(57)【要約】      （修正有）【課題】電極部の耐酸化性を確保できるセラミックヒータを提供する。【解決手段】セラミックヒータ１０は、窒化珪素を主成分とする絶縁性セラミックからなり軸線方向に沿って延びる基体１１と、窒化珪素および炭化タングステンを含有する導電性セラミックからなり基体の内部に埋め込まれた導体１５と、を備える。導体は、軸線方向の先端側に配置された発熱部１６と、発熱部に連結され軸線方向に沿って延びるリード部１７と、リード部に連結され軸線方向に垂直な方向に延びる電極部１８，１９と、を備える。セラミックヒータは、電極部に接触しつつ電極部を覆うと共に基体の外部に露出する保護層２０を備え、保護層はタングステンシリサイドを含有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化珪素を主成分とする絶縁性セラミックからなり軸線方向に沿って延びる基体と、
窒化珪素および炭化タングステンを含有する導電性セラミックからなり前記基体の内部に埋め込まれた導体であり、前記軸線方向の先端側に配置された発熱部と、前記発熱部に連結され前記軸線方向に沿って延びるリード部と、前記リード部に連結され前記軸線方向に垂直な方向に延びる電極部と、を有する導体と、
前記電極部に接触しつつ前記電極部を覆うと共に前記基体の外部に露出する保護層と、を備えるセラミックヒータであって、
前記保護層は、タングステンシリサイドを含有するセラミックヒータ。
【請求項２】
前記保護層は、さらに窒化珪素を含有する請求項１記載のセラミックヒータ。
【請求項３】
前記保護層は、厚さが５μｍ以上である請求項１又は２に記載のセラミックヒータ。
【請求項４】
前記保護層は前記基体の内部に埋設されてなり、前記保護層の表面は、前記基体の表面に倣う請求項１から３のいずれかに記載のセラミックヒータ。
【請求項５】
セラミックヒータと、前記セラミックヒータを保持する筒状部材と、を備えるグロープラグであって、
前記セラミックヒータは、請求項１から４のいずれかに記載のセラミックヒータであり、
前記筒状部材は、前記セラミックヒータの前記保護層を介して前記電極部に接続されるグロープラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセラミックヒータ及びグロープラグに関し、特に導体の電極部が保護層で覆われたセラミックヒータ及びそれを備えるグロープラグに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セラミックヒータを金属材料からなる筒状部材にて保持するグロープラグが知られている（特許文献１及び２）。特許文献１及び２には、窒化珪素を主成分とする絶縁性セラミックからなる基体の内部に、窒化珪素と炭化タングステンとを含有する導電性セラミックからなる導体が埋め込まれたセラミックヒータが記載されている。特許文献１には、セラミックヒータの電極部（端子）と筒状部材との接触抵抗を下げるため、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｓｎ等を主成分とする保護層で電極部を覆う技術が開示されている。特許文献２には、筒状部材に対するセラミックヒータの移動を抑制するため、ＡｕやＡｇを含有する保護層で電極部を覆い、電極部と筒状部材との間に保護層を介在させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−５６８４８号公報
【特許文献２】特開２０１５−１０８４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで近年では、ディーゼルエンジンの高性能化に伴い、グロープラグが、より熱負荷を受ける状況にある。このため、セラミックヒータの電極部付近の温度が上昇することがある。しかしながら上記従来の技術では、より過酷な冷熱サイクルに起因して、導電性セラミックからなる電極部とＡｕ，Ａｇ等を含有する保護層との熱膨張率の違いにより、電極部と保護層との界面に欠陥が生じ、その結果、酸素が電極部に侵入して電極部が酸化する（つまり電極部の耐酸化性が低下する）可能性がある。
【０００５】
本発明はこの問題点を解決するためになされたものであり、電極部の耐酸化性を確保できるセラミックヒータ及びグロープラグを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために本発明のセラミックヒータは、窒化珪素を主成分とする絶縁性セラミックからなり軸線方向に沿って延びる基体と、窒化珪素および炭化タングステンを含有する導電性セラミックからなり基体の内部に埋め込まれた導体と、を備える。導体は、軸線方向の先端側に配置された発熱部と、発熱部に連結され軸線方向に沿って延びるリード部と、リード部に連結され軸線方向に垂直な方向に延びる電極部と、を備える。セラミックヒータは、電極部に接触しつつ電極部を覆うと共に基体の外部に露出する保護層をさらに備え、保護層はタングステンシリサイドを含有する。
【０００７】
本発明のグロープラグは、セラミックヒータと、セラミックヒータを保持する筒状部材と、を備えている。筒状部材はセラミックヒータの保護層を介して電極部に接続される。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載のセラミックヒータによれば、電極部を覆う保護層はタングステンシリサイドを含有している。タングステンシリサイドの熱膨張率は、ＡｕやＡｇの熱膨張率に比べ、導電性セラミック（つまり炭化タングステン及び窒化珪素）の熱膨張率に近い。このため、より過酷な冷熱サイクルに起因する、電極部と保護層との熱膨脹率の違いにより電極部と保護層との界面に生じる歪みを抑制できるので、界面に欠陥を生じ難くできる。
【０００９】
その上、タングステンシリサイドを含む保護層と、導電性セラミックからなる電極部との密着性を向上できる。よって、電極部の耐酸化性を確保できる。
【００１０】
請求項２記載のセラミックヒータによれば、保護層はさらに窒化珪素を含有する。これにより、保護層の材料の熱膨張率を導電性セラミックの熱膨張率にさらに近づけることができる。このため、電極部と保護層との熱膨脹率の違いにより電極部と保護層との界面に生じる歪みをさらに抑制でき、界面に欠陥をさらに生じ難くできる。
【００１１】
さらに、導電性セラミックに含まれる窒化珪素が保護層に含まれるので、保護層と電極部との密着性をより向上できる。これにより、電極部の耐酸化性をより確保できる。
【００１２】
請求項３記載のセラミックヒータによれば、保護層は厚さが５μｍ以上である。これにより、保護層の酸素の透過をより抑制できるので、請求項１又は２の効果に加え、電極部の耐酸化性を十分に確保できる。
【００１３】
請求項４記載のセラミックヒータによれば、保護層は基体の内部に埋設されてなり、保護層の表面は基体の表面に倣う。これにより、セラミックヒータを筒状部材で保持する際に、保護層を剥離させることなくセラミックヒータを保持できる。よって、請求項１から３のいずれかの効果に加え、セラミックヒータへの筒状部材の組み付けを容易にできる。
【００１４】
請求項５記載のグロープラグによれば、セラミックヒータと、セラミックヒータを保持する筒状部材と、を備え、セラミックヒータは、請求項１から４のいずれかに記載のセラミックヒータである。これにより、請求項１から４のいずれかと同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態におけるセラミックヒータの断面図である。
【図２】セラミックヒータを備えるグロープラグの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態におけるセラミックヒータ１０の軸線Ｏを含む断面図である。図１では紙面下側をセラミックヒータ１０の先端側、紙面上側をセラミックヒータ１０の後端側という。図１に示すようにセラミックヒータ１０は、基体１１と、基体１１の内部に埋め込まれた導体１５と、を備えている。
【００１７】
基体１１は、窒化珪素を主成分とする絶縁性セラミックからなる部材であり、本実施の形態では略円柱状に形成されている。窒化珪素を主成分とする絶縁性セラミックは、窒化珪素を主成分とする主相粒子が粒界相により結合された組織をもつ。主相粒子は、Ｓｉ又はＮの一部をＡｌ又はＯで置換したもの、Ｌｉ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｙ等の金属原子が固溶したものであっても良い。絶縁性セラミックは、ＩＵＰＡＣ１９９０年勧告に基づく周期表の３族（例えば希土類元素）、４族、５族、１３族（例えばＡｌ）、１４族（例えばＳｉ）の元素群およびＭｇから選ばれる１種または２種以上を、酸化物換算で１〜１０質量％含有できる。
【００１８】
導体１５は、窒化珪素および炭化タングステンを含有する導電性セラミックからなる部材である。導電性セラミックは、ＩＵＰＡＣ１９９０年勧告に基づく周期表の３族（例えば希土類元素）、４族、５族、１３族（例えばＡｌ）、１４族（例えばＳｉ）の元素群およびＭｇから選ばれる１種または２種以上を、酸化物換算で１〜１０質量％含有できる。
【００１９】
導電性セラミックに占める炭化タングステンの割合は、要求される導体１５の抵抗値に応じて、適宜設定される。なお、炭化タングステンの熱膨張率は窒化珪素の熱膨張率に比べて大きいので、熱膨張率の差によって導体１５に生じる応力を抑制するため、導体１５（導電性セラミック）の全体の体積に占める炭化タングステンの体積の割合は２０〜４０体積％に設定されるのが好ましい。
【００２０】
導体１５は、基体１１の先端側に配置された発熱部１６と、発熱部１６から後端側へ向けて延びる一対のリード部１７と、リード部１７から軸線Ｏと交わる方向へ向けて延びる電極部１８，１９と、を備えている。発熱部１６はＵ字状に形成され、リード部１７は棒状に形成されると共に発熱部１６の両端に接続する。リード部１７は、発熱部１６に電力を供給する部位である。発熱部１６の断面積はリード部１７の断面積より狭いので、発熱部１６とリード部１７とが同じ材質でも、発熱部１６の抵抗をリード部１７の抵抗よりも大きくできる。その結果、発熱部１６の発熱量をリード部１７の発熱量よりも大きくできるので、発熱部１６を選択的に発熱させることができる。
【００２１】
電極部１８，１９は、電源電圧が印加される端子の役目を果たす部位である。電極部１８，１９は、基体１１に形成された孔１２，１３にそれぞれ収容されている。電極部１９は、電極部１８よりも軸線Ｏ方向の後端側に配置されている。電極部１８，１９はそれぞれ保護層２０で覆われている。
【００２２】
保護層２０は、電極部１８，１９に接触しつつ基体１１の外部に露出する。保護層２０はタングステンシリサイド（ＷｘＳｉｙ）を含有する（但しｘ，ｙ＞０）。タングステンシリサイドは導電性を有する化合物であり、例えばＷＳｉ２，Ｗ３Ｓｉ２，Ｗ５Ｓｉ３が挙げられる。保護層２０は、ＷＳｉ２，Ｗ５Ｓｉ３等のうち１種または２種以上を含有する。
【００２３】
このように、保護層２０はタングステンシリサイドを含有している。これにより、より過酷な冷熱サイクルに起因して、電極部１８，１９と保護層２０との熱膨張率の違いにより電極部１８，１９と保護層２０との界面に生じる歪みを抑制できるので、界面に欠陥を生じ難くできる。その上、タングステンシリサイドを含む保護層２０と、導電性セラミック（炭化タングステンや窒化珪素）からなる電極部１８，１９との密着性をも向上させることができる。
【００２４】
そして、電極部１８，１９が保護層２０に覆われるので、電極部１８，１９の酸化を抑制できる。その結果、酸化による電極部１８，１９の体積の膨張や電極部１８，１９の抵抗値の増大などを抑制できるので、電極部１８，１９が収容された孔１２，１３の周囲の基体１１の破断や発熱部１６の発熱量の低下などを抑制できる。
【００２５】
保護層２０は、タングステンシリサイドに加え、窒化珪素をも含有する。これにより、保護層２０の材料の熱膨張率を導電性セラミックの熱膨張率にさらに近づけることができる。このため、電極部１８，１９と保護層２０との熱膨脹率の違いにより電極部１８，１９と保護層２０との界面に生じる歪みをさらに抑制でき、界面に欠陥をさらに生じ難くできる。
【００２６】
その上、導電性セラミックに含まれる窒化珪素を保護層２０が含有しているので、保護層２０と電極部１８，１９との密着性をより向上できる。これにより、電極部１８，１９の耐酸化性をより確保できる。
【００２７】
さらに保護層２０は、最も薄い部分の厚さＴが５μｍ以上である。これにより、保護層２０が酸素を透過することをより抑制できる。その結果、電極部１８，１９の耐酸化性を十分に確保できる。
【００２８】
保護層２０は孔１２，１３の中に配置されることで、基体１１の内部に埋設される。保護層２０は、保護層２０の表面２１が基体１１の表面１４に倣うように形成される。これにより、基体１１の表面１４よりも外側に保護層２０を突出させないか、或いは、基体１１の表面１４よりも外側に保護層２０の一部が突出してもその突出量を少なくできる。その結果、基体１１の表面１４から保護層２０が大きく突出しているものに比べ、セラミックヒータ１０を外筒４２（後述する）で保持する際に、保護層２０が擦れたり傷ついたり、保護層２０が剥離したりすることなく、セラミックヒータ１０を外筒４２で保持できる。
【００２９】
セラミックヒータ１０は、例えば以下のような方法によって製造される。まず、基体１１及び導体１５の原料を調製する。基体１１の原料は、窒化珪素を主成分とする絶縁性セラミックの原料粉末を混合粉砕し、ニーダー（混練機）を用いてこの混合物にバインダ等を混練し、その後ペレット化して得られる。導体１５の原料は、窒化珪素および炭化タングステンを含有する導電性セラミックの原料粉末を混合粉砕し、ニーダーを用いてこの混合物にバインダ等を混練し、その後ペレット化して得られる。
【００３０】
導体１５の原料を射出成形することにより、導体１５の成形体を得る。次いで、導体１５の成形体を金型のキャビティ内に配置した後、基体１１の原料を射出成形することにより（いわゆる２色成形）、基体１１の成形体に導体１５の成形体が埋め込まれたセラミックヒータ１０の成形体が得られる。
【００３１】
成形後、必要に応じて、切断加工や研磨加工、切削加工が行われる。電極部１８，１９が基体１１（成形体）に埋没している場合には、成形体の表面の研磨や切削により、成形された電極部１８，１９を外部に露出させることができる。成形された電極部１８，１９が成形体（基体１１）の外部に露出している場合には、成形体の表面の研磨や切削は不要である。
【００３２】
セラミックヒータ１０の成形体を炉に入れ、窒素雰囲気下、所定の温度で焼成することによりセラミックヒータ１０が得られる。いわゆるホットプレス焼成を行っても良い。焼成のときに成形体にＳｉＯ（ガス）を接触させ、窒化珪素および炭化タングステンを含有する電極部１８，１９の表面にタングステンシリサイドを含む膜を化学反応により生成させ、保護層２０を形成する。化学反応によって電極部１８，１９の表面に保護層２０が形成されるので、保護層２０の形成を容易にできると共に、電極部１８，１９と保護層２０との界面に気孔などの欠陥を生じ難くできる。
【００３３】
保護層２０を形成するＳｉＯ（ガス）は、成形体の表面に露出する窒化珪素の表面に存在する酸化珪素が、焼成時に熱分解することにより生成されたものを利用できる。なお、ＳｉＯの発生源は、成形体に設けられた酸化珪素に限られるものではない。例えば、窒化珪素や酸窒化珪素の粉末や塊（以下「粉末等」と称す）を、成形体とは別に炉内に収容し、その粉末等の焼成時の熱分解により生成されたＳｉＯを用いることができる。また、炉内に収容された窒化珪素や酸窒化珪素の熱分解を利用するのではなく、ＳｉＯ（ガス）を炉内に導入し成形体に接触させることは当然可能である。
【００３４】
炉内のＳｉＯのガス分圧や反応温度を適宜設定することにより、タングステンシリサイドの結晶相の化学組成を設定できる。炉内の窒素分圧を設定することにより、電極部１８，１９の表面に、タングステンシリサイドに加え、窒化珪素を含む保護層２０を形成できる。電極部１８，１９とガスとの反応時間や反応温度、ガス分圧を適宜設定することにより、保護層２０の厚さを設定できる。従って、保護層２０の化学組成や厚さの制御を容易にできる。
【００３５】
なお、この製造方法は一例であり、公知の他の製造方法を採用できる。例えば、射出成形ではなく、導体１５や基体１１の原料粉末のプレス成形により成形体を得ることは当然可能である。また、射出成形とプレス成形とを組み合わせて成形体を得ることは当然可能である。
【００３６】
また、発熱部１６、リード部１７及び電極部１８，１９の各々の体積に占める炭化タングステンの体積の割合が異なる原料を用い、いわゆる２色成形等によって、発熱部１６、リード部１７及び電極部１８，１９をそれぞれ成形することは当然可能である。各部の全体の体積に占める炭化タングステンの体積の割合が異なる原料を用いることにより、各部の断面積を変えなくても比抵抗をそれぞれ設定できる。
【００３７】
図２を参照してグロープラグ３０について説明する。図２はセラミックヒータ１０を備えるグロープラグ３０の軸線Ｏを含む断面図である。図２では紙面下側をグロープラグ３０の先端側、紙面上側をグロープラグ３０の後端側という。グロープラグ３０は、セラミックヒータ１０、主体金具３１、中軸３５及び外筒４２を備えている。主体金具３１及び外筒４２は、セラミックヒータ１０を保持するハウジングの一部である。
【００３８】
主体金具３１は、軸線Ｏに沿う軸孔３２が形成された略円筒状の金属製（例えば炭素鋼やステンレス鋼等）の部材である。主体金具３１は、軸線Ｏ方向の略中央の外周面にねじ部３３が形成され、ねじ部３３よりも後端側の外周面に工具係合部３４が形成されている。ねじ部３３は、エンジン（図示せず）に形成されたねじ穴に係合する部位である。工具係合部３４は、エンジンのねじ穴にねじ部３３を締め付けるときに、レンチ等の工具を係合させる部位である。
【００３９】
中軸３５は金属製の円柱状の部材である。中軸３５の先端側は軸孔３２に収容され、中軸３５の後端側は主体金具３１から突出する。中軸３５は、他の部分に比べて外径が小さい小径部３６が先端に設けられている。
【００４０】
絶縁部材３７は中軸３５を囲むリング状の部材であり、主体金具３１の軸孔３２に配置されている。絶縁部材３７は主体金具３１に中軸３５を固定する。絶縁部材３７は、主体金具３１と中軸３５との間を電気的に絶縁すると共に、主体金具３１と中軸３５との間を気密封止する。
【００４１】
絶縁部材３８は中軸３５を囲む筒状部３９及びフランジ部４０を備える部材であり、絶縁部材３７よりも後端側の軸孔３２に配置されている。フランジ部４０は、筒状部３９よりも後端側において中軸３５を囲んで配置されている。絶縁部材３８は、主体金具３１と中軸３５との間、及び、主体金具３１とスリーブ４１との間を電気的に絶縁する。
【００４２】
スリーブ４１は略円筒状の金属製の部材であり、フランジ部４０に接した状態で、主体金具３１の後端から突出した中軸３５を囲む。スリーブ４１は塑性変形され、中軸３５に加締め固定されている。スリーブ４１は絶縁部材３８の脱落を防止する。
【００４３】
外筒４２は主体金具３１の先端に接合される略円筒状の金属製（例えばステンレス鋼等）の筒状部材である。外筒４２は後端側に厚肉部４３及び係合部４４が形成されている。係合部４４は厚肉部４３よりも後端側に配置され、係合部４４の外径は厚肉部４３の外径よりも小さい。外筒４２は、係合部４４が主体金具３１の軸孔３２に嵌められ、厚肉部４３が主体金具３１の先端に突き当てられる。
【００４４】
外筒４２（筒状部材）は、セラミックヒータ１０の先端側を突出させた状態で、しまりばめにより、セラミックヒータ１０の基体１１の表面１４を保持する。外筒４２は、セラミックヒータ１０の基体１１の表面１４及び電極部１８を覆う保護層２０に接触する。セラミックヒータ１０の後端側は、外筒４２から突出して主体金具３１の軸孔３２に収容される。電極リング４５はセラミックヒータ１０を囲む金属製の部材であり、しまりばめにより、セラミックヒータ１０の基体１１の表面１４及び電極部１９（図１参照）を覆う保護層２０に接触する。中軸３５の小径部３６と電極リング４５との間はリード線４６によって電気的に接続される。
【００４５】
セラミックヒータ１０の保護層２０は基体１１の内部に埋設され、保護層２０の表面２１は基体１１の表面１４に倣うように形成されているので、外筒４２及び電極リング４５にセラミックヒータ１０が圧入されたときに、外筒４２や電極リング４５で保護層２０が削り取られないようにできる。外筒４２及び電極リング４５にセラミックヒータ１０を圧入できるので、ロウ付け等の接合操作を省略できる。よって、外筒４２や電極リング４５のセラミックヒータ１０への組み付け構造を簡素化できる。
【００４６】
外筒４２は、しまりばめにより、セラミックヒータ１０の基体１１の表面１４及び保護層２０に接触するので、発熱部１６の発熱や燃焼ガスによる基体１１の熱は、外筒４２、主体金具３１からエンジン（図示せず）に伝えられ放散される。よって、グロープラグ３０におけるセラミックヒータ１０の耐熱性を確保できる。
【実施例】
【００４７】
本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００４８】
保護層２０に含まれる化合物が異なるセラミックヒータ１０のサンプル１〜９を作成した。まず、窒化珪素を主成分とする絶縁性セラミックの原料粉末を混合粉砕し、ニーダー（混練機）を用いてこの混合物にバインダ等を混練し、その後ペレット化して基体１１の原料を調製した。同様に、炭化タングステンの原料粉末と窒化珪素の原料粉末とを混合粉砕し、ニーダーを用いてこの混合物にバインダ等を混練し、その後ペレット化して導体１５の原料を調製した。
【００４９】
導体１５の原料を射出成形することにより、導体１５の成形体を得た。この成形体を金型のキャビティ内に配置した後、基体１１の原料を射出成形することにより、基体１１の成形体に導体１５の成形体が埋め込まれたセラミックヒータ１０の成形体を得た。
【００５０】
この成形体を窒素雰囲気下、所定の温度で焼成することによりセラミックヒータ１０を得た。焼成時に、成形体の表面に露出する窒化珪素の表面に存在する酸化珪素が、熱分解することにより生成されたＳｉＯ（ガス）を成形体に接触させ、電極部１８，１９の表面に保護層２０を形成した。ＳｉＯのガス分圧を調整することにより、保護層２０に含まれる結晶相の種類および保護層２０の厚さＴが異なる種々のサンプル１〜９を得た。サンプル１０は、比較のため、保護層２０の無いセラミックヒータ１０である。サンプル１〜１０は、基体１１を直径３．１ｍｍ、長さ４５ｍｍの円柱状とした。
【００５１】
なお、サンプル１〜１０は、保護層２０に含まれる結晶相の種類や保護層２０の厚さの違いによる特性を評価するため、導体１５の全体に占める炭化タングステンの割合、各種原料粉末の粒径、セラミックヒータ１０の各部の寸法や形状等は一定にした。
【００５２】
各サンプルの保護層２０の定性分析は、Ｘ線回折法（ＸＲＤ）を用いて行った。Ｘ線回折法により得られた回折パターンとＩＣＤＤカードとを対比することにより、保護層２０に含まれる結晶相を同定した。なお、保護層の無いサンプル１０は、Ｘ線回折法により電極部の定性分析を行った。その結果は表１に記した。表１に記すサンプル１０の化合物は電極部に含まれる結晶相である。
【００５３】
【表１】
2019125496.tif 000003
保護層２０の定性分析を行ったサンプルと同じ条件のもとで製造されたサンプルについて、軸線Ｏを含む平らな断面が現れるように電極部１８，１９の部分を研磨し、ＳＥＭによる組成像による画像を基に保護層２０の厚さＴ（保護層２０のうち最も薄い部分の厚さ）を測定した。結果は表１に記した。
【００５４】
保護層２０の定性分析を行ったサンプルと同じ条件のもとで製造されたサンプルをそれぞれ２本ずつ準備し、各サンプルを加熱炉に入れ、大気中でサンプルを加熱・冷却する試験１及び試験２をそれぞれ行った。試験１は、１０分／℃の速度で４００℃（雰囲気温度）まで昇温した後、４００℃で２時間維持し、その後、炉内で約３時間かけて常温まで冷却した。試験２は、１０分／℃の速度で４５０℃（雰囲気温度）まで昇温した後、４５０℃で２時間維持し、その後、炉内で約３時間かけて常温まで冷却した。試験１，２の最高温度（４００℃又は４５０℃）は、通電してセラミックヒータ１０が発熱しているときの電極部１８，１９の温度を仮定した。
【００５５】
試験前後の各サンプルについて、２０℃における導体１５の抵抗値（測定器のプローブを保護層２０に接触させて測定した電極部１８，１９間の抵抗値）を４端子法により測定し、試験前の抵抗値Ｒ１に対する試験後の抵抗値Ｒ２の変化率ΔＲ＝（Ｒ２−Ｒ１）／Ｒ１・１００（％）を求めた。ΔＲが小さいほど、電極部１８，１９の耐酸化性が維持できていることを示している。よって、ΔＲ≦１％をＡ、１％＜ΔＲ≦２％をＢ、２％＜ΔＲ≦１０％をＣ、１０％＜ΔＲをＤと評価した。結果は表１に記した。
【００５６】
まず試験１の結果を検討する。表１に示すように、保護層の無いサンプル１０の評価はＤだが、タングステンシリサイド（ＷｘＳｉｙ）を含む保護層が形成されたサンプル１〜９の評価はＡ又はＢであった。タングステンシリサイドを含む保護層を電極部の表面に形成することにより、抵抗値の増大を抑制できることが明らかになった。つまり、保護層により電極部の耐酸化性が維持できたと推察される。
【００５７】
保護層にＷ５Ｓｉ３及びＳｉ３Ｎ４が含まれるサンプル２（保護層の厚さが５μｍ）の評価はＡであるのに対し、保護層にＷＳｉ２及びＳｉ３Ｎ４が含まれるサンプル５（保護層の厚さが５μｍ）の評価はＢであった。このことから保護層が同じ厚さの場合、保護層に含まれるタングステンシリサイドはＷ５Ｓｉ３がＷＳｉ２よりも好ましいことが明らかになった。Ｗ５Ｓｉ３の熱膨張率はＷＳｉ２の熱膨張率に比べてＷＣの熱膨張率に近いからであると推察される。
【００５８】
なお、保護層にＷ５Ｓｉ３，ＷＳｉ２及びＳｉ３Ｎ４が含まれ、保護層の厚さが５μｍ以上のサンプル８，９は、いずれも評価Ａであった。
【００５９】
次に試験２の結果を検討する。保護層の厚さが５μｍ以上であるサンプル２〜９は、いずれも評価Ａ又はＢであるのに対し、保護層の厚さが０．５μｍであるサンプル１は評価Ｃであった。この結果から、保護層の厚さは５μｍ以上あることが好ましいと判断される。
【００６０】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００６１】
実施の形態では、セラミックヒータ１０の成形体を焼成するときにＳｉＯ（ガス）を成形体に接触させて、電極部１８，１９の表面に保護層２０を形成する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。公知の他の手段により保護層２０を形成することは当然可能である。他の手段としては、例えば、めっき、スパッタリング、蒸着、塗装などが挙げられる。他の手段によって形成される保護層２０も、タングステンシリサイド（ＷｘＳｉｙ）が少なくとも含まれていれば良い。
【００６２】
実施の形態では、基体１１が略円柱状に形成されるセラミックヒータ１０について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。基体１１の形状は適宜設定できる。例えば、基体の軸線Ｏに直交する断面を楕円状、多角状等の形状にすることは当然可能である。また、セラミックヒータは棒状の基体をもつものに限られない。例えば、板状の基体間に導体を挟み込んだいわゆる板状のセラミックヒータとすることは当然可能である。板状のセラミックヒータの場合、基体の軸線Ｏに直交する断面は矩形状となる。
【００６３】
実施の形態では、セラミックヒータ１０の基体１１が略円柱状に形成されていたので、円筒状の部材（外筒４２）を用いて保護層２０に通電させた。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、基体が嵌って保護層２０に通電する部材の形状は、セラミックヒータの基体の断面の形状に応じて、基体を取り囲む筒状（円筒状、角筒状など）に適宜設定される。
【００６４】
実施の形態では、セラミックヒータ１０がグロープラグ３０に用いられる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。バーナーの着火用ヒータ、ガスセンサの加熱用ヒータ、ＤＰＦ（Diesel particulate filter）にセラミックヒータ１０を用いることは当然可能である。
【００６５】
実施の形態では、セラミックヒータ１０を保持する外筒４２（筒状部材）が主体金具３１に固定されたグロープラグ３０について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、セラミックヒータが外筒と共に変位可能となるように主体金具に保持されるグロープラグ（いわゆるヒータ付き圧力センサ）とすることは当然可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１０  セラミックヒータ
１１  基体
１４  基体の表面
１５  導体
１６  発熱部
１７  リード部
１８，１９  電極部
２０  保護層
２１  保護層の表面
３０  グロープラグ
４２  外筒（筒状部材）
Ｏ    軸線
【図１】
2019125496.tif 000004
【図２】
2019125496.tif 000005