第三方式涉及的各发明的实施例。
图12为简要地表示组装烧成前的外侧支持体用被烧成体12、由板状金属片13a和突出部(盖部)13c构成的金属部件13、以及管状部用烧结体14的状态的截面图。图13为简要地表示根据图12的外侧支持体的烧成收缩而形成的脆性材料-金属结构体1A的截面图。
在图12中，被烧成体12由陶瓷粉末或者金属陶瓷用陶瓷-金属混合粉末构成。其中也可以含有有机粘合剂或烧结助剂等添加剂。另外，被烧成体12可以是各粉末的成形体，也可以是该成形体的煅烧体或者脱脂体。但是，需要具有被烧成体的尺寸根据被烧成体的烧成而会收缩的性质。
被烧成体14与被烧成体12同样由陶瓷粉末或者金属陶瓷用的陶瓷-金属混合粉末而构成。其中也可以含有有机粘合剂和烧结助剂等添加剂。另外，被烧成体14可以是各粉末的成形体，也可以是该成形体的煅烧体或者脱脂体。但是，需要被烧成体12的烧成收缩率大于被烧成体14的烧成收缩率。
对于被烧成体14可以选择像不产生烧成收缩的烧结体、单晶、玻璃等已经完成致密化的材料。
被烧成体12具有板状金属片13a的压接部12c、从压接部12c向下方延伸的凸缘部12a、从压接部12c向端部侧延伸的筒状部12f、以及从筒状部12f向内侧延伸的环状的突出部12d。另外，被烧成体14呈筒状或者桶状。14a为外壁面，14b为末端面，14c为内壁面。在图12(烧成前)的时刻，在被烧成体12和金属部件13之间存在间隙，在金属部件13和被烧成体14之间也设有间隙。
在该状态下烧成被烧成体12和14，使其致密化。于是，如图13所示，分别生成直径变小的管状部4和外侧支持体2A。外侧支持体2A具有板状金属片3a的压接部2c、从压接部2c向下方延伸的凸缘部2a、从压接部2c向端部侧延伸的筒状部2f、以及从筒状部2f向内侧延伸的环状的突出部2d。管状部4呈筒状或者桶状。4a为外壁面，4b为末端面，4c为内壁面。管状部4和外侧支持体2A沿着界面11直接接触，组织上形成一体化。
在此，在烧成工序中，要使单独烧成管状部4用成形体14时的外形大于单独烧成作为外侧支持体的外侧支持体2A的成形体12时的内径。由此，在烧成时，从外侧支持体2A和管状部4在径向上对板状金属片3a施加压接力，提高密合性和气密性。
从该观点考虑，单独烧成管状部4用成形体14时的外径RO与单独烧成外侧支持体2A用成形体12时的内径RI的比率(RO/RI)优选为大于等于1.04，更优选为大于等于1.05。
如果(RO/RI)过大，则在管状部4或外侧支持体2A上容易产生裂纹。从该观点考虑，(RO/RI)优选为小于等于1.20，更优选为小于等于1.15。
在优选的实施方式中，本发明的脆性材料-金属结构体具有与板状金属片3a连接的金属制筒状部。由此，在热处理时，容易在规定场所确定板状金属片3a的位置，在对板状金属片3a施加压力时可以防止板状金属片3a的位置偏移(特别是中心轴X方向的位置偏移)。
另外，在优选的实施方式中，金属部件3具有向内侧突出的突出部3c，突出部3c与管状部4的末端面4b对置。由此，可以更加准确地确定板状金属片3a的位置。进而，通过使突出部3c突出，突出部3c自身可以用于密封管状部4的开口。
例如，如图12、图13所示，通过突出部3c可以覆盖管状部4的整个开口，此时不需要其他的密封部件。或者，如图14所示，可以使突出部3c为环状，在突出部3c上设置贯通孔6。此时，可以通过其他金属部件堵塞贯通孔6。该堵塞方法例如可以是金属熔接。
另外，在第一、第二、第三方式中，优选外侧支持体2A具有向内侧突出的环状部2d。即，在热处理时，对金属部件3施加压力时，环状部2d作为抑制金属部件3的过度变形的一种制动器而发挥作用。
图15的结构体1B以由脆性材料构成的管状部作为内侧支持体4，在内侧支持体4的外侧具有由脆性材料构成的比内侧支持体4短的外侧支持体2、以及夹在内侧支持体4和外侧支持体2之间的板状金属片3a。内侧支持体4和板状金属片3a直接接触，板状金属片3a和外侧支持体2直接接触，进而内侧支持体4和外侧支持体2直接接触。大致圆筒状的板状金属片3a的一端被大致圆板形状的突出部3c堵塞。通过一对结构体1B，形成堵塞、密闭的部件15。
图16的结构体1C以由脆性材料构成的管状部作为外侧支持体4，在外侧支持体4的内侧具有由脆性材料构成的比外侧支持体4短的内侧支持体2、以及夹在外侧支持体4和内侧支持体2之间的板状金属片3a。内侧支持体2和板状金属片3a直接接触，板状金属片3a和外侧支持体4直接接触，进而内侧支持体2和外侧支持体4直接接触。大致圆筒状的板状金属片3a的一端被大致圆板形状的突出部3c堵塞。通过一对结构体1C，形成堵塞、密闭的部件15。
另外，从牢固地压接板状金属片3a、提高密合性和气密性这样的观点考虑，外侧支持体的壁厚n(参照图13)优选大于等于0.1mm，更优选大于等于0.3mm。其上限没有特别限制。
板状金属片3a的材质和形态没有特别限制。板状金属片的材质优选高熔点金属或者导电性陶瓷。作为高熔点金属，优选选自由钼、钨、铼、铪、铌和钽组成的组中的一种或一种以上的金属或者含有该金属的合金。另外，板状金属片以外的金属部分例如筒状部、环状部、毛细管部也可以由板状金属片用的上述金属构成。
在第一、第二、第三方式的优选实施方式中，管状部由蓝宝石构成，构成管状部的蓝宝石的c轴与管状部的管轴X所成的角度为小于等于10°。通过使由蓝宝石构成的管状部的c轴定位在与管状部的管轴(中心轴)X大致相同的方向，在管状部和被固定在管状部端部的外侧支持体的界面附近，可以显著减少蓝宝石的裂纹生成率。从该观点考虑，构成外侧支持体的蓝宝石的c轴与管轴X所成的角度更优选为小于等于5°。
如果采用本发明作为气密密封体，在相互重叠金属箔而形成管状结构时，在半径方向内侧部会产生三角形间隙，因此如果重叠，优选使同一部分的两端形成为锥形。最优选的方式是没有接缝。板状金属片可以是导管状，如上所述卷入一片金属箔，利用适宜的熔接消除接缝也同样优选。
另外，板状金属片也可以是大致帽子形状。帽子制法可举出深冲加工等，制法没有特别限制。但是，深冲加工时，如果加工前是压延体，则在与压延方向垂直的方向在加热时会容易发生脆化，因此深冲加工需要充分注意该问题。关于该金属部件的变更可以根据接合体设计适宜地调整。
为了消除压接后的夹持部的褶皱或者拱起，在接合体为管状的情况，压接金属环(管)和两脆性材料部在轴方向看到时，各管径可以连续地变化。另外，例如在接合部金属埋设出口附近等可以适宜地辅助使用氧氮玻璃等高耐热性玻璃。
实施例实施例1制造图1(a)、(b)所示的结构体。具体而言，准备用两个氧化铝纯度99.6％的易烧结性氧化铝预成形体(成形压力300kg/cm2)块(60×40×30mm)夹持厚度100μm、宽度20mm、长度40mm的钼制板状金属片21的长度方向的40mm部分内的20mm部分23的成形体。涂布橡胶乳液，使其覆盖该成形体的全体，然后干燥，从而橡胶覆盖全体。用1000kg/cm2的静水压加压该橡胶覆盖的成形体而一体化后，在大气中于500℃除去粘合剂，进而在氢氛围中于1400℃烧成3小时，烧结氧化铝成形体，从而制作出长度约20mm的非压接夹持部22突出的脆性材料-板状金属结构体。
实施例2制造图2(a)、(b)所示的结构体。具体而言，以能够使厚度200μm、宽度20mm、长度40mm的镍制板状金属片21的长度方向的40mm部分内的10mm部分成为非压接夹持部的状态，放入橡胶容器中，向该橡胶容器内填充氧化铝纯度99.6％的易烧结性氧化铝粉末。填充氧化铝粉末后密闭密封橡胶容器，施加2000kg/cm2的静水压后从橡胶容器中取出，从而得到在氧化铝成形体中埋设有镍制板状金属片的成形体。在大气中于500℃对该成形体除去粘合剂，进而在氢氛围中于1400℃烧成3小时，烧结氧化铝成形体，从而制作出脆性材料-板状金属结构体。
实施例3制作图3所示的结构体。具体而言，将厚度50μm、宽度40mm、长度30mm的纯铜制板状金属片21A卷绕在直径20mm、高度50mm的用氧化锆烧结体(添加3mol％的氧化钇的陶瓷)制作的圆柱状的内侧支持体25A上，并用粘接剂临时固定。进而，将内径20.05mm、外径50mm、高度50mm的圆筒状的用氧化锆烧结体(添加3mol％的氧化钇的陶瓷)制作的外侧支持体24A加热至1000℃而使其热膨胀，在该状态下插入在常温下保管的上述卷绕有纯铜制板状金属片21A的氧化锆制内侧支持体25A，通过缓慢冷却全体，制作出20mm的非压接夹持部22A突出的脆性材料-板状金属结构体。
实施例4制作图4所示的结构体。具体而言，将厚度50μm、宽度15mm、长度65mm的纯铜制板状金属片21B卷绕在直径20mm、高度30mm的用氧化锆烧结体(添加3mol％的氧化钇的陶瓷)制作的圆柱状的内侧支持体25A的上部10mm部分上，使顶端部分重叠约2mm，用粘接剂临时固定。进而，将内径20.05mm、外径30mm、高度30mm的圆筒状的氧化锆烧结体制(添加3mol％的氧化钇的陶瓷)的外侧支持体24A加热至1000℃而使其热膨胀，在该状态下插入在常温下保管的卷绕有纯铜制板状金属片21B的氧化锆制内侧支持体25A，通过缓慢冷却全体，制作出5mm的非压接夹持部22B突出的脆性材料-板状金属结构体。
实施例5制作图5所示的结构体。具体而言，将厚度100μm、宽度10mm、长度27mm的钼制板状金属片卷绕在直径8mm、高度15mm的用高纯度氧化铝烧结体(氧化铝纯度99.9％)制作的圆柱状的内侧支持体的上部8mm部分上，使顶端部分重叠约2mm，用粘接剂临时固定。另外，制作以1000kg/cm2的压力成形的高纯度氧化铝成形体，制成内径8.3mm、外径22.5mm、高度19mm的环状，并在大气中于500℃除去粘合剂。
以该环状的高纯度氧化铝成形体为外侧支持体，在环的孔中插入先前的卷绕有钼制板状金属片的氧化铝制内侧支持体，形成组装外侧支持体和内侧支持体的状态。进而在氢氛围中于1800℃将该组装品烧成3小时，烧结作为外侧支持体的氧化铝成形体。外侧支持体通过烧结，产生伴随着烧结的收缩，通过产生从周围向内侧支持体的紧固力，与内侧支持体一体化。同时，卷绕在内侧支持体25B上的钼制板状金属片21B在烧结时的高温下软化，由于来自外侧支持体24B的紧固力，其仿形氧化铝部件的表面形状而发生塑性变形，从而实现气密性良好的密封结构。在氧化铝部件彼此间直接接触的部分，通过氧化铝彼此间的烧结作用，界面一体化，从而实现强度、气密性均优异的密封结构。
在冷却过程中，在钼被压接的部分，由于氧化铝(约8ppm/℃)和钼(约5ppm/℃)的热膨胀差，在氧化铝的厚度方向和面方向会产生热应力，但是由于钼的厚度(100μm)比氧化铝的厚度(5或者8mm)薄，因此氧化铝侧的生成应力小，不会产生破坏。另外，即使产生应力，通过钼产生金属特有的弹性变形或塑性变形，也可以缓和应力。钼没有被压接的部分由于是热膨胀率相同的氧化铝彼此间的结构体，因此完全不会产生由热膨胀差引起的应力。
非压接部由于完全没有与热膨胀率不同的氧化铝的相互作用，因此完全不会产生应力，可以实现可靠性极高的脆性材料-金属结构体。
实施例6制作图2所示的结构体。具体而言，用两个氧化铝纯度99.6％的易烧结性氧化铝预成形体(成形压力300kg/cm2)块(60×40×30mm)夹持厚度100μm、宽度10mm、长度50mm的钼制板状金属片，涂布橡胶乳液，使其覆盖全体，然后干燥，从而橡胶覆盖全体。此时调整成被压接的钼片的压接长度成为如后所述的各种长度。用1000kg/cm2的静水压加压该橡胶覆盖的成形体而一体化后，在大气中于500℃除去粘合剂，进而在氢氛围中于1400℃烧成3小时，烧结氧化铝成形体，从而制作出压接夹持部的长度为0.5mm、1.0mm、3.0mm、5.0mm、10.0mm的夹持力评价用氧化铝-钼试验片。
固定该试验片的氧化铝部分，通过拉伸钼的非压接夹持部，测定氧化铝-钼间的夹持力。对钼的压接夹持部的两面进行喷砂处理，一并准备表面粗糙度变粗的试样。表1的带“*”号的数据是对压接夹持部的表面进行喷砂处理，使表面粗糙度变粗的试样的评价结果。
在长度方向仅拉伸钼制板状金属片(无夹持部长度)时的强度设定为100时的氧化铝-钼的夹持力如表1所示，要是夹持部长度为铝厚度的10倍或10倍以上，则可以表现出与钼自身的拉伸强度同等的夹持力。另外，即使夹持部长度相同，对于通过喷砂等处理使表面粗糙度变粗的试验片来说，也可以改善夹持力。
表1
另外，针对与上述同样的试验片，准备使压接夹持部长度恒定为10mm，而将非压接夹持部变更为各种长度的试验片。虽然受到使用条件的影响，但是如果长度没有金属片厚度的5倍左右，则通过熔接或钎焊等方法与其他部件的接合会变得困难。
表2
实施例7制作图7和图8(a)所示的结构体。具体而言，将厚度100μm、宽度17.5mm、长度18mm的钼制板状金属片21F卷绕成，使直径5mm、内径2mm、高度20mm的用高纯度氧化铝烧结体(氧化铝纯度99.9％)制作的管状的内侧支持体25F的距上端17.5mm部分与钼金属片的顶端部分重叠约2mm，用粘接剂临时固定。另外，制作以1000kg/cm2的压力成形的高纯度氧化铝成形体，制成内径5.3mm，外径分别为5.9mm、6.5mm、8.4mm、10.4mm、13.4mm，高度6mm的圆筒状，并在大气中于500℃除去粘合剂。
以该圆筒状的高纯度氧化铝成形体为外侧支持体24F，在该外侧支持体的圆筒的孔中插入先前的卷绕有钼制板状金属片21F的氧化铝制内侧支持体25F，形成组装外侧支持体和内侧支持体的状态。进而在氢氛围中于1800℃将该组装品烧成3小时，烧结作为外侧支持体的氧化铝成形体。外侧支持体通过烧结，产生伴随着烧结的收缩，通过产生从周围向内侧支持体的紧固力，与内侧支持体一体化。
如图8(c)所示进行氦泄漏试验。将烧成后一体化的外侧支持体的外侧面插入真空管41中，用粘接剂等在40堵塞内侧支持体的孔，一边将管41抽真空，一边如箭头D所示向外侧支持体和内侧支持体的接合部吹送氦气，用氦检漏仪评价该结构体的气密性。即，测定如箭头E所示漏出的氦气的泄漏量。其结果是，即使外侧支持体的厚度为0.25mm，也发挥出比较良好的气密性。如果外侧支持体的厚度为大于等于0.5mm，则显示出氦检漏仪的测定极限水平的良好气密性。
表3
实施例8制作图6所示的结构体。具体而言，以能够使厚度200μm、宽度20mm、长度50mm的镍制板状金属片21C、21D、21E的长度方向的50mm部分内的10mm部分成为非压接夹持部22C、22D、22E的状态，插入温度为1500℃的软化石英玻璃块中，冷却而制作脆性材料-板状金属结构体。此时形成镍金属片的压接夹持部23C、23D、23E的顶端为完全切除的矩形形状、刃状、C形状、R形状。
对于金属片顶端部分为刃状、C形状、R形状的物品来说，石英玻璃和金属片在顶端接触部的适应性良好，但是顶端部为矩形形状时，则会有在拐角部能够观察到微小裂纹的试样。可以确认，当顶端部分的形状为刃状、C形状、R形状时，具有减少应力的效果。
实施例9制作图8(b)所示的结构体。具体而言，在厚度100μm、内径2.05mm、长度10mm的钼制管中插入直径5mm、内径2mm、长度20mm的用单晶氧化铝(蓝宝石)制作的管状的内侧支持体25F。另外，制作以1000kg/cm2的压力成形的高纯度氧化铝成形体，制成内径5.3mm、外径13.4mm、高度6mm的圆筒状，并在大气中于500℃除去粘合剂。以该圆筒状的高纯度氧化铝成形体为外侧支持体24F，在外侧支持体的圆筒的孔中插入先前的放置有钼制板状金属片21F的蓝宝石制内侧支持体25F，形成组装外侧支持体和内侧支持体的状态。此时将蓝宝石管和氧化铝成形体的顶端调整为相同面，将钼管组装成为从蓝宝石管的顶端突出5mm和7.5mm而形成非压接夹持部。
进而，在氢氛围中于1800℃将该组装品烧成3小时，烧结作为外侧支持体的氧化铝成形体。外侧支持体通过烧结，产生伴随着烧结的收缩，通过产生从周围向内侧支持体的紧固力，与内侧支持体一体化。
非压接夹持部的长度为5mm的情况，作为板状金属片的钼管存在于整个压接夹持部。非压接夹持部为7.5mm的情况，压接夹持部为约2mm左右，可以制作外侧支持体和内侧支持体直接接触的部分。该部分通过烧成处理，产生界面的烧结现象，从而牢固地一体化，气密性也增加。图8(b)模式地表示非压接夹持部为7.5mm的情况。
进而，利用该钼管的非压接夹持部，通过熔接、钎焊、机械连接法等可以结合其他形状的金属部件。
例如，如图10所示，通过激光熔接法接合具有内径小于0.5mm的毛细管38的钼制的凸缘36。
实施例10制作图11的结构体。具体而言，准备厚度100μm、内径3.05mm、高度5mm的镍制的、通过深冲加工而制作的帽22G(一个端部形成盖部41)。作为内侧支持体25F准备直径3mm、内径2mm、长度10mm的用高纯度氧化铝烧结体制作的管状的内侧支持体。另外，制作以1000kg/cm2的压力成形的氧化铝纯度99.6％的易烧结性氧化铝成形体，制成内径3.3mm、外径7mm、高度12mm的环状，并在大气中于500℃除去粘合剂。
以该环状的易烧结性氧化铝成形体为外侧支持体24F，在该外侧支持体的环的孔中插入先前的放置有镍制帽21G的高纯度氧化铝制内侧支持体25F，形成组装外侧支持体和内侧支持体的状态。此时将高纯度氧化铝管和氧化铝成形体外侧环的顶端调整为大致相同面，将镍帽组装成以堵塞蓝宝石管的顶端的状态突出，成为非压接夹持部。
进而，在氢氛围中于1350℃将该组装品烧成3小时，烧结作为外侧支持体的氧化铝成形体。外侧支持体通过烧结，产生伴随着烧结的收缩，通过产生从周围向内侧支持体的紧固力，与内侧支持体一体化。
利用具有作为非压接夹持部的帽子状的脆性材料-金属复合结构体，在该部分可以通过熔接、钎焊、机械连接结合其他的金属部件。
实施例11制作图9所示的结构体。具体而言，准备厚度100μm、内径3.05mm、长度10mm的镍制的管21F。作为内侧支持体25F准备直径3mm、内径2mm、长度10mm的用高纯度氧化铝煅烧体(煅烧温度1250℃)制作的管状的内侧支持体。另外，制作以1000kg/cm2的压力成形的氧化铝纯度99.6％的易烧结性氧化铝成形体，制成内径3.3mm、外径10mm、高度11mm的环状，并在大气中于500℃除去粘合剂。
该高纯度的氧化铝煅烧体的顶端和环状的易烧结性氧化铝成形体的内径侧的顶端实施C或者R加工，设计成消除由烧结引起的对一体化后的金属的应力集中。
以该氧化铝成形体为外侧支持体24F，在外侧支持体的环的孔中插入先前的放置有镍制管21F的高纯度氧化铝制内侧支持体25F，形成组装外侧支持体和内侧支持体的状态。此时将高纯度氧化铝管和氧化铝成形体环的顶端调整为大致相同面，将镍管组装成从氧化铝管突出5mm，成为非压接夹持部22F。
进而，在氢氛围中于1350℃将该安装品烧成3小时，烧结作为外侧支持体的氧化铝成形体。外侧支持体通过烧结，产生伴随着烧结的收缩，通过产生从周围向内侧支持体的紧固力，与内侧支持体一体化，而制作脆性材料-金属复合结构体。
实施例12根据参照图12、图13所说明的步骤，制作图15所示的氧化铝-金属复合结构体。具体而言，在纯度大于等于99.9％的高纯度氧化铝粉末中加入750ppm氧化镁、2重量％聚乙烯醇、0.5重量％聚乙二醇、50重量份水，通过球磨机粉碎、混合1小时。使用喷雾干燥器在200℃附近对混合物进行干燥和造粒，得到平均粒径约70μm、静态体积密度为0.7g/cm3的造粒粉末。
在1000kg/cm2的压力下对该造粒粉末进行加压成形，得到图12所示的外侧支持体用成形体12、管状部用成形体14。此时，为了使单独烧成管状部用成形体14时的外径RO与单独烧成外侧支持体用成形体12时的内径RI的比率(RO/RI)成为表4所示的值，调整两者的尺寸。
如图12所示安装各成形体12、14和钼金属制的部件13，并在氢氛围中于1400℃进行烧成。但是，成形体14的一个端部为如图14所示开孔的钼金属部件。得到的管状部4的直径为2mm，内径为1mm，长度为20mm。另外，使板状金属片3a的厚度W为150μm，压接夹持部的长度m为3mm，外侧支持体的壁厚n为1.5mm，非夹持部的盖状部分的金属的厚度t为0.5mm。
在此，为了评价本结构体在高温下的气密性，在各安装体10A(图15)内，利用一方的钼金属部件的盖的孔加入1200℃下呈150大气压的量的水银后，用钼制的栓堵住孔，并熔接密封。进而，将该试验片放在真空石英外管中。将在1200℃保持5分钟、在室温保持25分钟作为1个循环，进行1000个循环的热循环试验。进行热循环试验后，通过特斯拉线圈观测石英制外管内的发光情况，评价气密性。制作5个试验片，要是观测不到发光则评价为合格，观测到发光时评价为不合格，合格率示于表4中。
表4
这样，通过本发明，可以提供密封部分的可靠性优异的结构。另外，还知道特别优选所谓加热嵌入率(RO/RI)大于等于1.04。
实施例13在图16表示对内侧支持体使用外径1mm、内径0.5mm、长度5mm的高纯度氧化铝烧结体，与钼制的金属部件3组合，准备外径2.5mm、内径1.25mm、长度25mm的高纯度氧化铝成形体，在氢氛围中于1400℃进行烧结的例子。加热嵌入率(RO/RI)为1.20。
第一、第二、第三方式的发明涉及的脆性材料-金属结构体的用途没有特殊限制，例如可以应用于高温反应容器、热交换器、半导体制造装置用部件等在高温环境下要求气密性的陶瓷制品。
权利要求
1.脆性材料—金属结构体，其特征在于，具有脆性材料和板状金属片，所述板状金属片具有被所述脆性材料压接夹持的夹持部和没有被夹持的非夹持部，所述板状金属片的所述夹持部和所述脆性材料的接触界面所产生的应力根据所述板状金属片的变形被缓和。
2.根据权利要求1所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，所述夹持部被埋设在所述脆性材料中。
3.根据权利要求1或2所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，在内侧支持体和外侧支持体之间夹持有所述板状金属片，所述内侧支持体由所述脆性材料构成，所述外侧支持体由所述脆性材料构成，并包围所述内侧支持体。
4.根据权利要求3所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，具有所述内侧支持体和所述外侧支持体直接接触的部分。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，当所述板状金属片的最小厚度为t时，在所述夹持部的最小压接长度为大于等于10t，在所述非夹持部的所述板状金属片的最小长度为大于等于5t，在所述板状金属片的最小厚度方向的所述脆性材料的最小厚度为大于等于5t。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，所述脆性材料实质上成为一体。
7.根据权利要求2所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，所述夹持部的顶端为刃状、C面或者R面的形状。
8.根据权利要求3所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，所述夹持部为大致圆筒形。
9.根据权利要求3或8所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，所述内侧支持体为大致圆筒形或者大致圆柱形。
10.根据权利要求8或9所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，所述外侧支持体为大致圆筒形。
11.根据权利要求10所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，所述夹持部、所述内侧支持体和所述外侧支持体的各圆筒轴实质上处于同一轴上。
12.根据权利要求1～11中的任意一项所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，所述非夹持部用于与其他的金属部件连接。
13.根据权利要求1～12中的任意一项所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，板状金属片为无接缝的圆筒形状。
14.根据权利要求1～13中的任意一项所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，所述板状金属片的非夹持部具有盖状部结构。
15.脆性材料—金属结构体，其特征在于，以由脆性材料构成的管状部为外侧支持体，具有设置在该管状部内侧的由脆性材料构成且比所述外侧支持体短的导管状内侧支持体，以及被夹在所述外侧支持体和所述导管状内侧支持体之间的板状金属片；并且所述外侧支持体和所述板状金属片直接接触，所述板状金属片和所述导管状内侧支持体直接接触，进而所述外侧支持体和导管状内侧支持体直接接触。
16.脆性材料—金属结构体，其特征在于，以由脆性材料构成的管状部为内侧支持体，具有外侧支持体和板状金属片，所述外侧支持体设置在该内侧支持体的外侧，由脆性材料构成，比所述内侧支持体短，所述板状金属片被夹在所述内侧支持体和所述外侧支持体之间；并且所述内侧支持体和所述板状金属片直接接触，所述板状金属片和所述外侧支持体直接接触，进而所述内侧支持体和所述外侧支持体直接接触。
17.根据权利要求1～16中的任意一项所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，所述脆性材料选自由玻璃、陶瓷和金属陶瓷构成的组中。
18.根据权利要求14～16中的任意一项所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，所述外侧支持体和所述内侧支持体的热膨胀系数差为小于等于2ppm/K。
19.根据权利要求14～17中的任意一项所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，所述外侧支持体的内侧面弯曲，或者相对于所述内侧支持体的中心轴倾斜。
20.根据权利要求15～18中的任意一项所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，所述外侧支持体具有向内侧突出的环状部，根据该环状部防止所述板状金属片的变形。
21.根据权利要求15～20中的任意一项所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，所述外侧支持体的烧成收缩率大于所述内侧支持体的烧成收缩率，所述板状金属片根据烧成时的收缩差被压接。
22.根据权利要求21所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，构成所述内侧支持体的脆性材料的烧成收缩率几乎为零，所述板状金属片根据所述外侧支持体的烧成时的收缩被压接。
23.根据权利要求15～22中的任意一项所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，所述板状金属片的厚度为20～1000μm。
24.根据权利要求15～22中的任意一项所述的脆性材料—金属结构体，其特征在于，所述外侧支持体的厚度为大于等于0.1mm。
全文摘要
脆性材料—金属结构体(26)具有脆性材料(24)、(25)和板状金属片(21)。板状金属片(21)具有被脆性材料压接夹持的夹持部(23)和没有被夹持的非夹持部(22)。在夹持部(23)和脆性材料(24)、(25)的接触界面所产生的应力根据板状金属片的变形被缓和。
文档编号C03C27/02GK1839105SQ20058000079
公开日2006年9月27日 申请日期2005年6月6日 优先权日2004年6月8日
发明者渡边敬一郎 申请人:日本碍子株式会社