(57)【要約】【課題】セラミック体と金属体との接合作業の効率化を図ると共に、接合信頼性を十分に確保することができる接合体の製造方法を提供すること。【解決手段】接合体１の製造方法は、セラミック体１１、金属体１２、ギャップ層４、第１中間層３１及び第２中間層３２を配置する配置工程と、セラミック体１１と第１中間層３１とを拡散接合すると同時に、金属体１２と第２中間層３２とを拡散接合する拡散接合工程と、第１中間層３１と第２中間層３２との間からギャップ層４を排出するギャップ層排出工程と、第１中間層３１と第２中間層３２とを接合する中間層接合工程とを有する。拡散接合工程では、ギャップ層４によって、セラミック体１１及び第１中間層３１の接合部分と金属体１２及び第２中間層３２の接合部分との間の熱伝導を抑制すると共に、第１中間層３１及び第２中間層３２のギャップ層４側の表面３１１、３２１に形成される酸化膜を除去する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック材料からなるセラミック体（１１）と金属材料からなる金属体（１２）とを接合してなる接合体（１）の製造方法であって、
上記セラミック体（１１）と上記金属体（１２）との間にギャップ層（４）を配置すると共に、線膨張係数が上記セラミック体（１１）と上記金属体（１２）との間である第１中間層（３１）、第２中間層（３２）をそれぞれ上記セラミック体（１１）と上記ギャップ層（４）との間、上記金属体（１２）と上記ギャップ層（４）との間に配置する配置工程と、
上記セラミック体（１１）と上記第１中間層（３１）とを拡散接合すると同時に、上記金属体（１２）と上記第２中間層（３２）とを拡散接合する拡散接合工程と、
上記第１中間層（３１）と上記第２中間層（３２）との間から上記ギャップ層（４）の少なくとも一部を排出するギャップ層排出工程と、
上記第１中間層（３１）と上記第２中間層（３２）とを接合する中間層接合工程とを有し、
上記拡散接合工程では、上記ギャップ層（４）によって、上記セラミック体（１１）及び上記第１中間層（３１）の接合部分と上記金属体（１２）及び上記第２中間層（３２）の接合部分との間の熱伝導を抑制すると共に、上記第１中間層（３１）及び上記第２中間層（３２）の上記ギャップ層（４）側の表面（３１１、３２１）に形成される酸化膜を除去することを特徴とする接合体（１）の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の接合体（１）の製造方法において、上記ギャップ層（４）は、熱伝導率が０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることを特徴とする接合体（１）の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の接合体（１）の製造方法において、上記ギャップ層（４）は、ステンレス鋼用フラックスからなることを特徴とする接合体（１）の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の接合体（１）の製造方法において、上記第１中間層（３１）及び上記第２中間層（３２）の少なくとも一方は、上記ギャップ層（４）側の表面（３１１、３１２）に突起部を有し、上記ギャップ層排出工程では、上記ギャップ層（４）を介在させた状態で上記第１中間層（３１）と上記第２中間層（３２）とを圧縮し、上記突起部（３３）を塑性流動させることによって上記ギャップ層（４）を上記第１中間層（３１）と上記第２中間層（３２）との間から排出することを特徴とする接合体（１）の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック材料からなるセラミック体と金属材料からなる金属体とを接合してなる接合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミック材料からなるセラミック体と金属材料からなる金属体とを接合してなる接合体は、例えば、排ガス浄化用の電気加熱式触媒コンバータ（ＥＨＣ）、温度センサ素子、セラミックヒータ等に用いられる。
このような接合体において、セラミック体と金属体とは様々な接合方法により接合されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、セラミック体と金属体との間にろう材を介在させ、両者をろう付けにより接合した接合体が開示されている。ところが、ろう材は比較的低融点であるため、接合体を自動車の排気管内等の高温環境下で使用する場合、ろう材の耐クリープ性が問題となり、接合体の使用温度に制限が生じてしまう。
【０００４】
そこで、特許文献２には、セラミック体及び金属体を加熱して拡散接合した接合体が開示されている。これによれば、セラミック体と金属体との界面に拡散層が形成されるため、両者の接合部分を高融点化することができる。よって、高温環境下で使用する場合であっても、耐熱性を十分に確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−７６９３７号公報
【特許文献２】特開２００５−３４３７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のように、セラミック体と金属体とを単純に拡散接合した場合には、次のような問題が生じる。
すなわち、セラミック体を構成するセラミック材料の熱膨張係数は、一般的に、金属体を構成する金属材料の熱膨張係数よりも小さい。そのため、接合体を高温環境下で使用した場合、セラミック体には、金属体との熱膨張係数差に起因する熱応力（引張応力）が発生し、セラミック体や両者の接合部分にクラック等の損傷が生じるおそれがある。
【０００７】
このような問題に対し、例えば、セラミック体と金属体との間に、熱膨張係数がセラミック体と金属体との間である中間層を介在させ、熱膨張係数差に起因する熱応力を低減することが考えられる。しかしながら、セラミック体及び中間層の拡散接合と金属体及び中間層の拡散接合とで加熱温度が異なる場合、一方を加熱して拡散接合した後に他方を加熱して拡散接合しなければならず、工数増加、コストアップ等の問題が生じる。
【０００８】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、セラミック体と金属体との接合作業の効率化を図ると共に、接合信頼性を十分に確保することができる接合体の製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一の態様は、セラミック材料からなるセラミック体と金属材料からなる金属体とを接合してなる接合体の製造方法であって、
上記セラミック体と上記金属体との間にギャップ層を配置すると共に、線膨張係数が上記セラミック体と上記金属体との間である第１中間層、第２中間層をそれぞれ上記セラミック体と上記ギャップ層との間、上記金属体と上記ギャップ層との間に配置する配置工程と、
上記セラミック体と上記第１中間層とを拡散接合すると同時に、上記金属体と上記第２中間層とを拡散接合する拡散接合工程と、
上記第１中間層と上記第２中間層との間から上記ギャップ層の少なくとも一部を排出するギャップ層排出工程と、
上記第１中間層と上記第２中間層とを接合する中間層接合工程とを有し、
上記拡散接合工程では、上記ギャップ層によって、上記セラミック体及び上記第１中間層の接合部分と上記金属体及び上記第２中間層の接合部分との間の熱伝導を抑制すると共に、上記第１中間層及び上記第２中間層の上記ギャップ層側の表面に形成される酸化膜を除去することを特徴とする接合体の製造方法にある（請求項１）。
【発明の効果】
【００１０】
上記接合体の製造方法において、上記配置工程では、セラミック体と金属体との間にギャップ層を配置すると共に、第１中間層、第２中間層をそれぞれセラミック体とギャップ層との間、金属体とギャップ層との間に配置する。そして、上記拡散接合工程では、セラミック体と第１中間層とを拡散接合すると同時に、金属体と第２中間層とを拡散接合する。このとき、ギャップ層によって、セラミック体及び第１中間層の接合部分と金属体及び第２中間層の接合部分との間の熱伝導を抑制する。
【００１１】
そのため、両方の拡散接合における加熱温度が異なる場合であっても、それぞれの接合部分をそれぞれ所望の温度に加熱することができ、かつ、その拡散接合を同時に行うことができる。これにより、上記拡散接合工程において、セラミック体及び第１中間層の拡散接合と金属体及び第２中間層の拡散接合とを同時に、精度良く行うことができ、接合作業の効率化を図ることができる。また、これによって工数削減、コストダウン等を図ることもできる。
【００１２】
また、上記拡散接合工程では、ギャップ層によって、第１中間層及び第２中間層のギャップ層側の表面に形成される酸化膜を除去する。すなわち、第１中間層及び第２中間層のギャップ層側の表面に形成される酸化膜を隣接するギャップ層によって還元除去する。そのため、第１中間層及び第２中間層のギャップ層側の表面が活性化された状態となる。これにより、上記中間層接合工程において、第１中間層と第２中間層とをより低温で、精度良く、強固に接合することができる。
【００１３】
また、このようにして製造された接合体は、セラミック体、第１中間層及び第２中間層、金属体の順に熱膨張係数が段階的に高くなる傾斜構造を有すると共に、これらが拡散接合等によって精度良く、強固に接合されている。これにより、接合体を高温環境下で使用した場合に熱膨張係数差に起因して発生する熱応力を十分に低減することができる。また、その熱応力に対する接合信頼性を十分に確保することができる。
【００１４】
このように、セラミック体と金属体との接合作業の効率化を図ると共に、接合信頼性を十分に確保することができる接合体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における、接合体を示す断面説明図。
【図２】実施例１における、配置工程を示す説明図。
【図３】実施例１における、拡散接合工程を示す説明図。
【図４】実施例１における、ギャップ層排出工程を示す説明図。
【図５】実施例１における、中間層接合工程を示す説明図。
【図６】実施例１における、拡散接合工程の別例を示す説明図。
【図７】実施例２における、第１中間層の突起部を示す断面説明図
【図８】実施例２における、ギャップ層排出工程を示す説明図。
【図９】実施例３における、電気加熱式触媒コンバータを示す断面説明図。
【図１０】実施例３における、ハニカム構造体を示す斜視図。
【図１１】実施例３における、ハニカム構造体の軸方向に直交する断面を示す説明図。
【図１２】実施例３における、ハニカム構造体の軸方向の断面を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上記接合体の製造方法において、上記拡散接合工程では、上記ギャップ層によって、上記セラミック体及び上記第１中間層の接合部分と上記金属体及び上記第２中間層の接合部分との間の熱伝導を抑制する。したがって、ギャップ層は、一方の拡散接合が他方の拡散接合に影響を与えない程度に両者の間の熱伝導を抑制するものであればよい。
【００１７】
また、上記拡散接合工程では、上記ギャップ層によって、上記第１中間層及び上記第２中間層の上記ギャップ層側の表面に形成される酸化膜を除去する。すなわち、ギャップ層には、第１中間層及び第２中間層の表面に形成される酸化膜を還元除去し、その表面を活性状態にする成分が含有されている。このようなギャップ層の材料としては、例えば、例えば、配合剤としてフッ化物を含有するフッ化物塩基性酸化物系フラックス（成分ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣａＦ2、ＭｎＯ、ＳｉＯ2、ＣａＦ2）等がある。
【００１８】
また、上記拡散接合工程では、セラミック体及び第１中間層と金属体及び第２中間層とを別々の温度に加熱して拡散接合を行うことができる。両方の接合部分を別々の温度に加熱して拡散接合を行う方法としては、例えば、抵抗発熱、誘導加熱、レーザ加熱、アークプラズマ加熱等の方法がある。
【００１９】
抵抗発熱においては、セラミック体と第１中間層との界面、金属体と第２中間層との界面を抵抗発熱させることにより、両方の接合部分を別々の温度に加熱することができる。
誘導加熱においては、加熱したい場所に別々のコイルを配置し、それぞれの電流や周波数を変えることにより、両方の接合部分を別々の温度に加熱することができる。また、金属体側の接合部分を誘導加熱し、その輻射熱によってセラミック体側の接合部分を加熱することもできる。
【００２０】
レーザ加熱においては、異なるパワーのレーザを接合界面に照射することにより、両方の接合部分を別々の温度に加熱することができる。
アークプラズマ加熱においては、プラズマが発生している箇所にそれぞれワークを配置し、距離によって異なる温度分布を利用することにより、両方の接合部分を別々の温度に加熱することができる。
【００２１】
また、上記ギャップ層排出工程では、上記第１中間層と上記第２中間層との間から上記ギャップ層の少なくとも一部を排出する。このとき、ギャップ層は、少なくとも、上記中間層接合工程における第１中間層と第２中間層との接合に影響を与えない程度に、つまり第１中間層と第２中間層とを十分に接合することができる程度に排出すればよい。
【００２２】
また、上記ギャップ層は、熱伝導率が０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であってもよい（請求項２）。
この場合には、上記拡散接合工程において、セラミック体及び第１中間層の拡散接合部分と金属体及び第２中間層の拡散接合部分との間の熱伝導をギャップ層によって十分に抑制することができる。
【００２３】
また、上記ギャップ層は、ステンレス鋼用フラックスからなっていてもよい（請求項３）。
この場合には、上記拡散接合工程において、セラミック体及び第１中間層の拡散接合部分と金属体及び第２中間層の拡散接合部分との間の熱伝導をギャップ層によって十分に抑制することができる。また、第１中間層及び第２中間層のギャップ層側の表面に形成される酸化膜をギャップ層によって十分に還元除去することができる。
なお、上記ギャップ層に用いられるステンレス鋼用フラックスとしては、例えば、配合剤としてフッ化物を含有するフラックス、塩化物・ほう化物を含有するフラックス等がある。
【００２４】
また、上記ギャップ層の厚みは、セラミック体及び第１中間層の接合部分と金属体及び第２中間層の接合部分との間の熱伝導を十分に抑制することができる厚みに設定すればよい。
また、上記ギャップ層の厚みは、上記ギャップ層排出工程において第１中間層と第２中間層との間からギャップ層を除去することを考慮し、例えば、１ｍｍ以下とすることができる。
【００２５】
また、上記第１中間層及び上記第２中間層の少なくとも一方は、上記ギャップ層側の表面に突起部を有し、上記ギャップ層排出工程では、上記ギャップ層を介在させた状態で上記第１中間層と上記第２中間層とを圧縮し、上記突起部を塑性流動させることによって上記ギャップ層を上記第１中間層と上記第２中間層との間から排出してもよい（請求項４）。
この場合には、上記ギャップ層排出工程において、ギャップ層を第１中間層と第２中間層との間から容易かつ円滑に排出することができる。これにより、接合作業の効率化をより一層図ることができる。
【００２６】
上記セラミック体を構成するセラミック材料としては、例えば、ＳｉＣ、Ｓｉ−ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4等の非酸化物系セラミック材料、アルミナ等の酸化物系セラミック材料等を用いることができる。
上記金属体を構成する金属材料としては、例えば、ステンレス鋼、ニッケル合金であるインコネル（登録商標）等を用いることができる。
【００２７】
上記第１中間層を構成する材料としては、線膨張係数が上記セラミック体と上記金属体との間であって、上記セラミック体を構成するセラミック材料への拡散が可能な材料を用いることができる。例えば、上記セラミック体を構成するセラミック材料がＳｉＣの場合には、ＳｉＣへの拡散性が良いＣｒを用いることができる。
【００２８】
上記第２中間層を構成する材料としては、線膨張係数が上記セラミック体と上記金属体との間であって、上記金属体を構成する金属材料への拡散が可能な材料を用いることができる。例えば、上記金属体を構成する金属材料がインコネル（登録商標）の場合には、インコネル（登録商標）への拡散性が良いＣｒを用いることができる。
【００２９】
上記第１中間層及び上記第２中間層は、同じ材料からなることが好ましい。この場合には、上記中間層接合工程において、第１中間層と第２中間層とを容易かつ強固に接合することができる。
上記第１中間層及び上記第２中間層は、例えば、板材、粉材等によって構成することができる。また、上記セラミック体や上記金属体にスパッタリング等により成膜して構成することもできる。
【実施例】
【００３０】
（実施例１）
上記接合体の製造方法にかかる実施例について、図を用いて説明する。
図１に示すように、本例において製造する接合体１は、セラミック材料からなるセラミック体１１と金属材料からなる金属体１２とを有する。セラミック体１１は、ＳｉＣからなる。金属体１２は、ニッケル合金であるインコネル（登録商標）からなる。
【００３１】
同図に示すように、セラミック体１１と金属体１２との間には、第１中間層３１及び第２中間層３２が配置されている。第１中間層３１は、セラミック体１１側に配置されており、第２中間層３２は、金属体１２側に配置されている。第１中間層３１及び第２中間層３２は、共にＣｒからなる。第１中間層３１と第２中間層３２とは、金属結合により接合されている。第１中間層３１及び第２中間層３２の熱膨張係数は、セラミック体１１の熱膨張係数と金属体１２の熱膨張係数との間である。
【００３２】
セラミック体１１と第１中間層３１とは、拡散接合により接合されている。具体的には、セラミック体１１と第１中間層３１との間に第１拡散層２１が形成されている。セラミック体１１と第１中間層３１とは、この第１拡散層２１を介して接合されている。第１拡散層２１は、第１中間層３１側からセラミック体１１側に向かって、セラミック体１１の成分割合が徐々に高くなっている（第１中間層３１の成分割合が徐々に低くなっている）。第１拡散層２１の厚みは約３０μｍである。
【００３３】
金属体１２と第２中間層３２とは、拡散接合により接合されている。具体的には、金属体１２と第２中間層３２との間に第２拡散層２２が形成されている。金属体１２と第２中間層３２とは、この第２拡散層２２を介して接合されている。第２拡散層２２は、第２中間層３２側から金属体１２側に向かって、金属体１２の成分割合が徐々に高くなっている（第２中間層３２の成分割合が徐々に低くなっている）。第２拡散層２２の厚みは約３０μｍである。
【００３４】
そして、接合体１は、セラミック体１１、第１拡散層２１、第１中間層３１及び第２中間層３２、第２拡散層２２、金属体１２の順に熱膨張係数が段階的に高くなる傾斜構造を有する。具体的に、それぞれの熱膨張係数は、セラミック体１１が５×１０-6／℃、第１拡散層２１が７×１０-6／℃、第１中間層３１及び第２中間層３２が８×１０-6／℃、第２拡散層２２が１０×１０-6／℃、金属体１２が１２×１０-6／℃である。
【００３５】
次に、本例の接合体１の製造方法について説明する。
図２〜図５に示すように、本例の接合体１の製造方法は、セラミック体１１と金属体１２との間にギャップ層４を配置すると共に、線膨張係数がセラミック体１１と金属体１２との間である第１中間層３１、第２中間層３２をそれぞれセラミック体１１とギャップ層４との間、金属体１２とギャップ層４との間に配置する配置工程と、セラミック体１１と第１中間層３１とを拡散接合すると同時に、金属体１２と第２中間層３２とを拡散接合する拡散接合工程と、第１中間層３１と第２中間層３２との間からギャップ層４の少なくとも一部を排出するギャップ層排出工程と、第１中間層３１と第２中間層３２とを接合する中間層接合工程とを有する。
【００３６】
そして、拡散接合工程では、ギャップ層４によって、セラミック体１１及び第１中間層３１の接合部分と金属体１２及び第２中間層３２の接合部分との間の熱伝導を抑制すると共に、第１中間層３１及び第２中間層３２のギャップ層４側の表面３１１、３２１に形成される酸化膜を除去する。
以下、これを詳説する。
【００３７】
まず、図２に示すように、セラミック体１１と金属体１２との間にギャップ層４（厚み約１ｍｍ）を配置すると共に、第１中間層３１（厚み約０．５ｍｍ）、第２中間層３２（厚み約０．５ｍｍ）をそれぞれセラミック体１１とギャップ層４との間、金属体１２とギャップ層４との間に配置する（配置工程）。具体的には、セラミック体１１、第１中間層３１、ギャップ層４、第２中間層３２、金属体１２の順に、これらを積層する。
本例において、ギャップ層４は、ステンレス鋼用フラックスからなる。ステンレス鋼用フラックスとしては、フッ化物を含有するフッ化物系フラックスを用いている。
【００３８】
ここで、ギャップ層４は、後述する拡散接合工程において、セラミック体１１及び第１中間層３１の接合部分と金属体１２及び第２中間層３２の接合部分との間の熱伝導を抑制する機能を有する。ギャップ層４の熱伝導率は、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。具体的に、ギャップ層４の熱伝導率は、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。
【００３９】
また、ギャップ層４は、後述する拡散接合工程において、第１中間層３１及び第２中間層３２のギャップ層４側の表面３１１、３２１に形成される酸化膜を除去する機能を有する。ギャップ層４には、第１中間層３１及び第２中間層３２の表面３１１、３２１に形成される酸化膜を還元除去し、その表面３１１、３２１を活性状態にする成分、具体的にはフラックスが含有されている。
【００４０】
次いで、図３に示すように、セラミック体１１と第１中間層３１とを拡散接合すると同時に、金属体１２と第２中間層３２とを拡散接合する（拡散接合工程）。
具体的には、ギャップ層４よりもセラミック体１１側において、セラミック体１１及び第１中間層３１にそれぞれ電極５１、５２を設置する。また、ギャップ層４よりも金属体１２側において、金属体１２及び第２中間層３２にそれぞれ電極５３、５４を設置する。
【００４１】
そして、積層方向に圧力Ｐを加えた状態で、ギャップ層４よりもセラミック体１１側において、セラミック体１１及び第１中間層３１を介して電極５１、５２間に電流Ｑ１を流し、抵抗発熱によってセラミック体１１と第１中間層３１との界面を約９００℃に加熱する。これにより、セラミック体１１と第１中間層３１との間に厚み約３０μｍの第１拡散層２１が形成され、この第１拡散層２１を介してセラミック体１１と第１中間層３１とを接合する。
【００４２】
また、これと同時に、ギャップ層４よりも金属体１２側において、金属体１２及び第２中間層３２を介して電極５３、５４間に電流Ｑ２を流し、抵抗発熱によって金属体１２と第２中間層３２との界面を約１２００℃に加熱する。これにより、金属体１２と第２中間層３２との間に厚み約３０μｍの第２拡散層２２が形成され、この第２拡散層２２を介して金属体１２と第２中間層３２とを接合する。
【００４３】
この拡散接合工程において、セラミック体１１及び第１中間層３１と金属体１２及び第２中間層３２との間に配置されたギャップ層４は、セラミック体１１及び第１中間層３１の接合部分と金属体１２及び第２中間層３２の接合部分との間の熱伝導を抑制する。また、ギャップ層４は、第１中間層３１及び第２中間層３２のギャップ層４側の表面３１１、３２１に形成される酸化膜を還元除去し、その表面３１１、３２１を活性状態にする。
【００４４】
次いで、図４に示すように、第１中間層３１と第２中間層３２との間からギャップ層４を排出する（ギャップ層排出工程）。具体的には、第１中間層３１に設置した電極５２及び第２中間層３２に設置した電極５４を取り外した後、積層方向に圧力Ｐを加えて全体を圧縮することにより、第１中間層３１と第２中間層３２との間からギャップ層４を外側に排出する。排出されたギャップ層４は昇華する。なお、ギャップ層４は、この後の中間層接合工程において第１中間層３１と第２中間層３２とを十分に接合することができる程度であれば、そのすべてが排出されていなくてもよい。
【００４５】
次いで、図５に示すように、第１中間層３１と第２中間層３２とを接合する（中間層接合工程）。具体的には、第１中間層３１の表面３１１と第２中間層３２の表面３２１とを接触させる。そして、積層方向に圧力Ｐを加えた状態で、金属体１２、第２中間層３２、第１中間層３１及びセラミック体１１を介して電極５１、５３間に電流Ｑ３を流し、抵抗発熱によって第１中間層３１と第２中間層３２との界面を約７５０℃に加熱する。これにより、第１中間層３１と第２中間層３２とを金属結合により接合する。
以上により、図１の接合体１を得る。
【００４６】
次に、本例の作用効果について説明する。
本例の接合体１の製造方法において、配置工程では、セラミック体１１と金属体１２との間にギャップ層４を配置すると共に、第１中間層３１、第２中間層３２をそれぞれセラミック体１１とギャップ層４との間、金属体１２とギャップ層４との間に配置する。そして、拡散接合工程では、セラミック体１１と第１中間層３１とを拡散接合すると同時に、金属体１２と第２中間層３２とを拡散接合する。このとき、ギャップ層４によって、セラミック体１１及び第１中間層３１の接合部分と金属体１２及び第２中間層３２の接合部分との間の熱伝導を抑制する。
【００４７】
そのため、両方の拡散接合における加熱温度が異なる場合であっても、それぞれの接合部分をそれぞれ所望の温度に加熱することができ、かつ、その拡散接合を同時に行うことができる。これにより、拡散接合工程において、セラミック体１１及び第１中間層３１の拡散接合と金属体１２及び第２中間層３２の拡散接合とを同時に、精度良く行うことができ、接合作業の効率化を図ることができる。また、これによって工数削減、コストダウン等を図ることもできる。
【００４８】
また、拡散接合工程では、ギャップ層４によって、第１中間層３１及び第２中間層３２のギャップ層４側の表面３１１、３２１に形成される酸化膜を除去する。すなわち、第１中間層３１及び第２中間層３２の表面３１１、３２１に形成される酸化膜を隣接するギャップ層４によって還元除去する。そのため、第１中間層３１及び第２中間層３２の表面３１１、３２１が活性化された状態となる。これにより、中間層接合工程において、第１中間層３１と第２中間層３２とをより低温で、精度良く、強固に接合することができる。
【００４９】
また、このようにして製造された接合体１は、セラミック体１１、第１中間層３１及び第２中間層３２、金属体１２の順に熱膨張係数が段階的に高くなる傾斜構造を有すると共に、これらが拡散接合等によって精度良く、強固に接合されている。これにより、接合体１を高温環境下で使用した場合に熱膨張係数差に起因して発生する熱応力を十分に低減することができる。また、その熱応力に対する接合信頼性を十分に確保することができる。
【００５０】
また、本例において、ギャップ層４は、熱伝導率が０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。そのため、拡散接合工程において、セラミック体１１及び第１中間層３１の拡散接合部分と金属体１２及び第２中間層３２の拡散接合部分との間の熱伝導をギャップ層４によって十分に抑制することができる。
【００５１】
また、ギャップ層４は、ステンレス鋼用フラックスからなる。そのため、拡散接合工程において、セラミック体１１及び第１中間層３１の拡散接合部分と金属体１２及び第２中間層３２の拡散接合部分との間の熱伝導をギャップ層４によって十分に抑制することができる。また、第１中間層３１及び第２中間層３２のギャップ層４側の表面３１１、３２１に形成される酸化膜をギャップ層４によって十分に還元除去することができる。
【００５２】
このように、本例によれば、セラミック体１１と金属体１２との接合作業の効率化を図ると共に、接合信頼性を十分に確保することができる接合体１の製造方法を提供することができる。
【００５３】
なお、本例では、図３に示すように、拡散接合工程において、セラミック体１１及び第１中間層３１と金属体１２及び第２中間層３２とを電極５１〜５４を用いた抵抗発熱によって所定の温度に加熱したが、例えば、図６に示すように、コイル５５、５６を用いた誘導加熱によって所定の温度に加熱することもできる。また、その他にも、レーザやアークプラズマを用いて加熱することもできる。
【００５４】
（実施例２）
本例は、図７、図８に示すように、第１中間層３１の構成を変更してギャップ層排出工程を行った例である。
図７に示すように、第１中間層３１のギャップ層４側の表面３１１の中央部分には、第２中間層３２に向かって突出する突起部３３が設けられている。
【００５５】
そして、図８に示すように、ギャップ層排出工程では、積層方向に圧力Ｐを加え、ギャップ層４を介在させた状態で第１中間層３１と第２中間層３２とを圧縮する。第１中間層３１の突起部３３は、塑性流動しながらギャップ層４を外側に押し出し、第１中間層３１と第２中間層３２との間から排出する。
その他の基本的な製造方法は、実施例１と同様である。また、実施例１と同様の構成については、同様の符号を付し、その説明を省略している。
【００５６】
次に、本例の作用効果について説明する。
本例の場合には、ギャップ層排出工程において、ギャップ層４を第１中間層３１と第２中間層３２との間から容易かつ円滑に排出することができる。これにより、接合作業の効率化をより一層図ることができる。
その他の基本的な作用効果は、実施例１と同様である。
【００５７】
（実施例３）
本例は、図９〜図１２に示すように、接合体１を電気加熱式触媒コンバータ８の一部に用いた例である。
図９に示すように、電気加熱式コンバータ８は、Ｓｉ−ＳｉＣからなる円柱形状のハニカム構造体８１を備えている。ハニカム構造体８１は、排気管８６に連結される筒状のケース８７内に挿入されている。
【００５８】
図１０〜図１２に示すように、ハニカム構造体８１は、四角形格子状に配された多孔質の隔壁８１１と、隔壁に囲まれて軸方向伸びる多数のセル８１２と、外周側面を覆う筒状の外周壁８１３とを有する。隔壁８１１には、排ガスの浄化性能を有するＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の三元触媒を担持させることができる。
【００５９】
同図に示すように、ハニカム構造体８１の外周壁８１３には、Ｓｉ−ＳｉＣからなる一対の電極８２がハニカム構造体８１を挟んで対向するように配設されている。各電極８２には、Ｓｉ−ＳｉＣからなる電極端子８３が配設されている。各電極端子８３の先端には、ニッケル合金であるインコネル（登録商標）からなる金属端子８４が配設されている。
【００６０】
本例において、接合体１は、セラミック体１１である電極端子８３及び金属体１２である金属端子８４である。接合体１は、実施例１と同様の製造方法により製造されたものである。接合体１の構成は、実施例１と同様である。なお、図１０〜図１２では、セラミック体１１（電極端子８３）と金属体１２（金属端子８４）との間の第１拡散層２１、第１中間層３１、第２中間層３２、第２拡散層２２の図示を省略している。
【００６１】
図９に示すように、電気加熱式コンバータ８において、ハニカム構造体８１の各金属端子８４（図示略）に接続された一対のリード線８５は、電源８８に接続されている。電気加熱式触媒コンバータ８は、電極８２間に電圧を印加してハニカム構造体８１を発熱させることにより、ハニカム構造体８１に担持された触媒の浄化性能を向上させ、排ガスを浄化することができる。
【００６２】
そして、上記構成の電気加熱式コンバータ８は、６００℃以上の高温環境下で使用される。そのため、セラミック体１１である電極端子８３と金属体１２である金属端子８４との接合信頼性を十分に確保することが要求される。
したがって、このような部分に、実施例１の製造方法により製造された接合体１を用いることが好適である。
【符号の説明】
【００６３】
１  接合体
１１  セラミック体
１２  金属体
３１  第１中間層
３１１  表面（第１中間層のギャップ層側の表面）
３２  第２中間層
３２１  表面（第２中間層のギャップ層側の表面）
４  ギャップ層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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