(57)【要約】【課題】接合物にひずみが生じることを抑えられる金属セラミック接合体、隔膜真空計、金属とセラミックとの接合方法、および、隔膜真空計の製造方法を提供する。【解決手段】開口１１ａが筒端に形成された筒形状を有する基準容器１１と、開口１１ａを塞ぐ板形状を有する隔膜と、釉薬から構成されて隔膜と基準容器１１とを接合する接合層２１と、基準容器１１の外表面を構成して接合層２１に覆われる導電層２２であって、接合層２１よりも電気伝導率が高い導電層２２とを有する。さらに、基準容器１１の表面のうち隔膜から離れた部位に位置する端子層２３であって、隔膜と端子層２３との間に接合層２１が位置し、隔膜と端子層２３との間の電圧を接合層２１に印加できる端子層２３と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属部材と、
セラミック部材と、
釉薬から構成されて前記金属部材と前記セラミック部材とを接合する接合層と、
前記セラミック部材の外表面を構成して前記接合層に覆われる導電層であって、前記接合層よりも電気伝導率が高い前記導電層と、
前記セラミック部材の外表面のうち前記金属部材から離れた部位に位置する端子層であって、前記金属部材と前記端子層との間に前記接合層が位置し、前記金属部材と前記端子層との間の電圧を前記接合層に印加できる前記端子層と、を備える
金属セラミック接合体。
【請求項２】
前記端子層は、前記導電層に接触している
請求項１に記載の金属セラミック接合体。
【請求項３】
開口が筒端に形成された筒形状を有するセラミック容器と、
前記開口を塞ぐ板形状を有する金属隔膜と、
釉薬から構成されて前記金属隔膜と前記セラミック容器とを接合する接合層と、
前記セラミック容器の外表面を構成して前記接合層に覆われる導電層であって、前記接合層よりも電気伝導率が高い前記導電層と、
前記セラミック容器の外表面のうち前記金属隔膜から離れた部位に位置する端子層であって、前記金属隔膜と前記端子層との間に前記接合層が位置し、前記金属隔膜と前記端子層との間の電圧を前記接合層に印加できる前記端子層と、を備える
隔膜真空計。
【請求項４】
前記接合層は、前記開口を囲む端面にて広がりを有し、
前記導電層は、前記端面にて前記接合層と重なる広がりを有する
請求項３に記載の隔膜真空計。
【請求項５】
前記端子層は、前記導電層に接触している
請求項３または４に記載の隔膜真空計。
【請求項６】
前記セラミック容器は、前記開口と向かい合う底部をさらに有し、
前記端子層は、前記セラミック容器の表面のうち、外周面と前記底部とに連続して位置する
請求項５に記載の隔膜真空計。
【請求項７】
セラミック部材の表面に端子層を形成することと、
前記端子層と金属部材とが離れた状態で、前記金属部材と前記セラミック部材との間に釉薬から構成された接合層を挟むことと、
前記釉薬のガラス転移点未満の温度まで前記接合層が加熱された状態で前記端子層と前記金属部材との間に電圧を印加することと、を備え、
前記接合層を挟むことでは、
前記接合層よりも電気伝導率の高い導電層であって、前記セラミック部材の外表面を構成する前記導電層を前記接合層で覆うことを含む
金属とセラミックとの接合方法。
【請求項８】
開口を有した筒形状を有するセラミック容器の外周面の少なくとも一部に端子層を形成することと、
前記端子層と、前記開口を塞ぐ板形状を有する金属隔膜とが離れた状態で、前記金属隔膜と前記セラミック容器の前記開口を囲む端面との間に釉薬から構成された接合層を挟むことと、
前記釉薬のガラス点移転未満の温度まで前記接合層が加熱された状態で前記端子層と前記金属隔膜との間に電圧を印加することと、を備え、
前記接合層を挟むことでは、
前記接合層よりも電気伝導率の高い導電層であって、前記セラミック容器の外表面を構成する前記導電層を前記接合層で覆うことを含む
隔膜真空計の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の技術は、金属から構成される部材とセラミックから構成される部材との接合体である金属セラミック接合体、隔膜真空計、金属とセラミックとの接合方法、および、隔膜真空計の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
隔膜真空計は、例えば特許文献１に記載のように、底部を有した筒形状を有する２つの容器と、２つの容器の間に挟まれることによって、各容器の開口を封止する隔膜とを備えている。隔膜は、測定の基準となる圧力が印加される基準圧力室を一方の容器と形成し、測定される圧力が印加される測定圧力室を他方の容器と形成する。基準圧力室を構成する容器の内壁面には、隔膜と向かい合う電極が位置している。隔膜真空計は、隔膜と電極との間の静電容量を、基準圧力室の圧力に対する測定圧力室の圧力として測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００２−５００３５１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、隔膜真空計では、一般に、隔膜が、ガラスはんだあるいは溶接によって各容器と接合している。隔膜がガラスはんだによって各容器と接合する場合であれ、溶接によって接合する場合であれ、隔膜が各容器と接合するとき、隔膜と各容器とを接合する接合物の状態が液状体から固体に変わる。接合物の状態が変化するとき、接合物の容積も変化するため、接合物にはひずみが生じてしまう。なお、こうしたひずみは、隔膜真空計を構成する隔膜が各容器と接合した接合物に限らず、液状体から固体に変化することによって金属から構成される部材がセラミックから構成される部材と接合した接合物であれば共通に生じる。
【０００５】
本開示の技術は、接合物にひずみが生じることを抑えられる金属セラミック接合体、隔膜真空計、金属とセラミックとの接合方法、および、隔膜真空計の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の技術における金属セラミック接合体の一態様は、金属部材と、セラミック部材と、釉薬から構成されて前記金属部材と前記セラミック部材とを接合する接合層と、前記セラミック部材の外表面を構成して前記接合層に覆われる導電層であって、前記接合層よりも電気伝導率が高い前記導電層と、前記セラミック部材の外表面のうち前記金属部材から離れた部位に位置する端子層であって、前記金属部材と前記端子層との間に前記接合層が位置し、前記金属部材と前記端子層との間の電圧を前記接合層に印加できる前記端子層と、を備える。
【０００７】
本開示の技術における金属セラミック接合体の一態様によれば、金属部材とセラミック部材とに接合層が接続する前に、接合層が加熱された状態で、端子層と金属部材との間に電圧を印加することが可能である。そして、固体である接合層を用いて、固体である金属部材と、同じく固体であるセラミック部材との接合が可能になる。また、接合層の中で導電層が接触する部分において、接合層に印加される電圧の均一化も図られる。すなわち、上述の態様は、金属部材がセラミック部材と接合するときに、接合層が溶解することなく金属部材がセラミック部材と接合することが可能な構成であり、結果として、この態様によれば、金属部材とセラミック部材とが接合されるときに接合層にひずみが生じることを抑えられる。加えて、接合層の中で導電層が接触する部分において、金属部材とセラミック部材との接合の強度の均一化も図られる。
【０００８】
本開示の技術における金属セラミック接合体の他の態様は、前記端子層が、前記導電層に接触している。
本開示の技術における金属セラミック接合体の他の態様によれば、端子層に印加される電圧が直接導電層に印加されるため、接合層の中で導電層が接触する部分において、電圧が印加されやすく、金属部材とセラミック部材との接合の強度が高められる。
【０００９】
本開示の技術における隔膜真空計の一態様は、開口が筒端に形成された筒形状を有するセラミック容器と、前記開口を塞ぐ板形状を有する金属隔膜と、釉薬から構成されて前記金属隔膜と前記セラミック容器とを接合する接合層と、前記セラミック容器の外表面を構成して前記接合層に覆われる導電層であって、前記接合層よりも電気伝導率が高い前記導電層と、前記セラミック容器の外表面のうち前記金属隔膜から離れた部位に位置する端子層であって、前記金属隔膜と前記端子層との間に前記接合層が位置し、前記金属隔膜と前記端子層との間の電圧を前記接合層に印加できる前記端子層と、を備える。
【００１０】
本開示の技術における隔膜真空計の一態様によれば、金属隔膜とセラミック容器とに接合層が接続する前に、接合層が加熱された状態で、端子層と金属隔膜との間に電圧を印加することが可能である。そして、固体である接合層を用いて、固体である金属隔膜と同じく固体であるセラミック容器との接合が可能になる。また、接合層の中で導電層が接触する部分において、接合層に印加される電圧の均一化も図られる。すなわち、上述の態様は、金属隔膜がセラミック容器と接合するときに、接合層が溶解することなく金属隔膜がセラミック容器と接合することが可能な構成であり、結果として、この態様によれば、金属隔膜とセラミック容器とが接合されるときに接合層にひずみが生じることを抑えられる。加えて、接合層の中で導電層が接触する部分において、金属隔膜とセラミック容器との接合の強度の均一化も図られる。
【００１１】
本開示の技術における隔膜真空計の他の態様は、前記接合層が、前記開口を囲む端面にて広がりを有し、前記導電層は、前記端面にて前記接合層と重なる広がりを有する。
本開示の技術における隔膜真空計の他の態様によれば、導電層と金属隔膜との間に電圧が印加されるとき、隔膜真空計が有する接合層のうち、セラミック容器の端面にて導電層と重なる部位に電圧が印加される。これにより、接合層のうちで導電層と重なる部位にて、金属隔膜がセラミック容器と接合するため、導電層の位置によって金属隔膜におけるセラミック容器との接合位置を決めることができる。
【００１２】
本開示の技術における隔膜真空計の他の態様は、前記端子層が、前記導電層に接触している。
本開示の技術における隔膜真空計の他の態様によれば、端子層に印加される電圧が直接導電層に印加されるため、接合層の中で導電層が接触する部分において、電圧が印加されやすく、金属隔膜とセラミック容器との接合の強度が高められる。
【００１３】
本開示の技術における隔膜真空計の他の態様は、前記セラミック容器が、前記開口と向かい合う底部をさらに有し、前記端子層は、前記セラミック容器の表面のうち、外周面と前記底部とに連続して位置する。
【００１４】
本開示の技術における隔膜真空計の他の態様によれば、導電層と金属隔膜との間に電圧が印加されるとき、導電性の治具を用いることによって、セラミック容器の底部から金属隔膜に向けた力の印加と、治具と金属隔膜との間への電圧の印加とを行うことが可能になる。これにより、金属隔膜とセラミック容器との接合時に必要な作業が簡単になる。
【００１５】
本開示の技術における金属とセラミックとの接合方法の一態様は、セラミック部材の表面に端子層を形成することと、前記端子層と金属部材とが離れた状態で、前記金属部材と前記セラミック部材との間に釉薬から構成された接合層を挟むことと、前記釉薬のガラス転移点未満の温度まで前記接合層が加熱された状態で前記端子層と前記金属部材との間に電圧を印加することと、を備える。前記接合層を挟むことでは、前記接合層よりも電気伝導率の高い導電層であって、前記セラミック部材の外表面を構成する前記導電層を前記接合層で覆うことを含む。
【００１６】
本開示の技術における金属とセラミックとの接合方法の一態様によれば、セラミック部材が金属部材と接合するとき、接合層がガラス転移点未満の温度に加熱された状態で、導電層と金属部材との間に電圧が印加される。そのため、固体である金属部材が、固体である接合層によってセラミック部材に接合する。それゆえに、金属部材がセラミック部材と接合するときに、接合層にひずみが生じることが抑えられる。そのうえ、接合層の中で導電層が接触する部分において、金属部材とセラミック部材との接合の強度の均一化も図られる。
【００１７】
本開示の技術における隔膜真空計の製造方法の一態様は、開口を有した筒形状を有するセラミック容器の外周面の少なくとも一部に端子層を形成することと、前記端子層と、前記開口を塞ぐ板形状を有する金属隔膜とが離れた状態で、前記金属隔膜と前記セラミック容器の前記開口を囲む端面との間に釉薬から構成された接合層を挟むことと、前記釉薬のガラス点移転未満の温度まで前記接合層が加熱された状態で前記端子層と前記金属隔膜との間に電圧を印加することと、を備える。そして、前記接合層を挟むことでは、前記接合層よりも電気伝導率の高い導電層であって、前記セラミック容器の外表面を構成する前記導電層を前記接合層で覆うことを含む。
【００１８】
本開示の技術における隔膜真空計の製造方法の一態様によれば、固体である金属隔膜が、固体である接合層によってセラミック容器と接合する。そのため、金属隔膜がセラミック容器と接合するとき、接合層にひずみが生じることが抑えられる。そのうえ、接合層の中で導電層が接触する部分において、金属部材とセラミック部材との接合の強度の均一化も図られる。結果として、接合層を液状体から固体に変える隔膜真空計の製造方法と比べて、隔膜真空計における測定の精度が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本開示の隔膜真空計の一実施形態の断面構造を示す断面図である。
【図２】基準容器の断面構造を示す断面図である。
【図３】基準容器の一部断面構造を示す部分断面図である。
【図４】隔膜真空計の製造方法の一実施形態における処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】隔膜真空計の製造方法における電圧印加工程を模式的に示す図である。
【図６】接合層における可動イオンの状態を模式的に示す図である。
【図７】比較例における可動イオンの状態を模式的に示す図である。
【図８】隔膜と各容器とを接合するときの圧力、熱、および、電圧の各々の印加のタイミングを示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１から図５を参照して、本開示の金属セラミック接合体、隔膜真空計、金属とセラミックとの接合方法、および、隔膜真空計の製造方法の一実施形態を説明する。以下では、金属セラミック接合体の一例である隔膜真空計の構成、隔膜真空計の製造方法の順に説明する。
【００２１】
［隔膜真空計の構成］
図１および図２を参照して隔膜真空計の構成を説明する。以下では、隔膜真空計の全体構成、および、隔膜真空計の外表面における構成を順番に説明する。
【００２２】
図１が示すように、隔膜真空計１０は、基準容器１１、測定容器１２、および、金属部材の一例である隔膜１３を備え、隔膜１３は、基準容器１１と測定容器１２とに接合している。基準容器１１および測定容器１２は、セラミック部材およびセラミック容器の一例である。基準容器１１および測定容器１２の各々は筒形状を有し、各容器１１，１２は、２つの筒端のうち、一方の筒端に開口１１ａ，１２ａを有し、他方の筒端に底部を有する。基準容器１１と測定容器１２との形成材料は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とするセラミックである。セラミックは、例えば、８５質量％以上９９質量％以下の割合でＡｌ２Ｏ３を含む。
【００２３】
隔膜１３は、２つの開口１１ａ，１２ａの各々を塞ぐ板形状を有し、隔膜１３において向かい合う２つの面のうち、一方の面が基準容器１１の開口１１ａと向かい合い、他方の面が測定容器１２の開口１２ａと向かい合っている。隔膜１３の外径は、基準容器１１および測定容器１２の各々の外径よりも大きく、隔膜１３は、基準容器１１および測定容器１２の各々の外周面から径方向の外側に向けて延びている。
【００２４】
隔膜１３の形成材料は、例えば、鉄とニッケルとを含む合金であるインバー、スーパーインバー、ステンレスインバー、および、コバール４２合金（コバールは登録商標）などのいずれかである。あるいは、隔膜１３の形成材料は、例えば、モリブデンハステロイ（ハステロイは登録商標）、あるいは、インコネル（インコネルはの登録商標）などのいずれかである。これらの形成材料の熱膨張係数は、各容器１１，１２の形成材料の主成分であるＡｌ２Ｏ３の熱膨張係数とほぼ等しいため、各容器１１，１２と隔膜１３との温度が変わることにより、各容器１１，１２と隔膜１３との間にひずみが生じることが抑えられる。
【００２５】
隔膜１３は、基準容器１１と測定容器１２とに接合し、基準容器１１と測定容器１２とは、互いの開口１１ａ，１２ａが隔膜１３を挟んで向かい合う状態で隔膜１３に接合している。隔膜１３は、測定の基準となる圧力が印加される基準圧力室１１ｂを基準容器１１と形成する一方、測定される圧力が印加される測定圧力室１２ｂを測定容器１２と形成している。
【００２６】
基準容器１１の内壁面には、測定電極１４が、隔膜１３と向かい合う状態で位置している。測定電極１４は、メタライズ層と金属層とを有し、メタライズ層は、例えば、モリブデンとマンガンとを含む粒子、あるいは、チタンを含む粒子が内壁面の一部に拡散した層であり、金属層は、例えば金によって構成されて、メタライズ層上に位置している。
【００２７】
基準容器１１の底部は、底部の外壁面と内壁面との間を貫通する貫通孔を有し、貫通孔内には、引出電極１５が位置し、引出電極１５は、底部の外壁面から基準容器１１の軸方向における外側に向けて延びている。引出電極１５の形成材料は、例えば、測定電極１４の金属層と同じ材料などの金属であり、引出電極１５の２つの端部のうち、内壁面に近い端部は、例えば、銅と銀とを含むろうによって測定電極１４のメタライズ層にろう付けされている。
【００２８】
測定容器１２の底部は、底部の外壁面と内壁面との間を貫通する圧力印加ポート１２ｃを有している。底部の外壁面のうち、少なくとも圧力印加ポート１２ｃの開口を囲む部分には、例えば、モリブデンとマンガンとを含む粒子、または、チタンを含む粒子が拡散したメタライズ層が位置している。メタライズ層には、圧力印加管部１６が、例えば、銅と銀とを含むろうによってろう付けされている。隔膜真空計１０の測定対象となる圧力は、圧力印加管部１６を通じて測定圧力室１２ｂに印加される。
【００２９】
隔膜真空計１０においては、測定対象となる圧力が、圧力印加管部１６から測定圧力室１２ｂに印加されると、隔膜１３が、基準圧力室１１ｂの圧力と測定圧力室１２ｂの圧力との差に合わせて撓む。例えば、測定圧力室１２ｂの圧力が基準圧力室１１ｂの圧力よりも大きいとき、隔膜１３は基準容器１１の底部に向けて凸状に撓む一方、測定圧力室１２ｂの圧力が基準圧力室１１ｂの圧力よりも小さいとき、測定容器１２の底部に向かって凸状に撓む。隔膜１３が撓むことによって、隔膜１３と測定電極１４との間の静電容量が変わるため、隔膜真空計１０においては、隔膜１３と測定電極１４との間の静電容量が、基準圧力室１１ｂの圧力に対する測定圧力室１２ｂの圧力として引出電極１５を通じて出力される。
【００３０】
なお、基準圧力室１１ｂ内の圧力が真空であるとき、隔膜真空計１０は、絶対圧力計として機能する一方、基準圧力室１１ｂが大気圧に解放されているとき、隔膜真空計１０は、相対圧力計、すなわち、ゲージ圧力計として機能する。隔膜真空計１０が絶対圧力計であるとき、隔膜真空計１０は、基準圧力室１１ｂ内の気体分子を吸着するケミカルゲッターを備えていることが好ましい。
【００３１】
［隔膜真空計の外表面における構成］
図２および図３を参照して隔膜真空計１０の外表面における構成を説明する。なお、隔膜真空計１０のうち、基準容器１１の外表面における構成と測定容器１２の外表面における構成とは、隔膜真空計１０における位置が異なるものの、構成および機能が相互に同じである。そのため、以下では、基準容器１１の外表面における構成を詳しく説明し、測定容器１２の外表面における構成の説明を省略する。また、図２においては、説明の便宜上、基準容器１１が接合している隔膜１３と、隔膜１３に接合している測定容器１２との図示が省略されている。
【００３２】
図２が示すように、隔膜真空計１０は、釉薬から構成されて隔膜１３と基準容器１１とを接合する接合層２１を有し、接合層２１は、基準容器１１の外表面のうち、開口１１ａを囲む端面１１ｃに位置している。接合層２１は、点形状を有してもよいし、端面１１ｃにて径方向において広がる帯形状を有してもよいし、端面１１ｃにて径方向の全体にわたって広がる環形状を有してもよい。接合層２１は、端面１１ｃにて周方向において広がる帯形状を有してもよいし、端面１１ｃの全周にわたって広がる帯形状を有してもよい。
【００３３】
例えば、図２が示す一例では、接合層２１は、端面１１ｃにおける径方向の全体、および、周方向の全体にわたる環形状を有している。接合層２１は、基準容器１１の端面１１ｃと隔膜１３における基準容器１１と向かい合う面との間に挟まれて、基準容器１１と隔膜１３とを接合する。
【００３４】
接合層２１を構成する釉薬は、ガラス基材と、ガラス基材に混合された金属元素とを有する。釉薬に含まれる金属元素は、正の可動イオンとして機能する金属元素であり、釉薬は、例えば、ナトリウム、カリウム、および、カルシウムなどの少なくとも１種を金属元素として含む。釉薬を構成するガラス基材は、例えば、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、コバールガラス、および、鉛ガラスなどである。なお、いずれのガラス基材においても酸化ケイ素が主成分であり、これらの材料では、ガラス基材に対して酸化ケイ素以外に含まれる金属酸化物の種類や、酸化ケイ素に対する金属酸化物の割合が相互に異なる。
【００３５】
隔膜真空計１０は、基準容器１１の外表面を構成して、接合層２１に覆われる導電層２２を有する。導電層２２は、基準容器１１の外表面そのものであってもよいし、基準容器１１の外表面の上に位置して、基準容器１１の外表面を構成してもよい。あるいは、導電層２２は、これらの両方を有してもよい。導電層２２の電気伝導率は、接合層２１の電気伝導率よりも高い。すなわち、導電層２２の電気抵抗は、接合層２１の電気抵抗よりも低い。導電層２２は、基準容器１１の外表面のうち、端面１１ｃの少なくとも一部を構成している。導電層２２は、点形状を有してもよいし、端面１１ｃにて径方向の一部に広がる帯形状を有してもよいし、端面１１ｃにて径方向の全体にわたって広がる環形状を有してもよい。導電層２２は、端面１１ｃにて周方向の一部に広がる帯形状を有してもよいし、端面１１ｃの全周にわたって広がる帯形状を有してもよい。
【００３６】
導電層２２は、端面１１ｃにて接合層２１の少なくとも一部と重なりを有し、好ましくは、接合層２１の全体と重なりを有する。
例えば、図２が示す基準容器１１の一例では、導電層２２が、端面１１ｃにおける径方向の全体、および、周方向の全体にわたって広がる環形状を有して基準容器１１の外表面を構成し、端面１１ｃにて接合層２１の全体と重なっている。接合層２１は、隔膜１３と基準容器１１の外表面である導電層２２とに接触して、隔膜１３と基準容器１１とを接合する。
【００３７】
隔膜真空計１０は、基準容器１１の外表面のうち、隔膜１３から離れた部位に位置する端子層２３を有する。端子層２３は、隔膜１３と端子層２３との間に接合層２１が位置するとき、隔膜１３と端子層２３との間に印加された電圧を接合層２１に印加することができる。端子層２３は、導電層２２に電気的に接続し、導電層２２と相互に同じ材料によって一体に形成されてもよいし、導電層２２とは相互に異なる材料によって各別の層として形成されてもよい。
【００３８】
端子層２３は、例えば、基準容器１１のうち、隔膜１３と接する端面１１ｃから離れて、基準容器１１の外周面１１ｄに位置し、外周面１１ｄの周方向の一部に広がる帯形状を有してもよいし、外周面１１ｄの周方向の全体にわたって広がる帯形状を有してもよい。端子層２３は、基準容器１１の中心軸が延びる方向の一部に沿って広がる帯形状を有してもよいし、外周面１１ｄにおける中心軸の延びる方向の全体にわたって広がる筒形状を有してもよい。端子層２３は、基準容器１１のうち、開口１１ａと向かい合う筒端が有する底部１１ｅに位置してもよく、底部１１ｅの径方向の一部に広がる帯形状を有してもよいし、底部１１ｅの径方向の全体にわたって広がる筒形状を有してもよい。端子層２３は、底部１１ｅの周方向の一部に広がる帯形状を有してもよいし、底部１１ｅにおける周方向の全体にわたって広がる環形状を有してもよい。端子層２３は、底部１１ｅに位置するとき、外周面１１ｄと底部１１ｅとに連続して位置することが好ましい。
【００３９】
例えば、図２が示す基準容器１１の一例では、端子層２３は、高抵抗端子層２４と低抵抗端子層２５とを有する。高抵抗端子層２４と低抵抗端子層２５との各々は、外周面１１ｄにおける中心軸の延びる方向の全体にわたって広がり、かつ、外周面１１ｄの周方向の全体にわたって広がる筒形状を有する。高抵抗端子層２４と低抵抗端子層２５との各々は、さらに、外周面１１ｄと底部１１ｅとに連続して位置し、高抵抗端子層２４と低抵抗端子層２５との各々は、底部１１ｅの外縁から径方向の内側に向けて広がる環形状を有する。
【００４０】
高抵抗端子層２４は、接合層２１と同じく釉薬から構成され、隔膜１３から離れて接合層２１と連続している。高抵抗端子層２４は、接合層２１と相互に同じ成分の釉薬から構成されてもよいし、相互に異なる成分の釉薬から構成されてもよい。
【００４１】
低抵抗端子層２５は、隔膜１３から離れて導電層２２と連続し、基準容器１１の外表面上に位置して高抵抗端子層２４に覆われている。低抵抗端子層２５は、導電層２２と相互に同じ材料から構成されてもよいし、相互に異なる材料から構成されてもよい。
【００４２】
図３を参照して、導電層２２、および、低抵抗端子層２５をより詳しく説明する。なお、図３は、説明の便宜上、基準容器１１の断面構造における一部を拡大して示している。
図３が示すように、導電層２２は、導電メタライズ層２２ａと、導電金属層２２ｂとを有している。導電メタライズ層２２ａは、基準容器１１の端面１１ｃに、例えば、モリブデンとマンガンとを含む粒子、あるいは、チタンを含む粒子が拡散した層である。導電メタライズ層２２ａの電気伝導率は、基準容器１１における金属粒子が拡散していない部分の電気伝導率よりも高く、かつ、接合層２１の電気伝導率よりも高い。
【００４３】
導電金属層２２ｂは、例えば、金、鉄、ニッケル、コバルト、クロム、および、モリブデンなどの金属で構成された層であり、めっき法、真空蒸着法、および、スパッタ法などを用いて形成された層である。導電金属層２２ｂの電気伝導率は、接合層２１の電気伝導率よりも高い。導電金属層２２ｂは、導電メタライズ層２２ａの少なくとも一部を覆っていてもよいし、導電メタライズ層２２ａの全体を覆っていてもよい。導電金属層２２ｂが基準容器１１の外表面を構成する上では、導電金属層２２ｂの全体が、導電メタライズ層２２ａの全体と重なることが好ましい。これにより、導電金属層２２ｂが、基準容器１１の外表面の上から剥がれにくくなる。
【００４４】
導電層２２は、導電メタライズ層２２ａと導電金属層２２ｂとの両方を有する構成でなくともよく、導電メタライズ層２２ａのみを有してもよいし、導電金属層２２ｂのみを有してもよい。なお、導電層２２が導電金属層２２ｂのみを有する場合には、導電金属層２２ｂの形成材料は、基準容器１１を構成するセラミックに対する付着性の高い材料であることが好ましい。
【００４５】
図３が示す基準容器１１の一例では、導電メタライズ層２２ａは、端面１１ｃにおける径方向の全体、および、周方向の全体にわたって位置し、導電金属層２２ｂは、導電メタライズ層２２ａの全体を覆っている。
【００４６】
低抵抗端子層２５は、導電層２２と同様、端子メタライズ層２５ａと、端子金属層２５ｂとを有している。端子メタライズ層２５ａは、基準容器１１の外周面１１ｄ、および、底部１１ｅの一部に、例えば、モリブデンとマンガンとを含む粒子、あるいは、チタンを含む粒子が拡散した層である。端子メタライズ層２５ａの電気伝導率は、高抵抗端子層２４の電気伝導率よりも高い。端子メタライズ層２５ａは、隔膜１３と離れて、導電メタライズ層２２ａと連続している。端子メタライズ層２５ａは、導電メタライズ層２２ａと相互に同じ材料で構成されてもよいし、相互に異なる材料で構成されてもよい。
【００４７】
端子金属層２５ｂは、例えば、金、鉄、ニッケル、コバルト、クロム、および、モリブデンなどの金属で構成された層であり、めっき法、真空蒸着法、および、スパッタ法などを用いて形成された層である。端子金属層２５ｂの電気伝導率は、接合層２１の電気伝導率よりも高い。端子金属層２５ｂは、端子メタライズ層２５ａの一部を覆っていてもよいし、導電メタライズ層２２ａの全体を覆っていてもよい。端子金属層２５ｂが基準容器１１の外表面の上に位置する上では、端子金属層２５ｂの全体が、端子メタライズ層２５ａの全体と重なることが好ましい。これにより、端子金属層２５ｂが、基準容器１１の外表面の上から剥がれにくくなる。端子金属層２５ｂは、導電金属層２２ｂと相互に同じ材料で構成されてもよいし、相互に異なる材料で構成されてもよい。
【００４８】
低抵抗端子層２５は、端子メタライズ層２５ａと端子金属層２５ｂとの両方を有する構成でなくともよく、端子メタライズ層２５ａのみを有してもよいし、端子金属層２５ｂのみを有してもよい。なお、低抵抗端子層２５が端子金属層２５ｂのみを有する場合には、端子金属層２５ｂの形成材料は、基準容器１１を構成するセラミックに対する付着性の高い材料であることが好ましい。
【００４９】
図３が示す基準容器１１の一例では、端子メタライズ層２５ａは、外周面１１ｄにおける中心軸の延びる方向の全体にわたって広がり、かつ、外周面１１ｄの周方向の全体にわたって広がる筒形状を有する。端子メタライズ層２５ａは、さらに、外周面１１ｄと底部１１ｅとに連続して位置し、高抵抗端子層２４と低抵抗端子層２５との各々は、底部１１ｅの外縁から径方向の内側に向けて広がる環形状を有する。端子金属層２５ｂは、端子メタライズ層２５ａの全体を覆い、かつ、隔膜１３と離れて導電金属層２２ｂと連続している。
【００５０】
［隔膜真空計の製造方法］
図４から図８を参照して、隔膜真空計１０の製造方法を説明する。以下では、まず、隔膜真空計１０の製造方法の手順を説明し、次に、電圧印加工程を説明する。
【００５１】
図４を参照して、隔膜真空計１０の製造方法の処理の手順を説明する。
図４が示すように、隔膜真空計１０の製造方法は、端子層形成工程（ステップＳ１）、接合層挟持工程（ステップＳ２）、および、電圧印加工程（ステップＳ３）を有する。端子層形成工程においては、端子層２３が、基準容器１１および測定容器１２の少なくとも一方に形成され、好ましくは、基準容器１１および測定容器１２の両方に形成される。
【００５２】
端子層形成工程においては、端子層２３が高抵抗端子層２４のみから構成されるとき、基準容器１１および測定容器１２の少なくとも一方の外表面に対して釉薬が塗布され、塗布された釉薬が焼結されることによって、端子層２３が形成される。なお、端子層形成工程において、高抵抗端子層２４が形成されるとき、接合層２１は、高抵抗端子層２４と同時に形成されてもよいし、端子層形成工程よりも前に形成されてもよいし、端子層形成工程よりも後に形成されてもよい。一方、端子層形成工程において、高抵抗端子層２４が形成されないとき、接合層２１は、接合層挟持工程よりも前に形成されればよい。
【００５３】
端子層形成工程においては、端子層２３が低抵抗端子層２５のみから構成され、かつ、低抵抗端子層２５が端子メタライズ層２５ａおよび端子金属層２５ｂから構成されるとき、まず、基準容器１１および測定容器１２の少なくとも一方の外表面に端子メタライズ層２５ａが形成される。次いで、端子メタライズ層２５ａが形成された容器の外表面に対して、端子金属層２５ｂが形成される。
【００５４】
なお、低抵抗端子層２５が端子メタライズ層２５ａのみから構成されるときには、基準容器１１および測定容器１２の少なくとも一方の外表面に端子メタライズ層２５ａのみが形成される。また、低抵抗端子層２５が端子金属層２５ｂのみから構成されるときには、基準容器１１および測定容器１２の少なくとも一方の外表面に端子金属層２５ｂのみが形成される。また、端子層形成工程において、低抵抗端子層２５が形成されるとき、導電層２２は、低抵抗端子層２５と同時に形成されてもよいし、端子層形成工程よりも前に形成されてもよいし、端子層形成工程よりも後に形成されてもよい。一方、端子層形成工程において、低抵抗端子層２５が形成されないとき、導電層２２は、接合層挟持工程よりも前に形成されればよい。
【００５５】
端子層形成工程においては、端子層２３が高抵抗端子層２４と低抵抗端子層２５とから構成されるとき、まず、低抵抗端子層２５を形成するための処理が行われ、次に、高抵抗端子層２４を形成するための処理が行われる。
【００５６】
接合層挟持工程においては、端子層２３と隔膜１３とが離れた状態で、基準容器１１および測定容器１２の少なくとも一方と隔膜１３との間に接合層２１が挟まれる。接合層挟持工程においては、基準容器１１および測定容器１２の少なくとも一方の有する接合層２１が、２つの容器１１，１２のうち、接合層２１の形成された容器と隔膜１３との間に挟まれてもよい。あるいは、接合層挟持工程においては、隔膜１３において対向する２つの面のうち、少なくとも一方の面の有する接合層２１が、隔膜１３と、２つの容器のうち、接合層２１と対向する容器との間に挟まれてもよい。
【００５７】
接合層挟持工程においては、さらに、接合層２１よりも電気伝導率の高い導電層２２が基準容器１１および測定容器１２の少なくとも一方の外表面を構成して、導電層２２が接合層２１で覆われる。基準容器１１および測定容器１２が接合層２１を有するとき、導電層２２は、基準容器１１の外表面のみを構成してもよいし、測定容器１２の外表面のみを構成してもよいし、基準容器１１の外表面および測定容器１２の外表面を構成してもよい。接合層挟持工程においては、導電層２２が導電メタライズ層２２ａから構成されるとき、基準容器１１および測定容器１２の少なくとも一方の外表面が、導電メタライズ層２２ａによって構成されている。２つの容器の少なくとも一方における外表面が、導電メタライズ層２２ａで構成されるとき、接合層２１は、導電メタライズ層２２ａを有する容器が有してもよいし、隔膜１３における導電メタライズ層２２ａを覆う部位に形成されてもよい。
【００５８】
接合層挟持工程においては、導電層２２が導電金属層２２ｂから構成されるとき、基準容器１１および測定容器１２の少なくとも一方の外表面が、導電金属層２２ｂによって構成されている。２つの容器の少なくとも一方の外表面が導電金属層２２ｂによって構成されるとき、接合層２１は、隔膜１３における導電金属層２２ｂを覆う部位に形成されることが好ましい。
【００５９】
接合層挟持工程においては、導電層２２が導電メタライズ層２２ａと導電金属層２２ｂとから構成されるとき、基準容器１１および測定容器１２の少なくとも一方の外表面が、導電メタライズ層２２ａおよび導電金属層２２ｂによって構成されている。
【００６０】
接合層挟持工程においては、上述したいずれの場合であっても、接合層２１は、接合層挟持工程よりも前に、２つの容器の少なくとも一方、もしくは、隔膜１３に塗布され、かつ、焼結された固体の状態である。
【００６１】
電圧印加工程においては、釉薬のガラス転移温度未満の温度まで接合層が加熱された状態で、端子層２３と隔膜１３との間に電圧が印加される。電圧印加工程においては、端子層２３が低抵抗端子層２５を有するとき、端子層２３が高抵抗端子層２４のみから構成されるときと比べて、端子層２３と隔膜１３との間に電圧が印加されやすい。電圧印加工程においては、端子層２３が、高抵抗端子層２４と低抵抗端子層２５とから構成されるとき、端子層２３と隔膜１３との間には、主に低抵抗端子層２５を通じて電圧が印加され、高抵抗端子層２４を通じても電圧が印加される。
【００６２】
電圧印加工程においては、端子層２３と隔膜１３との間に電圧が印加されるとき、接合層２１が加熱されているため、接合層２１の電気伝導率が高められている。これにより、接合層２１に含まれる金属元素が正の可動イオンとして機能する。電圧印加工程においては、こうした接合層２１と隔膜１３との間での電荷の移動によって、基準容器１１および測定容器１２の少なくとも一方と、隔膜１３とが、接合層２１を介して接合する。
【００６３】
電圧印加工程においては、端子層２３と隔膜１３との間に直流電圧が印加されてもよい。端子層２３と隔膜１３との間に直流電圧が印加されるとき、端子層２３が正の電位である一方、隔膜１３が負の電位であってもよいし、端子層２３が負の電位である一方、隔膜１３が正の電位であってもよい。あるいは、電圧印加工程においては、端子層２３と隔膜１３との間での電位の正負が、直流電圧の印加の途中で切り換えられてもよい。この場合には、電圧の印加によって、接合層２１の中の可動イオンが接合対象の表面に移動し、接合対象の表面にて接合に必要とされる反応が進行すればよい。
【００６４】
電圧印加工程においては、端子層２３が正の電位であり、かつ、隔膜１３が負の電位であるとき、各容器１１，１２の端面が接合層２１を有することが好ましい。電圧印加工程においては、端子層２３が負の電位であり、かつ、隔膜１３が正の電位であるとき、各容器１１，１２の端面が導電層２２によって構成され、かつ、隔膜１３が接合層２１を有することが好ましい。
【００６５】
電圧印加工程においては、端子層２３と隔膜１３との間に交流電圧が印加されてもよい。端子層２３と隔膜１３との間に交流電圧が印加されるとき、接合層２１の中の可動イオンが接合対象の表面に移動し、接合対象の表面にて接合に必要とされる反応が進行すればよい。
【００６６】
電圧印加工程においては、端子層２３と隔膜１３との間に電圧が印加されるとき、接合層２１の中で、可動イオンの偏りが生じてもよい。可動イオンは、接合層２１の中で、相対的に正の電位である部位から、相対的に負の電位である部位に向けて移動する。そのため、端子層２３と隔膜１３との間に直流電圧が印加され、かつ、端子層２３が正の電位である一方、隔膜１３が負の電位であるとき、可動イオンは、接合層２１の中で、隔膜１３に接する部位に偏る。
【００６７】
これに対して、端子層２３と隔膜１３との間に直流電圧が印加され、かつ、端子層２３が負の電位である一方、隔膜１３が正の電位であるとき、可動イオンは、接合層２１の中で、導電層２２に接する部位に偏る。
【００６８】
電圧印加工程においては、端子層２３と隔膜１３との間に電圧が印加されるとき、接合層２１の中で、可動イオンの偏りが生じなくともよい。ただし、接合層２１の中で可動イオンが偏らないためには、隔膜１３と２つの容器１１，１２の少なくとも一方とが接合される途中で、端子層２３と隔膜１３との間に印加される電圧の極性が切り換えられる必要がある。そのため、端子層２３と隔膜１３とに対する電圧の印加方法が煩雑になる。
【００６９】
電圧印加工程においては、接合層２１が、接合層２１を構成する釉薬のガラス転移点未満の温度まで加熱された状態であればよい。そのため、端子層２３が、釉薬から構成される高抵抗端子層２４を有するとき、高抵抗端子層２４は、高抵抗端子層２４を構成する釉薬のガラス転移点未満の温度まで加熱された状態でもよいし、ガラス転移点以上の温度まで加熱された状態でもよい。高抵抗端子層２４が、高抵抗端子層２４を構成する釉薬のガラス転移点以上の温度まで加熱されても、接合層２１がガラス転移点未満の温度である、すなわち、固体である以上は、２つの容器１１，１２の少なくとも一方と隔膜１３とが接合されるときに、接合層２１にひずみが生じることが抑えられる。
【００７０】
なお、隔膜真空計の一例として図１が示す隔膜真空計１０が製造されるとき、上述した端子層形成工程が行われる前に、以下に記載する処理が行われる。
例えば、隔膜真空計１０の製造方法においては、底部を有した筒形状を有する基準容器１１および測定容器１２が準備される。基準容器１１および測定容器１２の形成材料は、上述のようにセラミックであり、基準容器１１は、引出電極１５用の貫通孔を有する一方、測定容器１２は、圧力印加ポート１２ｃを有する。
【００７１】
基準容器１１と測定容器１２とが準備されるとき、各容器１１，１２の開口１１ａ，１２ａを塞ぐ板形状を有する隔膜１３も準備される。隔膜１３の形成材料は、上述のように金属であり、隔膜１３は、各容器１１，１２よりも外径の大きい板形状を有する。
【００７２】
各容器１１，１２および隔膜１３が準備されると、基準容器１１には、測定電極１４が、内壁面における隔膜１３と向かい合う位置に形成される。測定電極１４が形成されるときには、例えば、モリブデンとマンガンとを含む金属ペースト、あるいは、チタンを含む金属ペーストが、基準容器１１の内壁面の一部に塗布され、焼結される。これにより、モリブデンとマンガンとを含む微粒子、または、チタンを含む微粒子が内壁面に熱拡散されることで、内壁面の一部にメタライズ層が形成される。次いで、金から構成される金属層が、例えば、めっき法、真空蒸着法、および、スパッタ法などによってメタライズ層上に形成される。そして、引出電極１５が、基準容器１１の貫通孔内に通される。
【００７３】
測定容器１２には、測定電極１４が形成されるときと同様の方法で、測定容器１２の外壁面における圧力印加ポート１２ｃを囲む部位に、メタライズ層が形成される。メタライズ層には、圧力印加管部１６が、圧力印加管部１６の開口と圧力印加ポート１２ｃとが向かい合う状態でろう付けされる。
【００７４】
［電圧印加工程］
図５から図８を参照して電圧印加工程をより詳しく説明する。なお、以下では、電圧印加工程の一例として、基準容器１１および測定容器１２の各々が、接合層２１を介して隔膜１３に接合する例を説明する。
【００７５】
図５が示すように、電圧印加工程の一例では、隔膜１３を挟んで位置する基準容器１１および測定容器１２の各々が、ヒーター３１に接する。これにより、各容器１１，１２は、ヒーター３１から熱Ｈを受け、隔膜１３と各容器１１，１２の各々との間に位置する接合層２１は、ヒーター３１からの熱Ｈを受けて、接合層２１を構成する釉薬のガラス転移温度未満の温度まで加熱される。
【００７６】
また、基準容器１１と測定容器１２とは、各ヒーター３１の外側から治具３２によって挟まれる。各治具３２は、導電性の材料、例えば、金属で構成され、各ヒーター３１と接することで、各容器１１，１２に対して各容器１１，１２の底部から隔膜１３に向かう方向の圧力Ｆを印加する。これにより、各容器１１，１２と隔膜１３との間に挟まれた接合層２１は、治具３２による圧力Ｆを受け、かつ、接合層２１と隔膜１３とが密着する。治具３２は、例えば、接合層２１の表面と隔膜１３の表面との間に隙間が生じない程度の圧力Ｆを各容器１１，１２に印加する。
【００７７】
隔膜１３と、２つの治具３２との各々は、隔膜１３と各治具３２との間に直流電圧を印加する直流電源３３に接続し、直流電源３３の正端子が各治具３２と接続する一方、直流電源３３の負端子が隔膜１３と接合する。これにより、直流電圧が、隔膜１３と各容器１１，１２が有する端子層２３との間に印加される。このとき、隔膜１３が負の電位であり、各接合層２１が正の電位である。
【００７８】
なお、図５が示す電圧印加工程の一例では、端子層２３が、各容器１１，１２の外周面と底面とに連続して位置する。そのため、導電層２２と隔膜１３との間に電圧が印加されるとき、治具３２を用いることによって、各容器１１，１２の底部から隔膜１３に向けた力の印加と、治具３２と隔膜１３との間への電圧の印加とを行うことが可能になる。これにより、隔膜１３と各容器１１，１２との接合時に必要な作業が簡単になる。
【００７９】
図６が示すように、隔膜１３と端子層２３との間に電圧が印加されるとき、隔膜１３と導電層２２との間に電圧が印加される。そのため、導電層２２が正の電位であり、隔膜１３が負の電位である。このとき、接合層２１には、熱Ｈおよび圧力Ｆが印加されているため、接合層２１の電気伝導率が高められている。これにより、導電層２２と隔膜１３との間に電圧が印加されることで、接合層２１に含まれる金属元素が正の可動イオンＭとして機能する、それゆえに、接合層２１と隔膜１３との間での電荷の移動が可能になる。
【００８０】
しかも、各容器１１，１２の端面には、接合層２１と接する導電層２２が位置するため、接合層２１の中で導電層２２が接触する部分において、接合層２１に印加される電圧の均一化も図られる。
【００８１】
可動イオンＭは、正電荷のキャリアとして負の電位である隔膜１３に向けて移動するため、接合層２１では、可動イオンＭが、隔膜１３と接触する部位に偏る。可動イオンＭの一部は、接合層２１から隔膜１３内まで移動している。
【００８２】
可動イオンＭは、接合層２１の隔膜１３と接触する部位にて、接合層２１を構成する酸化ケイ素や、隔膜１３の表面に形成された金属酸化物を還元する。酸化ケイ素や金属酸化物は酸素が取り除かれることによって、酸化物としての安定な状態から、単体としての不安定な状態に変わる。そのため、不安定なケイ素と金属とは、安定な状態となるために相互に結合し、結果として、固体の状態である接合層２１と隔膜１３との界面が接合される。
【００８３】
接合層２１の中で導電層２２が接触する部分においては、接合層２１に印加される電圧の均一化が図られるため、隔膜１３に向けた可動イオンＭの移動量の均一化も図られる。そのため、接合層２１の中で導電層２２が接触する部分において、隔膜１３と各容器１１，１２との接合の強度の均一化も図られる。
【００８４】
また、接合層２１の中で、導電層２２が接触する部分においては、接合層２１における他の部分と比べて、電圧が印加されやすくなる。そのため、接合層２１の中で、各容器１１，１２と隔膜１３とを接合する部分を導電層２２によって選択することが可能である。
【００８５】
このように、隔膜１３と基準容器１１とに接合層２１が接合する前に、接合層２１が加熱された状態で、端子層２３と隔膜１３との間に電圧が印加されることによって、固体である接合層２１を用いて、固体である隔膜１３と、同じく固体である各容器１１，１２との接合が可能になる。また、接合層２１の中で導電層２２が接触する部分において、接合層２１に印加される電圧の均一化も図られる。すなわち、上述の態様は、隔膜１３が各容器１１，１２と接合するときに、接合層２１が溶解することなく隔膜１３が各容器１１，１２と接合することが可能な構成であり、結果として、隔膜１３と各容器１１，１２とが接合されるときに接合層２１にひずみが生じることを抑えられる。加えて、接合層２１の中で導電層２２が接触する部分において、隔膜１３と各容器１１，１２との接合の強度の均一化も図られる。
【００８６】
また、製造された隔膜真空計１０では、接合層２１にて隔膜１３と接触する部位に可動イオンＭが偏っているため、可動イオンＭが偏っていない構成と比べて、端子層２３と隔膜１３との間に電圧を印加することによる接合が容易である。
【００８７】
これに対して、図７が示すように、導電層２２を有しない構成では、端子層２３と隔膜１３との間に電圧が印加されることによって、接合層２１に電圧が印加される。このとき、接合層２１が加圧および加熱されることによって、接合層２１が常温の状態であるときと比べて接合層２１の電気伝導率が高められているとはいえ、接合層２１の電気伝導率は、導電層２２の電気伝導率と比べて低い。そのため、接合層２１のうち、接合層２１に含まれる金属イオンが可動イオンＭとして機能する部分が限られる。例えば、接合層２１のうち、接合層２１に対して電圧を印加する治具３２からの距離が最も近い部位にのみ、金属イオンが可動イオンＭとして機能できる程度の電圧が印加される。結果として、隔膜１３と各容器１１，１２とは、接合層２１の一部分によってのみ接合される。
【００８８】
なお、隔膜真空計１０が絶対圧力計であるとき、各容器１１，１２と隔膜１３との接合は、減圧された雰囲気、例えば、１０−３Ｐａ以下の真空雰囲気にて行われる。一方、隔膜真空計１０がゲージ圧力計であるとき、各容器１１，１２と隔膜１３との接合が大気圧雰囲気にて行われる。
【００８９】
図８を参照して、電圧印加工程の一例として、真空雰囲気にて隔膜１３と各容器１１，１２とが接合される工程を説明する。なお、図８では、実線が、接合層２１における温度の遷移を示し、一点鎖線が、基準容器１１と測定容器１２との間に印加される圧力の遷移を示し、二点鎖線が、接合層２１と隔膜１３との間に印加される電圧の遷移を示している。
【００９０】
各容器１１，１２が隔膜１３に接合するとき、まず、大気圧雰囲気にて、基準容器１１と測定容器１２とが隔膜１３に対して位置合わせされる。次いで、基準容器１１、測定容器１２、および、隔膜１３が、各容器１１，１２を加熱するヒーター３１とともに治具３２によって挟まれることで、基準容器１１と測定容器１２とが隔膜１３に対して所定の圧力Ｆで押し付けられる。
【００９１】
そして、基準容器１１と測定容器１２との間に所定の圧力Ｆが印加された状態で、基準容器１１、測定容器１２、および、隔膜１３が真空雰囲気に配置される。各容器１１，１２および隔膜１３が真空雰囲気に配置されることによって、各容器１１，１２の内部が、接合層２１と隔膜１３との隙間を通じて排気される。この方法によれば、大気圧雰囲気にて各容器１１，１２に対する加圧が行われた状態で、各容器１１，１２および隔膜１３が真空雰囲気に配置される。そのため、真空雰囲気で動作可能なアクチュエーターを準備する必要がない分、電圧印加工程に用いられる装置の構成が簡単になる。
【００９２】
図８が示すように、基準容器１１、測定容器１２、および、隔膜１３が真空雰囲気に配置されると、タイミングＴ０にて、基準容器１１および測定容器１２に対する加熱が開始され、接合層２１の温度が上がり始める。各接合層２１の温度が、タイミングＴ１にて、接合層２１のガラス転移点未満の所定の温度、例えば、３００℃以上８００℃以下の範囲に含まれる所定の温度に達すると、各接合層２１の温度が、各容器１１，１２と隔膜１３とが接合されるまで一定に保たれる。
【００９３】
各接合層２１の温度が所定の温度に達すると、タイミングＴ２にて、各端子層２３と隔膜１３との間への電圧の印加が開始され、各端子層２３と隔膜１３との間には、所定の電圧、例えば、３００Ｖ以上１０００Ｖ以下の範囲に含まれる所定の電圧が印加される。なお、印加される電圧が３００Ｖよりも低い場合、あるいは、１０００Ｖよりも高い場合であっても、隔膜１３と各容器１１，１２との接合は可能である。ただし、印加される電圧が３００Ｖよりも低い場合には、可動イオンＭの移動が起こりにくくなる。一方、印加される電圧が１０００Ｖよりも高い場合には、可動イオンＭの移動が、１０００Ｖ以下である場合と比べて速くなるために、隔膜１３と各容器１１，１２との接合の強度が弱くなりやすい。このように、タイミングＴ２にて、各容器１１，１２と隔膜１３との間への圧力の印加、接合層２１の加熱、および、導電層２２に対する電圧の印加が同時に行われることで、タイミングＴ２から各接合層２１が隔膜１３と接触する部位にて上述した接合反応が開始される。
【００９４】
上述の圧力の印加、加熱、および、電圧の印加が同時に行われている状態が所定の時間にわたって保たれると、タイミングＴ３にて、電圧の印加が終了される。各容器１１，１２と隔膜１３とは、各容器１１，１２と隔膜１３との間に位置する接合層２１によってタイミングＴ２からタイミングＴ３までの間に接合される。
【００９５】
なお、電圧の印加が終了されるタイミングＴ３は、例えば、タイミングＴ２から所定の時間が経過した時刻として予め設定されればよい。
電圧の印加が終了されると、タイミングＴ４にて、各容器１１，１２の加熱が終了され、接合層２１の温度が下がり始める。接合層２１の温度が所定の温度まで下がると、タイミングＴ５にて、接合された各容器１１，１２、および、隔膜１３が、真空雰囲気から大気圧雰囲気に取り出され、各容器１１，１２と隔膜１３との間に圧力を印加している治具３２が、各容器１１，１２から取り外される。
【００９６】
以上説明したように、上述した一実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られる。
（１）隔膜１３と各容器１１，１２と接合層２１とが接合する前に、接合層２１が加熱された状態で、端子層２３と隔膜１３との間に電圧を印加することが可能である。そして、固体である接合層２１を用いて、固体である隔膜１３と、同じく固体である各容器１１，１２との接合が可能になる。また、接合層２１の中で導電層２２が接触する部分において、接合層２１に印加される電圧の均一化も図られる。すなわち、接合層２１が溶解することなく隔膜１３が各容器１１，１２と接合することが可能な構成であり、結果として、隔膜１３と各容器１１，１２とが接合されるときに接合層２１にひずみが生じることを抑えられる。加えて、接合層２１の中で導電層２２が接触する部分において、隔膜１３と各容器１１，１２との接合の強度の均一化も図られる。
【００９７】
（２）各容器１１，１２の外表面は、端子層２３に電気的に接続する導電層２２で構成されている。これにより、端子層２３に印加される電圧が直接導電層２２に印加されるため、接合層２１の中で導電層２２が接触する部分において、電圧が印加されやすく、隔膜１３と各容器１１，１２との接合の強度が高められる。
【００９８】
（３）導電層２２と隔膜１３との間に電圧が印加されるとき、隔膜真空計１０が有する接合層２１のうち、各容器１１，１２の端面にて導電層２２と重なる部位に電圧が印加される。これにより、接合層２１のうちで導電層２２と重なる部位にて、隔膜１３が各容器１１，１２と接合するため、導電層２２の位置によって隔膜１３における各容器１１，１２との接合位置を決めることができる。
【００９９】
（４）導電層２２と隔膜１３との間に電圧が印加されるとき、導電性の治具３２を用いることによって、各容器１１，１２の底部１１ｅから隔膜１３に向けた力の印加と、治具３２と隔膜１３との間への電圧の印加とを行うことが可能になる。これにより、隔膜１３と各容器１１，１２との接合時に必要な作業が簡単になる。
【０１００】
なお、上述した実施形態は、以下のように適宜変更して実施することができる。
・接合層２１への熱Ｈの印加、隔膜１３に対する各容器１１，１２の押し付け、端子層２３と隔膜１３との間への電圧の印加の各々は、図８に示されるタイミングにて開始されたり終了されたりしなくともよい。熱Ｈの印加、圧力Ｆの印加、および、電圧の印加の各々の仕方は、適宜変更することができる。要は、加熱、加圧、および、電圧の印加が同時に行われている状態が含まれていれば、各容器１１，１２と隔膜１３との接合が可能である。
【０１０１】
・隔膜１３は、各容器１１，１２の開口１１ａ，１２ａを塞ぐことのできる大きさであればよく、隔膜１３の外径は、各容器１１，１２の外径と等しくともよく、あるいは、隔膜１３の外径は、各容器１１，１２の外径よりも小さくともよい。こうした構成であっても、各容器１１，１２に形成された端子層２３と隔膜１３との間に電圧を印加することは可能である。
【０１０２】
・釉薬を構成する金属元素は、ナトリウム、カリウム、および、カルシウムに限らず、他の金属元素であってもよい。要は、端子層２３と隔膜１３との間に電圧が印加されたときに、接合層２１内で可動イオンとして機能することのできる金属元素であればよい。
【０１０３】
・釉薬を構成するガラス基材は、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、コバールガラス、および、鉛ガラス以外のガラス、例えば、石英ガラスなどであってもよい。
・基準容器１１と測定容器１２との形成材料は、Ａｌ２Ｏ３以外のセラミック、例えば、酸化ジルコニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、および、窒化アルミニウムなどを主成分とするセラミックであってもよい。各容器１１，１２の形成材料がこれらのセラミックであっても、固体状の接合層２１による各容器１１，１２と隔膜１３との接合は可能である。
【０１０４】
・隔膜１３の形成材料は、上述した合金に限らず、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、クロム、および、モリブデンなどの金属であってもよい。隔膜１３の形成材料がこれらの金属であっても、固体状の接合層２１による各容器１１，１２と隔膜１３との接合は可能である。
【０１０５】
・測定電極１４および引出電極１５の形成材料には、上述以外の金属、例えば、銅、タングステンなどが用いられてもよい。
・上述の実施形態にて説明した隔膜真空計１０は、金属セラミック接合体の一例である。本開示の技術における金属セラミック接合体は、隔膜真空計１０に限らず、金属部材とセラミック部材とが、釉薬から構成される接合層によって接合され、かつ、接合層には、端子層が連続する金属セラミック接合体であればよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…隔膜真空計、１１…基準容器、１１ａ，１２ａ…開口、１１ｂ…基準圧力室、１１ｃ…端面、１１ｄ…外周面、１１ｅ…底面、１２…測定容器、１２ｂ…測定圧力室、１２ｃ…圧力印加ポート、１３…隔膜、１４…測定電極、１５…引出電極、２１…接合層、２２…導電層、２２ａ…導電メタライズ層、２２ｂ…導電金属層、２３…端子層、２４…高抵抗端子層、２５…低抵抗端子層、２５ａ…端子メタライズ層、２５ｂ…端子金属層、３１…ヒーター、３２…治具、３３…直流電源、Ｍ…可動イオン。
【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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