接合体及接合体的制造方法与流程

本发明涉及接合体及接合体的制造方法。

背景技术：

以往，作为接合体，提出将陶瓷部件和活性金属板以高熔点焊料接合、接下来在活性金属板与金属部件之间夹持包含金属的应力缓和层并以低熔点焊料接合(例如参见专利文献1)。该接合体中，通过金属的应力缓和层能够抑制由陶瓷部件与金属部件的热膨胀差所引起的残留应力。另外，作为接合体，提出将金属部件和陶瓷体以包含热膨胀系数较小的金属元素、si及cr的接合层进行接合(例如参见专利文献2)。该接合体中，能够确保耐热性、接合可靠性及欧姆接触性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平3-37165号公报

专利文献2：日本特开2011-230971号公报

技术实现要素：

但是，关于专利文献1中记载的接合体，提出了插入cu、al、w、wc、mo等金属作为应力缓和层，然而，由于插入的金属的耐热性低(cu、al)，耐氧化性低(cu、al、w、wc、mo)，所以无法适用于在例如600℃以上的高温下使用的部件。另外，关于专利文献2中记载的接合体，虽然具有导电性且能够缓和热应力，但是仍然不够充分，要求进一步进行改良。

本发明是鉴于该课题而完成的，主要目的是提供一种具有导电性、并且能够进一步提高热接合可靠性的接合体及接合体的制造方法。

本发明的发明人为了实现上述的主要目的进行了潜心研究，结果发现，如果在金属部件与陶瓷体的接合部中包含以fe和cr为主成分的合金和低膨胀性化合物，则具有导电性，并且能够进一步抑制接合强度降低，以至完成了本发明。

即，本发明的接合体包括：

碳化硅质的陶瓷体、

金属部件、以及

将所述陶瓷体和所述金属部件接合的接合部，所述接合部包含第一接合层和第二接合层，所述第一接合层处于所述陶瓷体侧，包含以fe和cr为主成分的合金且分散有热膨胀系数为4.0×10^-6(/℃)以下的化合物，所述第二接合层处于所述金属部件侧，包含以fe和cr为主成分的合金且热膨胀系数比所述第一接合层大。

本发明的接合体的制造方法是包括碳化硅质的陶瓷体、金属部件以及将所述陶瓷体和所述金属部件接合的接合部的接合体的制造方法，该接合部包含第一接合层和第二接合层，其中，

所述接合体的制造方法包括以下工序：

层叠工序：在所述陶瓷体侧形成第一原料，所述第一原料包含以fe和cr为主成分的金属和热膨胀系数为4.0×10^-6(/℃)以下的化合物并成为所述第一接合层，并且，在所述金属部件侧形成第二原料，所述第二原料包含以fe和cr为主成分的金属并成为热膨胀系数比所述第一接合层大的所述第二接合层，将所述陶瓷体和所述金属部件层叠，得到层叠体，

热处理工序：将所述层叠体在真空或不活泼气氛中，在1000℃～1300℃的温度范围进行热处理。

关于本发明的接合体及接合体的制造方法，具有导电性，并且，能够进一步提高热接合可靠性。推测其理由如下。例如由于在接合部中包含以fe和cr为主成分的合金，所以热稳定，并且，具有导电性。另外，至少在陶瓷体侧包含热膨胀系数较低的化合物，且金属部件侧的热膨胀系数较大，因此，进一步缓和了由热所带来的接合部的膨胀收缩应力，因此，能够进一步抑制热接合可靠性、即赋予热负荷时的接合性降低。

附图说明

图1是表示接合体10的构成的概略之一例的说明图。

图2是表示接合体10b的构成的概略之一例的说明图。

图3是表示接合体10c的构成的概略之一例的说明图。

图4是具有接合体10d的蜂窝结构体20的说明图。

图5是表示接合体10e的构成的概略之一例的说明图。

图6是表示接合体10f的构成的概略之一例的说明图。

符号说明

10、10b～10f-接合体、12-陶瓷体、13-电极、14、14f-金属部件、15、15b～15f-接合部、16-第一接合层、18-第二接合层、20-蜂窝结构体。

具体实施方式

本发明的接合体包括陶瓷体、金属部件、以及将陶瓷体和金属部件接合的接合部。该接合体可以将例如由金属部件供给的电力传导至陶瓷体。

陶瓷体为碳化硅质，例如可以为具有导电性的物质。另外，陶瓷体也可以为多孔体，还可以为致密体。该陶瓷体的气孔率例如可以为0体积％～65体积％的范围。该陶瓷体为多孔质的情况下，例如气孔率可以为25体积％～70体积％的范围，还可以为30体积％～65体积％的范围。多孔质的陶瓷体可以为包含sic和结合sic的金属si的si结合sic陶瓷。该si结合sic陶瓷由于具有导电性，所以例如有时接合作为电极的金属部件，适用本发明的意义大。该si结合sic陶瓷中，可以以15质量％～60质量％的范围含有金属si。

另外，陶瓷体为致密质的情况下，例如气孔率可以为5体积％以下，优选为1体积％以下，更优选为0.5体积％以下。致密的陶瓷体例如可以为烧结成致密的陶瓷体，还可以为在多孔质陶瓷体的气孔中填充有填充材料或含浸材料等的部件。作为填充得到的部件，具体而言，可以举出使金属si含浸于多孔质的sic的气孔中得到的含浸si的sic烧结体等。该材料的热传导性良好，且因金属si而具有良好的导电性。关于致密的陶瓷体，形成接合部的接合面的表面粗糙度ra优选为2μm以上。如果该表面粗糙度ra为2μm以上，则接合部的原料粒子容易进入，能够进一步提高接合强度。该表面粗糙度ra虽然也取决于接合部的原料的粒径，但优选为10μm以下。应予说明，表面粗糙度ra也称为算术平均粗糙度，是指基于jis-b0601求出的表面粗糙度。

陶瓷体的形状没有特别限定，可以根据其用途进行选择，例如可以举出板状、圆筒状、蜂窝状等，可以为流体能够流通的结构。例如该陶瓷体可以为具备隔壁部的蜂窝结构体，该隔壁部形成多个隔室、即流体的流路。

金属部件只要包含典型金属、过渡金属等金属即可，没有特别限定，例如优选导电性较高的金属。过渡金属中，优选fe、co、ni、cu等金属及合金。另外，可以根据用途使用pt、au等贵金属。该金属部件可以为电极，这种情况下，优选使用cr-ni-fe系合金(sus304)、cr-fe系合金(sus430)等不锈钢等。该金属部件优选为至少包含fe和cr的合金，更优选为至少fe为70质量％以上且低于90质量％、cr为10质量％以上且低于30质量％的合金。这是因为：材质稳定，导电性良好。金属部件的形状可以为板状等，根据用途适当选择。

接合部包含第一接合层和第二接合层。第一接合层为处于陶瓷体侧并包含以fe和cr为主成分的合金且分散有热膨胀系数为4.0×10^-6(/℃)以下的化合物(也称为低热膨胀性化合物)的层。第二接合层为处于金属部件侧并包含以fe和cr为主成分的合金且热膨胀系数比第一接合层大的层。低热膨胀性化合物只要是热膨胀系数为4.0×10^-6(/℃)以下的物质即可，也可以为3.0×10^-6(/℃)以下，还可以为2.0×10^-6(/℃)以下。另外，该化合物可以为0.5×10^-6(/℃)以上的物质。低热膨胀性化合物只要是在接合部的内部化学稳定的物质即可，没有特别限定，例如优选为堇青石及锂辉石中的1种以上。这些化合物可以单独包含在接合部中，也可以多个化合物一同包含在接合部中。接合部整体的厚度可以为90μm～700μm的范围。

接合部可以包含fe/cr比以质量比计为82/18～70/30的范围的合金。即，相对于接合部中包含的金属成分(fe、cr及ni)的整体而言，cr量优选为18质量％～30质量％。另外，相对于接合部中包含的金属成分的整体而言，fe量优选为70质量％～82质量％。如果cr为18质量％以上，则耐氧化性更高而优选。如果cr较多，则不易烧结，因此，cr为30质量％以下的情况下，能够进一步提高烧结性。另外，接合部优选包含在fe、cr及ni的整体(金属成分的整体)为100质量％时ni含量为0质量％～8质量％的合金。如果ni含量为8质量％以下，则能够进一步抑制由ni与sic和/或si的反应相形成等所导致的机械强度降低。

第一接合层例如可以直接接合于陶瓷体，也可以接合于陶瓷体上形成的电极上。在电极上接合有第一接合层的情况下，从接合性及热应力缓和的观点考虑，该电极优选为组成与第一接合层相同或与其接近的部件。在以金属成分与低热膨胀性化合物的整体为100体积％时，该第一接合层优选以5体积％～40体积％的范围包含低热膨胀性化合物。如果包含5体积％以上的该化合物，则能够缓和由热膨胀所带来的应力，如果包含40体积％以下的该化合物，则能够进一步抑制电阻(提高导电性)，故优选。该第一接合层的厚度优选为10μm～200μm的范围。如果该厚度为10μm以上，则能够稳定地确保导电性，如果该厚度为200μm以下，则在例如用作加热器的电极时能够降低热容量，并且，能够实现良好的升温特性，故优选。

第二接合层例如可以直接接合于金属部件。该第二接合层为热膨胀系数比第一接合层大的层，可以以0体积％～20体积％的范围包含低热膨胀性化合物。此时，第二接合层中包含的低热膨胀性化合物比第一接合层少。第二接合层中包含的低热膨胀性化合物可以与第一接合层中包含的化合物相同，也可以不同，但是更优选相同。该第二接合层的厚度优选为80μm～500μm的范围。如果该厚度为80μm以上，则能够缓和由陶瓷体与金属部件的热膨胀差所引起的热应力，如果该厚度为500μm以下，则例如在用作加热器的电极时能够降低热容量，并且，能够实现良好的升温特性，故优选。

该接合体中，陶瓷体的体积电阻率为0.05ωcm～200ωcm，接合部的体积电阻率优选为0.0001ωcm～0.1ωcm。如果陶瓷体的体积电阻率为0.05ωcm以上，则例如用作加热器的情况下，能够以12v的低电压电源进行升温，如果陶瓷体的体积电阻率为200ωcm以下，则例如用作加热器的情况下，能够以几百v的高电压电源进行升温。另外，如果接合部的体积电阻率为0.0001ωcm以上，则接合部面内的电流分布变得均匀，能够在接合部面内由金属部件向陶瓷体均匀地供给电流，如果接合部的体积电阻率为0.1ωcm以下，则能够抑制接合部中的发热，并且，能够省电化及抑制发热所造成的不良情况。

关于接合体，陶瓷体与金属部件的接合强度优选为1.5mpa以上。通过拉伸试验(依据jisr1606)来测定接合强度。另外，该接合强度更优选为3.0mpa以上，进一步优选为5.0mpa以上。接合强度越高，接合越牢固，可靠性越高，故优选。应予说明，认为陶瓷体与接合部的附着强度及金属部件与接合部的附着强度至少为陶瓷体与金属部件的接合强度以上。

接合体只要具有将陶瓷体与金属部件接合而得到的结构即可，没有特别限定，例如可以用于蜂窝结构体、热电元件、陶瓷加热器、氧或nox等气体检测传感器、燃料电池等。例如，关于蜂窝结构体，适合用于通过对金属部件施加电压而对蜂窝结构体进行加热的部件等。

接下来，采用附图，对本发明的接合体的具体例进行说明。图1～图4是表示作为一个实施方式的接合体10～10d的构成的概略之一例的说明图。如图1所示，接合体10包括陶瓷体12、金属部件14、以及将陶瓷体12和金属部件14接合的接合部15。接合部15包含接合于陶瓷体12的第一接合层16和接合于金属部件14的第二接合层18。如图2所示，接合体10b包括接合部15b，该接合部15b包含接合于陶瓷体12上形成的电极13上的第一接合层16和接合于金属部件14的第二接合层18。电极13例如具有与第一接合层16相同的金属成分及低膨胀性化合物的组成。该电极13可以以比第一接合层16或第二接合层18大的区域形成在陶瓷体12上。如图3所示，接合体10c包括接合部15c，该接合部15c包含以比第二接合层18大的区域形成在陶瓷体12上的第一接合层16。该第一接合层16可以兼用作电极。接合体10d将作为端子的金属部件14接合在作为蜂窝结构体20的基材的陶瓷体12上。蜂窝结构体20具备隔壁部，该隔壁部形成多个隔室、即流体的流路。该接合体10d具有与接合体10b同样的结构，但是，也可以具有与接合体10或接合体10c同样的结构。

接下来，对本实施方式的接合体的制造方法进行说明。本实施方式的接合体的制造方法例如可以包括：制作陶瓷体的基材制作工序、将陶瓷体和金属部件层叠而得到层叠体的层叠工序、将层叠体在真空或不活泼气氛中1000℃～1300℃的温度范围中进行热处理的热处理工序。应予说明，还可以另行准备陶瓷体，省略基材制作工序。

(a)基材制作工序

该工序中，制作作为基材的陶瓷体。例如在陶瓷体为多孔质陶瓷或致密陶瓷时，可以通过将原料混合，以规定的成型方法进行成型，对成型的成型体进行烧成来制作基材。该陶瓷体例如可以为将碳化硅成型得到的物质。该工序中，例如可以将作为骨料的碳化硅、造孔剂、分散介质混合而调制生坯或浆料。另外，基材为si结合sic材料的情况下，可以将作为骨料的碳化硅和作为结合剂的金属si、造孔剂、分散介质混合而调制生坯或浆料。此时，优选按多孔质陶瓷的气孔率、平均细孔径为上述的范围、例如气孔率为10体积％以上的范围、平均细孔径为1μm～300μm的范围调整原料配合。另外，该工序中，可以进行在多孔质陶瓷的气孔中含浸金属si等含浸材料的处理。该含浸处理例如可以为在多孔质陶瓷上形成含浸基材并于含浸基材熔融的温度进行加热的过程。在多孔质陶瓷为si结合sic材料时，含浸材料可以为金属si。

陶瓷体为致密体的情况下，可以在层叠工序前包括使陶瓷体的接合面的表面粗糙度ra为2μm以上的表面处理工序。关于致密体的陶瓷体，有时接合面平滑而无法得到充分的接合强度。表面处理工序中，例如可以通过对接合面进行切削来使表面粗糙度进一步增大，还可以对表面进行蚀刻来使表面粗糙度进一步增大。该处理中，优选按表面粗糙度ra为10μm以下来实施。

(2)层叠工序

该工序中，进行将陶瓷体及金属部件层叠的处理。陶瓷体、金属部件只要使用上述的任意一个部件即可。层叠工序中，例如在陶瓷体侧形成包含以fe和cr为主成分的金属和低热膨胀性的系数为4.0×10^-6(/℃)以下的化合物并成为第一接合层的第一原料。另外，在金属部件侧形成包含以fe和cr为主成分的金属并成为热膨胀系数比第一接合层大的第二接合层的第二原料。该层叠工序中，作为低热膨胀性化合物，只要是在接合部的内部化学稳定的物质即可，没有特别限定，例如优选使用堇青石及锂辉石中的1种以上。另外，该工序中，优选使用fe/cr比以质量比计为82/18～70/30的范围的第一原料及第二原料。例如相对于金属成分的整体而言，优选使用cr量为18质量％～30质量％的原料。另外，相对于金属成分的整体而言，fe量优选为70质量％～82质量％。如果cr为18质量％以上，则耐氧化性更高而优选。如果cr较多，则不易烧结，因此，cr为30质量％以下的情况下，能够进一步提高烧结性。另外，优选使用：相对于金属成分整体而言，ni含量为0质量％～8质量％的第一原料及第二原料。如果ni含量为8质量％以下，则能够进一步抑制由ni与sic和/或si的反应相形成等所导致的机械强度降低。

层叠工序中，优选使用以5体积％～40体积％的范围包含低热膨胀性化合物的第一原料。如果包含5体积％以上的该化合物，则能够缓和由热膨胀所带来的应力，如果包含40体积％以下的该化合物，则能够进一步抑制电阻(提高导电性)，故优选。该第一原料优选以其厚度为10μm～200μm的范围形成。如果该厚度为10μm以上，则能够稳定地确保导电性，如果该厚度为200μm以下，则例如在用作加热器的电极时能够降低热容量，并且，能够实现良好的升温特性，故优选。另外，层叠工序中，优选使用以0体积％～20体积％的范围包含低热膨胀性化合物的第二原料。此时，第二接合层中包含的低热膨胀性化合物比第一接合层少。第二接合层中包含的低热膨胀性化合物可以与第一接合层中包含的化合物相同，也可以不同，但是更优选相同。该第二原料优选以其厚度为80μm～500μm的范围形成。如果该厚度为80μm以上，则能够缓和由陶瓷体与金属部件的热膨胀差所引起的热应力，如果该厚度为500μm以下，则例如在用作加热器的电极时能够降低热容量，并且，能够实现良好的升温特性，故优选。

该层叠工序中，第二原料可以使用平均粒径比第一原料大的以fe和cr为主成分的金属。由此，能够提高与金属部件的接合性，并且，能够进一步提高热接合可靠性，故优选。另外，例如第一原料的平均粒径可以为2μm～30μm的范围。另外，第二原料的平均粒径可以为30μm～100μm的范围。例如第一原料优选使用将粗粒(平均粒径50μm)和微粒(平均粒径10μm)混合而得到的粉体。此处，粗粒的平均粒径可以为30μm～100μm的范围，微粒的平均粒径可以为2μm～30μm的范围。第一原料中，粗粒/微粒比例如以体积比计优选为0/10～6/4的范围，更优选为0/10～4/6的范围，进一步优选为0/10～3/7的范围。第二原料中，粗粒/微粒比例如以体积比计优选为4/6～10/0的范围，更优选为7/3～10/0的范围。如果粗粒较多(微粒较少)，则向气孔的侵入减少，因此，与陶瓷体的接合性降低。另外，如果粗粒较少(微粒较多)，则烧结收缩增大而导致与金属部件的接合性降低。此处，原料粉末的平均粒径是指使用激光衍射/散射式粒度分布测定装置，以水为分散介质，测定得到的中值粒径(d50)。

接合部的原料除了包含金属原料粉体、低热膨胀性化合物粉体以外，还可以包含粘合剂、溶剂、分散剂、增塑剂等，例如可以以浆料、糊、生坯的形式使用。将第一原料、第二原料配置于陶瓷体、金属部件而制作层叠体的方法没有特别限定。例如可以使用包含原料粉末的浆料或糊，采用涂布法，以夹持涂布面的形式使陶瓷体和金属部件层叠。另外，可以使用包含原料粉末的生坯，通过挤压成型法等制作成型体，将该成型体配置于陶瓷体与金属部件之间。

(3)热处理工序

该工序中，对层叠体进行热处理，使其由金属粉体变成金属固体的接合部。该工序中，热处理气氛可以为例如真空中、氮气氛、氩气氛等不活泼气氛，其中，更优选为真空中。热处理温度只要根据接合部的材质设定优选的范围即可，但是为1000℃～1300℃的温度范围。如果为1000℃以上，则能够进一步提高接合部的强度，如果为1300℃以下，则能够进一步抑制能耗。该热处理温度优选为1100℃以上，更优选为1200℃以下。热处理时间优选为0.1小时以上，更优选为0.5小时以上。另外，优选为24小时以下，更优选为10小时以下，进一步优选为2小时以下。

关于以上说明的本实施方式的接合体及其制造方法，具有导电性，并且，能够进一步提高热接合可靠性。推测其理由是因为：例如接合部为以fe和cr为主成分的合金，具有导电性，并且耐氧化性更高。另外，推测：由于在接合部的陶瓷体侧分散有低热膨胀性化合物且热膨胀系数比金属部件侧小，所以热应力得到缓和、接合可靠性提高。

应予说明，本发明并不受上述的实施方式任何限定，当然只要属于本发明的技术范围就能够以各种方案进行实施。

例如上述的实施方式中，在陶瓷体与金属部件之间形成有接合部，但并不特别限定于此。例如图5所示，金属部件14可以通过配置在第一接合层16上的自金属部件14的上方开始覆盖的第二接合层18而接合于陶瓷体12。图5是表示接合体10e的构成的概略之一例的说明图。即便如此，也能够得到接合部15e具有导电性、并且进一步提高热接合可靠性的接合体。

上述的实施方式中，使用平板状的金属部件14，但并不特别限定于此。例如图6所示，结构可以为：采用在金属部件14的至少接合面侧设置有贯通孔、有底孔及槽部中的1种以上的金属部件14f，使接合部15f进入该贯通孔、有底孔及槽部中。图6是表示接合体10f的构成的概略之一例的说明图。即使具有像这样的结构，也能够得到接合部15f具有导电性、并且进一步提高热接合可靠性的接合体。

实施例

以下，以具体地制造接合体的例子为实施例进行说明。应予说明，本发明并不受实施例任何限定，当然只要属于本发明的技术范围就能够以各种方案进行实施。

[实施例1]

在fe粉末(82质量％)、cr粉末(18质量％)及ni粉末(0质量％)的金属粉末中按以体积比计为95：5配合作为低热膨胀性化合物的堇青石。金属粉末使用将粗粒(平均粒径50μm)和微粒(平均粒径10μm)按粗粒/微粒比的体积比为3/7进行混合得到的粉体。堇青石使用由jisr1618得到的40～800℃下的线性热膨胀系数为2×10^-6/℃的堇青石。在该配合粉末中加入作为溶剂的α松油醇和作为粘合剂的聚乙烯醇缩丁醛(pvb)进行混合，调制糊。将制作的糊按尺寸为10mm×10mm、厚度为100μm印刷到si结合sic材料(多孔质的陶瓷体)上，形成第一接合层的原料。si结合sic材料使用si含有率为20质量％、气孔率为40体积％、尺寸30mm×30mm、厚度5mm的材料。接下来，将粗粒(平均粒径50μm)和微粒(平均粒径10μm)按粗粒/微粒比的体积比为7/3进行混合，得到金属粉末，仅以该金属粉末调制糊，并按尺寸为10mm×10mm、厚度为100μm印刷到金属部件(cr-fe系合金、sus430)上，形成第二接合层的原料。作为金属部件，使用尺寸25mm×25mm、厚度0.5mm的金属部件。使糊的上表面重合而将陶瓷体和金属部件层叠，得到层叠体。自si结合sic材料上以氧化铝板压制，在大气中于80℃进行4小时干燥后，在真空中于1100℃进行1小时烧成，得到通过包含第一接合层及第二接合层的接合部将陶瓷体和金属部件接合而成的实施例1的接合体。

[实施例2～9]

按表1所示的组成比，得到具有与第二接合层相比第一接合层的低膨胀性化合物的配合比较多(与第二接合层相比抑制了第一接合层的热膨胀)的接合部的实施例2～9的接合体。应予说明，实施例8使用以si金属填充陶瓷体的气孔而得到的致密体，并使用通过表面加工而使陶瓷体的接合面的表面粗糙度ra(jisb0601)为2μm的陶瓷体。

[实施例10～11]

作为低热膨胀性化合物，使用锂辉石(由jisr1618得到的40～800℃下的线性热膨胀系数为0.5×10^-6/℃)，按表1所示的组成比，与实施例1同样地制作接合体，以其为实施例10、11。

[比较例1～6]

经与实施例1同样的工序制作具有按表1所示的组成比改变金属成分及低热膨胀性化合物的配合量而得到的接合部的接合体，分别为比较例1～6。应予说明，比较例5使用陶瓷体的接合面的表面粗糙度ra为0.5μm的陶瓷体。

[实施例12～16]

采用与实施例3相同的原料组成，使用表2所示的粗粒/微粒的体积比的原料，除此以外，经与实施例3同样的工序得到接合体，分别为实施例12～16。

(接合可靠性试验)

以将制作的接合体于700℃保持2分钟、然后于常温(25℃)保持2分钟的冷热循环为1循环，进行该冷热循环1000循环(冷热循环试验)。接下来，使用放大显微镜、金属显微镜及sem进行观察，确认有无发生接合部剥离、接合部及陶瓷体开裂。然后，将冷热循环试验后没有发生接合部剥离或开裂且强度变化率维持在90％以上的情形评价为“a”，将没有发生接合部剥离或开裂且强度变化率为70％以上且低于90％的情形评价为“b”，将没有接合部剥离或开裂且强度变化率低于70％的情形评价为“c”，将发生剥离或开裂的情形评价为“d”，从而评价接合可靠性。

(电阻评价)

首先，测定进行上述冷热循环试验之前的接合体的电阻r0。此处，将测定器的端子连接于在陶瓷体的不带有金属部件的一侧的表面以ag糊形成的10mm×10mm的电极和金属部件，测定接合体的电阻r0。接下来，以与上述相同的方法测定进行冷热循环试验后的接合体的电阻r1。然后，由下述式(1)计算出电阻变化率。然后，将电阻变化率低于103％的情形评价为“a”，将电阻变化率为103％以上且低于105％的情形评价为“b”，将电阻变化率为105％以上且低于200％的情形评价为“c”，将电阻变化率为200％以上的情形评价为“d”，从而评价电阻。r1/r0×100％···(式1)

表1

表2

1)原料组成与实施例3相同

2)将冷热循环试验后没有发生接合部剥离或开裂且强度变化率维持在90％以上的情形评价为a，将没有发生接合部剥离或开裂且强度变化率为70％以上且低于90％的情形评价为b，将没有接合部剥离或开裂且强度变化率低于70％的情形评价为c，将发生剥离或开裂的情形评价为d

3)将冷热循环试验前后的电阻变化率低于103％的情形评价为a，将电阻变化率为103％以上且低于105％的情形评价为b，将电阻变化率为105％以上且低于200％的情形评价为c，将电阻变化率为200％以上的情形评价为d

(结果与考察)

表1中汇总了第一接合层、第二接合层的组成、陶瓷体的组成及评价结果。如表1所示，cr量较多的比较例1在冷热循环后无法得到充分的接合可靠性。推测这是因为：当cr量较多时，烧结性降低而导致接合部的机械强度降低。另外，cr量较少的比较例2在冷热循环后电阻极高。推测这是因为：耐氧化性低，接合部在冷热循环中被氧化。另外，没有添加化合物的比较例3和化合物较多的比较例4的接合可靠性及电阻特性低。推测在不包含化合物的接合部中，无法缓和冷热循环中的热应力，容易发生剥离、开裂。另外，推测当接合部中化合物较多时，金属成分相对较少，因此，接合可靠性及电阻特性低。使用了致密体的陶瓷体的比较例5无法得到充分的接合可靠性及电阻特性。推测这是因为：比较例5的表面粗糙度ra较小，由此，接合部对陶瓷体的锚固效果差。另外，ni量较多的比较例6无法得到充分的接合可靠性及电阻特性。推测这是因为：当ni量较多时，ni与sic和/或si形成反应相，因此，导致机械强度降低。

相对于此，实施例1～11中，可知接合可靠性及电阻特性较高。认为例如在第一接合层包含比第二接合层多的低热膨胀性化合物，fe/cr以质量比计为82/18～70/30的范围的情况下，接合体良好。另外，认为ni为8质量％以下的情况下没有形成反应相而良好。陶瓷体为致密体的情况下，认为当接合面的表面粗糙度ra为2μm以上时接合性良好。可知低热膨胀性的化合物可以利用堇青石、锂辉石等。

表2中汇总了第一接合层、第二接合层的粗粒/微粒比、陶瓷体的组成及评价结果。如表2所示，可知：在形成第一接合层的第一原料中，粗粒/微粒的体积比优选为0/10～6/4的范围，在形成第二接合层的第二原料中，粗粒/微粒的体积比优选为4/6～10/0的范围。