BRPI0713676A2

BRPI0713676A2 - eletrodo para um dispositivo de ignição

Info

Publication number: BRPI0713676A2
Application number: BRPI0713676-5A
Authority: BR
Inventors: James D Lykowski; Iryna Levina
Original assignee: Federal Mogul Corp
Priority date: 2006-06-19
Filing date: 2007-06-19
Publication date: 2012-10-23
Also published as: CN101501229B; WO2007149826A2; JP5200247B2; WO2007149826A3; KR20090033229A; US7823556B2; EP2035592A2; CN101501229A; EP2035592A4; JP2009541942A; US20070290591A1

Abstract

ELETRODO PARA UM DISPOSITIVO DE IGNIçãO. Um eletrodo para um dispositivo de ignição é feito a partir de uma liga de níquel-cromo-ferro baseada em NI que aperfeiçoou a resistência a oxidação de alta temperatura, sulfetação, desgaste corrosivo, deformação e fratura inclui, em peso da liga: 14,5-25% de cromo; 7-22% de ferro; 0,2-0,5% de manganês; 0,2-0,5% de sílica; 0,1-2,5% de alumínio; 0,05-0,15% de titânio; 0,01-0,1% total de cálcio e magnésio; 0,005-0,5% de zircónio; 0,001-0,01% de boro e o percentual restante substancialmente de NI. Ela também pode incluir pelo menos um elemento de terra-rara selecionado a partir do grupo consistindo de: ítrio, háfrio, lantânio, cério e neodímio em quantidades variando de 0,01-0,15% em peso, e impurezas ocasionais, incluindo cobalto, nióbio, molibdênio, cobre, carbono, chumbo, fósforo ou enxofre. Esse total dessas impurezas será tipicamente controlado para limites de 0,1% de cobalto, 0,05% de nióbio, 0,05% de molibdênio, 0,01% de cobre, 0,01% de carbono, 0,005% de chumbo, 0,005% de fósforo e 0,005% de enxofre. O dispositivo de ignição pode ser uma vela de ignição que inclui um isolante cerâmico, um invólucro condutor, um eletrodo central disposto no isolante cerâmico tendo uma extremidade terminal e uma extremidade de centelhamento com uma superfície de centelhamento de eletrodo central, e um eletrodo terra operacionalmente acoplado ao mencionado invólucro tendo uma superfície de centelhamento de eletrodo terra, a superfície de centelhamento de eletrodo central e a superfície de centelhamento de eletrodo terra definindo um vão de centelhamento entre as mesmas. Pelo menos um eletrodo central ou o eletrodo terra inclui a liga de níquel-cromo-ferro baseada em NI de solução reforçada. Os eletrodos de liga de níquel-cromo-ferro baseada em NI da invenção também podem incluir um núcleo com maior condutividade térmica do que aquele da liga de níquel-cromo-ferro baseada em Ni, como cobre ou prata ou suas ligas.

Description

1

"ELETRODO PARA UM DISPOSITIVO DE IGNIÇÃO" REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS CORRELATOS

O presente pedido reivindica prioridade para o pedido de patente provisório US 60/814.842, depositado em 19, de junho de 2006, que é incorporado aqui pela referência em sua totalidade.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO Campo da invenção

A invenção se refere a um eletrodo de alto desempenho feito a partir de uma liga de níquel-cromo-ferro baseada em Ni contendo adições de formação de liga de zircônio e boro que é resistente a temperatura, oxidação, sulfetação e fratura e, mais particularmente, em direção a um eletrodo para um dispositivo de ignição, como uma vela de ignição para um motor de combustão interna, fornalha, ou o equivalente. Técnica relacionada Uma vela de ignição é um dispositivo de ignição que se

estende para dentro da câmara de combustão de um motor de combustão interna e produz uma centelha para inflamar uma mistura de ar e combustível. Desenvolvimentos recentes na tecnologia de motor estão resultando em temperaturas operacionais mais altas para se conseguir eficiência de motor aperfeiçoada. Essas temperaturas operacionais mais altas, entretanto, estão empurrando os eletrodos de vela de ignição aos verdadeiros limites de suas capacidades de material. Presentemente, as ligas de níquel-cromo-ferro baseadas em Ni especificadas sob o UNS N06600, como aquelas vendidas sob os nomes comerciais Inconel 600®, Nicrofer 7615®, e Ferrochronin 600®, estão em largo uso como materiais de eletrodo de vela de ignição.

Como é bem-conhecido, a resistência a oxidação por alta temperatura dessas ligas de níquel-cromo-ferro baseadas em Ni diminui à medida que a temperatura operacional aumenta. Visto que os ambientes de combustão são altamente oxidantes, o desgaste corrosivo, incluindo deformação e fratura causadas por oxidação de alta temperatura e sulfetação, pode resultar e é particularmente exacerbado nas temperaturas operacionais mais altas. Nos limites superiores da temperatura operacional (por exemplo, 760°C), também foi observado diminuir significativamente as resistências a tração, a ruptura por arrasto e a fadiga, o que pode resultar na deformação, fissura e fratura dos eletrodos. Dependendo do projeto de eletrodo, das condições operacionais específicas e de outros fatores, esse fenômeno de alta temperatura pode contribuir individualmente e coletivamente para o crescimento indesejável do vão de vela de ignição e diminuição de desempenho do dispositivo de ignição e motor associado. Em casos extremos, a falha do eletrodo, do dispositivo de ignição e do motor associado pode resultar da deformação e fratura de eletrodo resultante desse fenômeno de alta temperatura. Esses modos e efeitos de falha podem ser particularmente problemáticos em aplicações competitivas, como motores de corrida.

Conseqüentemente, há uma necessidade de eletrodos de alto desempenho feitos a partir de ligas de níquel-cromo-ferro baseadas em Ni tendo resistência aperfeiçoada a oxidação por alta temperatura, sulfetação e relativo desgaste corrosivo, bem como resistência a tração, a ruptura por arrasto e a fadiga de alta temperatura aperfeiçoada e resistência a fissura e fratura.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em um aspecto, a presente invenção inclui um eletrodo para um dispositivo de ignição tendo resistência aperfeiçoada a oxidação por alta temperatura, sulfetação e relativo desgaste corrosivo, bom como resistência a ruptura por arrasto e fadiga e resistência a fissura ou fratura, o que é feito a partir de uma liga de níquel-cromo-ferro baseada em Ni reforçada por solução que inclui, em peso: 14,5-25% de cromo; 7-22% de ferro; 0,2-0,5% de manganês; 0,2-0,5% de sílica; 0,1-2,5% de alumínio; 0,05-0,15%) de titânio; 0,01-0,1% total de cálcio e magnésio; 0,005-0,5% de zircônio; 0,001-0,01% de boro e o percentual restante substancialmente de Ni. Foi observado que a adição de zircônio e boro teve um efeito sinérgico sobre o aperfeiçoamento nas propriedades notadas nas ligas de níquel-cromo-ferro baseadas em Ni reforçadas por solução quando comparadas aos aperfeiçoamentos resultantes da adição de qualquer um desses elementos separadamente. O zircônio e o boro estarão presentes geralmente em uma razão em peso de Zr/B de cerca de 5 a 150, e, mais particularmente, de cerca de 70 a 80. Embora o zircônio e o boro possam estar presentes em quaisquer quantidades consistentes com as exigências da liga de eletrodo, acredita-se que o zircônio em uma quantidade de cerca de 2,74% em peso ou menos e o boro m uma quantidade de cerca de 3,50% em peso ou menos sejam geralmente os limites superiores preferidos para esses constituintes. Também se acredita ser preferido que a quantidade de zircônio seja maior do que a quantidade de boro. Nas ligas de níquel- cromo-ferro baseadas em Ni reforçadas por solução acredita-se que, geralmente, o uso de zircônio na faixa de 0,005-0,5% em peso da liga e de boro na faixa de 0,001-0,01% em peso da liga seja particularmente útil. Nas composições de liga descritas acima que incluem manganês, sílica, alumínio, titânio, cálcio e magnésio, o uso de zircônio na faixa de 0,005-0,15% em peso da liga e de boro na faixa de 0,001-0,01% em peso da liga é conhecido como particularmente útil.

Em um outro aspecto, a presente invenção inclui um eletrodo para um dispositivo de ignição que é feito a partir de uma liga de níquel- cromo-ferro baseada em Ni que inclui, em peso: cromo e ferro, onde o total de ferro e cromo é de pelo menos 21,5%, 0,005-2,74% de zircônio, 0,001-3,50% de boro e o percentual restante substancialmente de Ni.

Em um outro aspecto, as ligas de níquel-cromo-ferro baseadas em Ni da invenção também podem incluir pelo menos um elemento de terra- rara selecionado a partir do grupo consistindo de: ítrio, háfnio, lantânio, cério e neodímio e, relacionado a esse aspecto, o elemento ou os elementos de terra-rara estão presentes em uma quantidade de cerca de 0,01-0,15% em peso da liga.

Em ainda um outro aspecto, a liga de níquel-cromo-ferro baseada em Ni da invenção também inclui elementos traço incluindo pelo menos um dentre cobalto, nióbio, molibdênio, cobre, carbono, chumbo, fósforo, ou enxofre e, em relação a esse aspecto, o limite composicional desses elementos traço é, em porcentagem em peso da liga: 0,1% para cobalto, 0,05% para nióbio, 0,05% para molibdênio, 0,01% para cobre, 0,01% para carbono, 0,005% para fósforo e 0,005%para enxofre.

Em ainda um outro aspecto, os elementos de terra-rara e os elementos traço descritos acima podem, ambos, estar presentes na liga, e, em relação a esse aspecto, cada um pode estar presente nas quantidades descritas acima.

Em ainda um outro aspecto, o dispositivo de ignição é uma vela de ignição que inclui: um isolante cerâmico geralmente anular; um invólucro condutor circundando pelo menos uma porção do isolante cerâmico; um eletrodo central disposto no isolante cerâmico tendo uma extremidade terminal e uma extremidade de centelhamento com uma superfície de centelhamento de eletrodo central; e um eletrodo terra operacionalmente acoplado ao invólucro tendo uma superfície de centelhamento de eletrodo terra próximo à superfície de centelhamento de eletrodo central, a superfície de centelhamento de eletrodo central e a superfície de centelhamento de eletrodo terra definindo um vão de centelha entre as mesmas; onde pelo menos um dos eletrodo central e mencionado eletrodo terra é um eletrodo feito da liga de níquel-cromo-ferro baseada em Ni da invenção. A vela de ignição também pode ter uma ponta de centelhamento acoplada a pelo menos um dentre o eletrodo central ou o eletrodo terra, onde a ponta de centelhamento inclui um dentre ouro, uma liga de ouro, um metal do grupo platina ou uma liga de tungstênio. Velas de ignição de metal de grupo platina podem incluir pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo consistindo de platina, irídio, ródio, paládio, rutênio e rênio, incluindo ligas dos mesmos e qualquer combinação. O metal do grupo platina também pode incluir pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo consistindo de níquel, cromo, ferro, manganês, cobre, alumínio, cobalto, tungstênio, ítrio, zircônio, háfnio, lantânio, cério e neodímio como uma adição de formação de liga.

Em ainda um outro aspecto, a vela de ignição pode ter o eletrodo central operável com uma dentre uma polaridade positiva ou uma polaridade negativa e o eletrodo terra operável em um potencial terra.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS Essas e outras características e vantagens da presente invenção serão mais prontamente apreciadas quando consideradas em conexão com a descrição detalhada a seguir e os desenhos anexos, onde:

a fig. 1 é uma vista em seção transversal parcial de um exemplo de vela de ignição incluindo invólucro e eletrodos centrais fabricados a partir de uma liga de níquel-cromo-ferro baseada em Ni de acordo com a invenção;

a fig. 2 é uma vista em seção transversal da região 2 da fig. 1;

a fig. 3 é uma vista em seção transversal da região 3 ilustrando uma configuração de eletrodo alternativa àquela mostrada na fig. 1 tendo núcleos termalmente condutores;

a fig. 4 é uma vista em seção transversal parcial de um exemplo de vela de ignição incluindo invólucro e eletrodos centrais fabricados a partir de uma liga de níquel-cromo-ferro baseada em Ni de acordo com a invenção tendo uma ponta de centelhamento de alta temperatura;

a fig. 5 é uma vista em seção transversal da região 5 da fig. 4;

e a fig. 6 é uma vista em seção transversal da região 6 da fig. 4 ilustrando uma configuração de eletrodo alternativa àquela mostrada na fig. 4 tendo núcleos termalmente condutores.

DESCRIÇÃO DETALHADA DO MODO DE REALIZAÇÃO PREFERIDO Com referência às figs. 1-6, a presente invenção é um eletrodo

para um dispositivo de ignição 5 usado para inflamar uma mistura de combustível/ar. O eletrodo pode ser usado em qualquer dispositivo de ignição 5 adequado, incluindo várias configurações de velas de ignição, velas incandescentes, deflagradores de ignição e o equivalente, mas é particularmente adaptado para o uso em várias configurações de eletrodo de vela de ignição. Os eletrodos de um dispositivo de ignição, como uma vela de ignição, são essenciais para o funcionamento do dispositivo. Em dispositivos de ignição de centelha, como velas de ignição, as ligas usadas para os eletrodos são expostas às mais extremas condições de temperatura, pressão, corrosão química e erosão física experimentadas pelo dispositivo. Estas incluem exposição das ligas de eletrodo a numerosas espécies de reagente químico de alta temperatura associadas ao processo de combustão, que promovem oxidação, sulfetação e outros processos de corrosão, bem como a reação do plasma associado com o núcleo de centelha e a frente de chama, que promovem erosão da superfície de centelha do eletrodo. Os eletrodos também estão sujeitos a tensões termomecânicas associadas À exposição cíclica a temperaturas extremas, particularmente, na medida em que os processos de corrosão formam produtos de corrosão sobre as superfícies de eletrodo tendo propriedades físicas e mecânicas, como coeficientes de expansão termal, diferentes da liga de eletrodo. Além disso, onde velas de ignição de metal nobre são deformadas mecanicamente, soldadas ou acopladas de outro modo às extremidades de eletrodo, como superfícies de centelhamento, há tensões termomecânicas cíclicas adicionais associadas ao descompasso nos coeficientes de expansão termal da ponta de metal nobre e dos materiais de eletrodo que podem resultar em vários fenômenos de deformação por arrasto de alta temperatura, fissura e fratura, resultando na falha das pontas de metal nobre e eletrodos. Todos estes representam processos por meio dos quais as propriedades dos eletrodos podem ser degradadas, particularmente, eles podem resultar em mudanças no vão de centelha e, desse modo, na formação, localização, forma, duração e outras características da centelha, o que, por sua vez, afeta as características de combustão da mistura combustível/ar e as características de desempenho do motor. A presente invenção aperfeiçoou a resistência a esses processos de degradação sobre aquela das ligas de eletrodo comumente usadas, como as várias ligas N06600, incluindo aquelas vendidas sob os nomes comerciais Inconel® 600, Ferrochronin® 600, Nichrofer® 7615 e o equivalente. Essas ligas são freqüentemente usadas como materiais de eletrodo central e terra para velas de ignição. Com referência às figs. 1-3, uma vela de ignição tendo

eletrodos de acordo com a invenção é geralmente mostrada em 10. A vela de ignição 10 inclui um isolante cerâmico geralmente anular, geralmente indicado em 12, que inclui oxido de alumínio ou um outro material eletricamente isolante adequado tendo uma resistência dielétrica especificada, alta resistência mecânica, alta condutividade térmica e excelente resistência a choque termal. O isolante 12 pode ser moldado por prensa a partir de um pó cerâmico em um estado verde e, então, sinterizado a uma temperatura alta suficiente para adensar e vitrificar o pó cerâmico. O isolante 12 tem uma superfície externa que pode incluir uma porção superior parcialmente exposta 14 que uma borracha ou outra sapata de vela de ignição isolante (não mostrada) circunda e à qual se agarra para isolar eletricamente uma conexão elétrica da extremidade terminal 20 da vela de ignição com um fio e sistema de ignição (não mostrado). A porção de mastro exposta 14 pode incluir uma série de nervuras 16 ou outras esmaltagens ou características de superfície para prover proteção adicionada contra centelha ou sobre-centelhamento de voltagem secundária e aperfeiçoar a ação de agarramento da porção de mastro com a sapata de vela de ignição. O isolante 12 é de configuração geralmente tubular ou anular, incluindo uma passagem central 18 se estendendo longitudinalmente entre uma extremidade terminal superior 20 e uma extremidade de nariz de núcleo inferior 22. A passagem central 18 geralmente tem uma área em seção transversal variável, geralmente maior na, ou, adjacente à extremidade terminal 20 e menor na, ou, adjacente à extremidade de nariz de núcleo 22.

Um invólucro de metal eletricamente condutor é geralmente indicada em 24. O invólucro de metal 24 pode ser feito a partir de qualquer metal adequado, incluindo várias ligas de aço revestidas e não-revestidas. O invólucro 24 tem uma superfície interior geralmente anular que circunda e é adaptada para encaixe de vedação com a superfície exterior das porções média e inferior do isolante 12 e inclui pelo menos um eletrodo terra acoplado .26 que é mantido em potencial terra. Embora o eletrodo terra 26 seja ilustrado em um estilo em forma de L unitário comumente usado, será apreciado que múltiplos eletrodos terra de configurações reta, curvada, anular, trocóidea e outras podem ser substituídos dependendo da aplicação pretendida para a vela de ignição 10, incluindo configurações de dois, três e quatro eletrodos, e aquelas onde os eletrodos são reunidos por anéis anulares e outras estruturas usadas para se conseguir configurações de superfície de centelhamento particulares. O eletrodo terra 26 tem uma ou mais superfícies de centelhamento de eletrodo terra 15 sobre uma extremidade de centelhamento . 17 próxima a, e, parcialmente ligando um vão de centelha 54 localizado entre o eletrodo terra 26 e um eletrodo central 48 que tem uma superfície de centelhamento de eletrodo central associada 51. O vão de centelha 54 pode constituir um vão de extremidade, vão lateral ou vão de superfície, ou combinações dos mesmos, dependendo da orientação relativa dos eletrodos e de suas respectivas extremidades e superfícies de centelhamento. A superfície de centelhamento de eletrodo terra 15 e a superfície de centelhamento de eletrodo central 51 podem ter qualquer forma em seção transversal adequada, incluindo as formas redonda, retangular, quadrada e outras, e essas formas podem ser diferentes.

O invólucro 24 é geralmente tubular ou anular em sua seção de corpo e inclui um flange de compressão inferior interno 28 adaptado para se apoiar em contato de prensagem contra um ombro pequeno inferior de casamento 11 do isolante 12. O invólucro 24 geralmente também inclui um 10 flange de compressão superior 30, que é plissado ou sobre-formado durante a operação de montagem para se apoiar sobre um ombro grande superior 13 do isolante 12. O invólucro também pode incluir uma zona deformável 32 que é projetada e adaptada para colapsar axialmente e radialmente para dentro em resposta ao aquecimento da zona deformável 32 e aplicação associada de uma 15 força compressiva axial esmagadora durante a, ou, subseqüente à deformação do flange de compressão superior 30, a fim de manter o invólucro 34 em uma posição axial fixa com relação ao isolante 12 e formar uma vedação radial impermeável a gás entre o isolante 12 e o invólucro 24. Gaxetas, cimento, ou outros compostos de vedação também podem ser interpostos entre o isolante 20 12 e o invólucro 24 para aperfeiçoar uma vedação impermeável a gás e aperfeiçoar a integridade estrutural da vela de ignição 10 montada.

O invólucro 24 pode ser provido com um hexágono de recebimento de ferramenta 34 ou com outra característica para a remoção e instalação da vela de ignição em uma abertura de câmara de combustão. O 25 tamanho de característica, de preferência, obedecerá ao tamanho de ferramenta de padrão da indústria desse tipo para a relativa aplicação. Claro, algumas aplicações podem pedir por uma interface de recebimento de ferramenta diferente de um hexágono, como entalhes para receber uma chave de porcas, ou outras características são conhecidas em vela de ignição de corrida e outras aplicações. Uma seção rosqueada 36 é formada sobre a porção inferior do invólucro de metal 24, imediatamente abaixo de um assento de vedação 38. O assento de vedação 38 pode ser emparelhado com uma gaxeta (não mostrada) para prover uma interface adequada contra a qual a vela de ignição 10 se assenta e provê uma vedação a gás quente do espaço entre a superfície externa do invólucro 24 e o furo rosqueado na abertura de câmara de combustão. Alternativamente, o assento de vedação 38 pode ser projetado como um assento afunilado localizado ao longo da porção inferior do invólucro 24 para prover uma tolerância restrita e uma instalação auto- vedante em uma cabeça de cilindro que também é projetada com um afunilado de casamento para esse estilo de assento de vela de ignição.

Um pino terminal eletricamente condutor 40 é parcialmente disposto na passagem central 18 do isolante 12 e se estende longitudinalmente a partir de um poste de topo exposto 39 para uma extremidade de fundo 41 embutida parcialmente para baixo da passagem central 18. O poste de topo se conecta a um fio de ignição (não mostrado) que é tipicamente embutido em uma sapata eletricamente isolante, como descrita aqui, e recebe descargas cronometradas da eletricidade de alta voltagem exigida para disparar a vela de ignição 10 gerando uma centelha no vão de centelha 54. A extremidade de fundo 41 do pino terminal 40 é embutida

dentro de uma vedação de vidro condutor 42, formando a camada de topo de uma tampa de vedação supressora de três camadas compósito 43. A vedação de vidro condutor 42 funciona para vedar a extremidade de fundo do pino terminal 40 e o conectar eletricamente a uma camada de resistor 44. Essa camada de resistor 44, que compreende a camada central da tampa de vedação supressora de três camadas, pode ser feita a partir de qualquer composição adequada conhecida para reduzir a interferência eletromagnética ("EMI"). Dependendo da instalação recomendada e do tipo de sistema de ignição usado, essas camadas de resistor 44 podem ser projetadas para funcionar como um supressor de resistor tradicional ou, em alternativa, como um supressor indutivo, ou uma combinação dos mesmos. Imediatamente abaixo da camada de resistor 44, uma outra vedação de vidro condutor 46 estabelece a camada de fundo ou inferior da tampa de vedação supressora 43 e conecta eletricamente o pino terminal 40 e a tampa de vedação supressora 43 ao eletrodo central 48. A camada de topo 42 e a camada de fundo 46 podem ser feitas a partir do mesmo material condutor ou de materiais condutores diferentes. Muitas outras configurações de vidro e outras vedações e supressores de EMI são bem conhecidos e também podem ser usados de acordo com a invenção. Conseqüentemente, a cara elétrica a partir do sistema de ignição se desloca através da extremidade de fundo do pino terminal 40 para a vedação de vidro condutor de camada de topo 42, através da camada de resistor 44, e para dentro da camada de vedação de vidro condutor inferior 46.

O eletrodo central condutor 48 é parcialmente disposto na passagem central 18 e se estende longitudinalmente a partir de sua cabeça 49 que é envolvida na camada de vedação de vidro inferior 46 para sua extremidade de centelhamento 50 próxima ao eletrodo terra 26. A superfície de centelhamento de eletrodo central 51 fica localizada sobre a extremidade de centelhamento 50 e fica localizada oposta à superfície de centelhamento de eletrodo central 15, formando, desse modo, um vão de centelhamento 54 no espaço entre elas. A tampa de vedação supressora interconecta eletricamente o pino terminal 40 e o eletrodo central 48, enquanto vedando simultaneamente a passagem central 18 contra o vazamento de gás de combustão e também suprimindo emissões de ruído de radiofreqüência provenientes da vela de ignição 10 durante sua operação. Como mostrado, o eletrodo central 48 é, de preferência, uma estrutura de peça unitária se estendendo continuamente e ininterrupta entre sua cabeça e sua extremidade de centelhamento 50. Será prontamente entendido e estará dentro do escopo desta invenção que a polaridade do eletrodo central 48 durante a operação da vela de ignição 10 pode ser igualmente positiva ou negativa, de modo que o eletrodo central 48 tenha um potencial que seja igualmente mais alto ou mais baixo que o potencial terra.

Essa é uma construção representativa da vela de ignição 10, mas será prontamente apreciado que outras construções de vela de ignição 10 ou dispositivo de ignição 5 usando o isolante 12, o invólucro 24 e eletrodos 26 e 48 são possíveis de acordo com a presente invenção.

De preferência ambos, mas pelo menos um dentre os eletrodos central 48 e de invólucro 26 é fabricado a partir de ligas de níquel-cromo- ferro baseadas em Ni que foram especialmente formuladas por meio da adição de zircônio e boro para ter resistência aperfeiçoada aos processos de degradação descritos acima sobre aquela das formulações de liga semelhantes que não incorporam esses aperfeiçoamentos. A categoria geral das ligas à qual esta invenção se aplica é comumente referida geralmente como de super-ligas baseadas em Ni, devido a suas propriedades de alta temperatura superiores, incluindo resistência mecânica e resistência a determinados processos de oxidação e corrosão por alta temperatura. Especificamente, a invenção inclui super-ligas baseadas em Ni reforçadas por solução que incluem cromo e ferro, como ligas abrangidas pelo Sistema de Numeração Unificado para Metais e Ligas (UNS) especificação N06600, que inclui s ligas vendidas sob os nomes comerciais Inconel 600®, Nicrofer 7615® e Ferrochronin 600®, e que também incorporam zircônio e boro à formulação de liga para produzir resistência aperfeiçoada aos processos de degradação descritos aqui sobre formulações de liga semelhantes que não incluem essas adições de liga. Acredita-se que os eletrodos da invenção incluam aqueles feitos a partir de ligas de níquel- cromo-ferro baseadas em Ni reforçadas por solução que compreendem, em peso: cromo e ferro, onde o total de ferro e cromo é de pelo menos 21,5%,0,005-2,74% de zircônio, 0,001-3,50% de boro e o percentual restante substancialmente de níquel, que podem incluir formulações de liga de níquel- cromo-ferro, incluindo ligas comerciais com designações de UNS fora daquelas especificadas no UNS N06600. Também se acredita que incluam aquelas ligas que têm pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo consistindo de manganês, sílica, alumínio, titânio, cálcio e magnésio.

Geralmente, as pequenas quantidades de zircônio e boro adicionadas são substituídas por uma quantidade equivalente de níquel para produzir esse aperfeiçoamento, mas a substituição por outros componentes, como cromo e ferro ou um outro constituinte ou constituintes listados acima também é possível.

Modos de realização particularmente úteis desses eletrodos são

acreditados incluir aqueles feitos a partir de ligas de níquel-cromo-ferro baseadas em Ni que incluem, em peso: 14,5-25% de cromo; 7-22% de ferro;0,2-0,5% de manganês; 0,2-0,5% de sílica; 0,1-2,5% de alumínio; 0,05-0,15% de titânio; 0,01-0,1% total de cálcio e magnésio; 0,005-0,5% de zircônio;0,001-0,01% de boro e o percentual restante substancialmente de Ni, com essas ligas tendo zircônio presente na faixa de 0,005-015% conhecidas por serem particularmente úteis para prover os aperfeiçoamentos para as propriedades de alta temperatura descritas aqui. Embora o percentual restante das ligas da invenção seja substancialmente de Ni, a incorporação de pequenas quantidades de um ou mais constituintes de liga adicionais que não diminuam significativamente as propriedades de alta temperatura notadas aqui não está excluída, incluindo as adições de formação de liga e os elementos traço descritos aqui. O limite sobre o total de cálcio e magnésio significa que esses elementos podem estar presentes separadamente ou ambos podem estar presentes, com seu total ficando na faixa de 0,0p 1-0,1% em peso da liga. Quando ambos estão presentes, é geralmente preferido que a quantidade de cada um esteja dentro da faixa de 0,005-0,05%) em peso da liga. As percentagens de constituinte de liga dadas aqui são percentagens em peso da liga, a não ser que expressas de outro modo. O zircônio e o boro são geralmente incluídos em quantidades em que a proporção de peso de Zr/B varia de cerca de 5 a 150. Entretanto, uma variação mais preferida dessa proporção é de cerca de 50 a 100, e uma variação mais preferida sendo de cerca de 70 a 80. Embora o zircônio e o boro possam se apresentar em quaisquer quantidades consistentes com as outras exigências da liga de eletrodo, acredita-se que o zircônio em uma quantidade de cerca de 2,74% em peso ou menos e o boro em uma quantidade de cerca de .3,50% em peso ou menos são os limites superiores preferidos para esses constituintes. Também se acredita ser preferido que a quantidade de zircônio seja maior que a quantidade de boro. Em ligas de níquel-cromo-ferro baseadas em Ni reforçadas por solução, geralmente, o uso de zircônio na faixa de .0,005-0,5% em peso da liga e de boro na faixa de 0,00-0,01% em peso da liga é acreditado ser particularmente útil. Nas composições de liga descritas acima que incluem manganês, sílica, alumínio, titânio, cálcio e magnésio, o uso de zircônio na faixa de 0,005-0,15% em peso da liga e de boro na faixa de 0,00Ι- .Ο, 01%) em peso da liga é conhecido como particularmente útil. Boro e zircônio são conhecidos como reforçadores de limite de separação granulométrica. Eles segregam para as fronteiras de grão e servem para estabilizá-las aumentando a força e ductilidade de limite de separação granulométrica, retardando a difusão e deslizamento de limite de separação granulométrica e atrasando a ruptura intergranular causada por fatores ambienteis e mecânicos sob as condições operacionais dos eletrodos, inibindo, desse modo, o crescimento de grão de alta temperatura e realçando a resistência dessas ligas a fissura de alta temperatura, deformação, ruptura ambiental e vários fenômenos de fratura, como ruptura por tensão. Os aperfeiçoamentos de desempenho associados à adição de zircônio e boro são sinérgicos, isto é, eles são maiores que os aperfeiçoamentos que resultam quando igualmente zircônio ou boro é adicionado a essas ligas separadamente. Como um aperfeiçoamento adicional à resistência a degradação dessas ligas, particularmente por meio do aperfeiçoamento da resistência a oxidação de alta temperatura, as composições de material de liga de eletrodo descritas acima também podem incluir pelo menos um elemento de terra-rara como uma adição de formação de liga. Para os fins desta aplicação, a definição de elementos de terra-rara também inclui ítrio e háfnio, que são metais de transição reativos, mas que são acreditados produzirem também aperfeiçoamentos para essas ligas de níquel-cromo-ferro baseadas em Ni reforçadas por solução semelhantes àqueles produzidos pela adição das adições de formação de liga de elemento de terra-rara. Mais especificamente, os elementos de terra-rara incluirão pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo consistindo de ítrio, háfnio, lantânio, cério e neodímio. Entretanto, qualquer combinação das adições de formação de liga de elemento de terra-rara está compreendida dentro do escopo desta invenção. Além disso, mais especificamente, a variação composicional de todas as adições de formação de liga de elemento de terra-rara é limitada, de preferência, a 0,1-Ο,2% em peso da liga.

O material de liga de eletrodo também pode incluir quantidades de outros elementos traço. Esses elementos traço podem ser elementos de impureza incidental. Tipicamente, impurezas incidentais estão associadas aos os processos usados para fabricar os materiais constituintes de liga primários ou aos processos usados para formar a liga de eletrodo. Entretanto, se a pureza dos outros constituintes de eletrodo o processo de fabricação forem controlados, esses elementos traço não precisam ser incidentais e sua presença ou ausência e relativas quantidades podem ser controladas. Os elementos traço podem incluir cobalto, nióbio, molibdênio, cobre carbono, chumbo, fósforo e enxofre em qualquer combinação. O material de liga de eletrodo da invenção incluirá tipicamente pelo menos um desses elementos, com o número total deles tipicamente associado às fontes e métodos de fabricação usados para produzir os constituintes notados. Alguns desses elementos, incluindo o cobalto, o nióbio, o molibdênio, o cobre e o carbono, podem ter um efeito neutro a ligeiramente positivo sobre os aperfeiçoamentos às propriedades de alta temperatura descritas aqui, enquanto outros podem ter um efeito ligeiramente negativo sobre eles, incluindo o chumbo, o fósforo e o enxofre. Na medida em que esses elementos estão presentes na liga, independentemente de se eles têm um efeito positivo ou negativo sobre suas propriedades de alta temperatura, é preferido limitar suas quantidades como se segue, em peso da liga de níquel-cromo-ferro baseada em Ni: cobalto 0,01% máximo, nióbio 0,05% máximo, molibdênio 0,05% máximo, cobre 0,01% máximo, carbono 0,01% máximo, chumbo 0,005% máximo, fósforo 0,005% máximo, enxofre 0,005% máximo.

Eletrodos terra 26 e eletrodos centrais 48 de vela de ignição são feitos a partir da composição de liga de níquel-cromo-ferro baseada em Ni descrita aqui têm resistência aperfeiçoada a oxidação, sulfetação e desgaste corrosivo associado, bem como resistência aperfeiçoada a quebra e fratura associadas a tensões termomecânicas no ambiente extremamente adverso da câmara de combustão de um motor de combustão interna.

Como mostrado na fig. 3, em uma configuração de eletrodo alternativa, igualmente um ou ambos, o eletrodo terra 26 e o eletrodo central 48, podem ser providos com núcleos termalmente condutores 27, 49, respectivamente, feitos a partir de material de alta condutividade térmica (por exemplo, ≥ 250W/M*°K), como cobre ou prata ou várias ligas de qualquer um deles. Núcleos altamente condutores termalmente servem como peles de aquecimento e ajudam a retirar calor da região da vela de ignição 54, abaixando, desse modo, a temperatura operacional dos eletrodos nessa região e adicionalmente aperfeiçoando seu desempenho e resistência aos processos de degradação descritos aqui.

Como mostrado nas figs. 4-6, a vela de ignição 10 também pode incorporar sobre as extremidades de centelhamento de qualquer um ou tanto do eletrodo terra 26 quanto do eletrodo central 48, uma ponta de disparo 62, 65, respectivamente, de um material de alta temperatura diferente que tem aperfeiçoados, igualmente, o desempenho de centelha ou a resistência aos processos de degradação descritos, ou ambos. Isso pode incluir toda sorte de pontas de disparo de metal nobre e não-nobre. A ponta de disparo 52 de eletrodo central 48 fica localizada sobre a extremidade de centelhamento 50 desse eletrodo e tem uma superfície de centelhamento 51'. A ponta de disparo 62 de eletrodo terra 26 fica localizada sobre a extremidade de centelhamento 17 desse eletrodo e tem uma superfície de centelhamento 15'. As pontas de disparo 52, 62, quando usadas, incluem as respectivas superfícies de centelhamento 51', 15' para a emissão de elétrons através do vão de centelha .54. A ponta de disparo 52 para o eletrodo central 48 e a ponta de disparo 62 para o eletrodo terra 26 podem ser feitas e reunidas, cada uma, de acordo com qualquer uma de uma quantidade de técnicas, incluindo a formação e acoplamento, ou o inverso, de várias pontas de disparo em forma de almofada, em forma de fio ou em forma de rebite por meio de várias combinações de soldagem de resistência, soldagem a laser, ou combinações das mesmas. Pontas de disparo 52, 62 podem ser feitas a partir de ouro ou ligas de ouro, incluindo ligas de Au-Pd, como as ligas de Au-40Pd (percentagem em peso). Pontas de disparo 52, 62 também podem ser feitas a partir de qualquer um dos metais puros conhecidos ou ligas dos metais do grupo platina, incluindo: platina, irídio, ródio, paládio, rutênio e rênio, e várias combinações de liga dos mesmos em qualquer combinação. Para os fins deste pedido, o rênio também é incluído na definição de metais de grupo platina com base em seu alto ponto de fusão e outras características de alta temperatura semelhantes àquelas de determinados metais do grupo platina. Elementos de formação de liga adicionais para o uso nas pontas de disparo 52,62 podem incluir, mas, não estão limitados a níquel, cromo, ferro, manganês, cobre, alumínio, cobalto, zircônio, tungstênio e elementos de terra-rara, incluindo ítrio, háfnio, lantânio, cério, e neodímio. Na verdade, qualquer material que proveja desempenho de corrosão de erosão por centelha adequado no ambiente de combustão pode ser adequado para o uso como as pontas de disparo 52, 62. As pontas de disparo 52, 62 também podem ser feitas a partir de várias ligas de tungstênio, incluindo ligas de W-Ni, W-Cu e W-Ni-Cu.

Os materiais de eletrodo de níquel-cromo-ferro baseada em Ni também são benéficos quando uma ponta de disparo 52, 62 ou outra característica é soldada a um corpo de eletrodo feito dos mesmos. Eles provêem resistência e durabilidade aperfeiçoadas e resistência a fratura da solda em altas temperaturas. Embora o material de eletrodo de níquel-cromo- ferro baseada em Ni tenha sido descrito para o uso na aplicação particular de um invólucro 26 e/ou eletrodo central 48 para uma vela de ignição 10, será apreciado que outros usos e aplicações para a liga para eletrodos para outros dispositivos de ignição serão prontamente apreciados por aqueles experientes na técnica, devido à resistência superior do material inventado a oxidação e sulfetação de alta temperatura, resistência mecânica de alta temperatura e aos aperfeiçoamentos na resistência a quebra e fratura dos acoplamentos de solda devido às tensões induzidas termomecanicamente, particularmente, acoplamentos de solda associados a várias configurações de ponta de disparo.

Obviamente, muitas modificações e variações da presente invenção são possíveis à luz dos ensinamentos acima. Deve ser entendido, portanto, que dentro do escopo das reivindicações anexas, a invenção pode ser praticada de um modo diferente daquele especificamente descrito.

Claims

1. Eletrodo para um dispositivo de ignição, caracterizado pelo fato de compreender uma liga que compreende, em peso: 14,5-25% de cromo; .7-22% de ferro; 0,2-0,5% de manganês; 0,2-0,5% de sílica; 0,1-2,5%) de alumínio; 0,05-0,15% de titânio; 0,01-0,1% total de cálcio e magnésio; 0,005- .0,5% de zircônio; 0,001-0,01%) de boro e o percentual restante substancialmente de Ni.

2. Eletrodo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mencionada liga compreende adicionalmente pelo menos um elemento de terra-rara selecionado a partir do grupo consistindo de: ítrio, háfnio, lantânio, cério e neodímio.

3. Eletrodo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o mencionado elemento de terra-rara está presente em uma quantidade de 0,1 -0,2% em peso.

4. Eletrodo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mencionada liga compreende adicionalmente pelo menos um dentre cobalto, nióbio, molibdênio, cobre, carbono, chumbo, fósforo ou enxofre como um elemento traço.

5. Eletrodo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que, para a extensão presente, o mencionado elemento traço tem um limite de composição de, por cento em peso: 0,1 % para cobalto, 0,05% para nióbio, 0,05% para molibdênio, 0,01% para carbono, 0,005%) para chumbo, 0,005% para fósforo e 0,005% para enxofre.

6. Eletrodo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a mencionada liga compreende adicionalmente pelo menos um dentre cobalto, nióbio, molibdênio, cobre, chumbo, fósforo ou enxofre como um elemento traço.

7. Eletrodo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que, para a extensão presente, o mencionado elemento traço tem um limite de composição de, por cento em peso: 0,1% para cobalto, 0,05% para nióbio, 0,05% para molibdênio, 0,01% para cobre, 0,01% para carbono, 0,005% para chumbo, 0,005% para fósforo e 0,005% para enxofre.

8. Eletrodo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mencionado dispositivo de ignição é uma vela de ignição compreendendo adicionalmente: um isolante cerâmico geralmente anular; um invólucro condutor circundando pelo menos uma porção do mencionado isolante cerâmico; um eletrodo central disposto no mencionado isolante cerâmico tendo uma extremidade terminal e uma extremidade de centelhamento com uma superfície de centelhamento de eletrodo central; e um eletrodo terra operacionalmente acoplado ao mencionado invólucro tendo uma superfície de centelhamento de eletrodo terra próximo à mencionada superfície de centelhamento de eletrodo central, a mencionada superfície de centelhamento de eletrodo central e a mencionada superfície de centelhamento de eletrodo terra definindo um vão de centelha entre as mesmas; onde pelo menos um dos mencionado eletrodo central e mencionado eletrodo terra é o mencionado eletrodo.

9. Eletrodo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o mencionado eletrodo central é operável com uma dentre uma polaridade positiva ou uma polaridade negativa e o mencionado eletrodo terra é operável em um potencial terra.

10. Eletrodo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma ponta de centelhamento acoplada a pelo menos um dentre o mencionado eletrodo central ou o mencionado eletrodo terra, onde a mencionada ponta de centelhamento compreende um dentre ouro, uma liga de ouro, um metal do grupo platina ou uma liga de tungstênio.

11. Eletrodo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o mencionado metal do grupo platina compreende pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo consistindo de platina, irídio, ródio, paládio, rutênio e rênio.

12. Eletrodo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o mencionado metal do grupo platina compreende adicionalmente pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo consistindo de níquel, cromo, ferro, manganês, cobre, alumínio, cobalto, tungstênio, ítrio, zircônio, háfnio, lantânio, cério e neodímio.

13. Eletrodo para um dispositivo de ignição, caracterizado pelo fato de compreender uma liga consistindo essencialmente de, em peso: 14,5- .25% de cromo; 7-22% de ferro; 0,2-0,5% de manganês; 0,2-0,5% de sílica;0,1-2,5% de alumínio; 0,05-0,15% de titânio; 0,01-0,1% total de cálcio e magnésio; 0,005-0,5% de zircônio; 0,001-0,01% de boro; e o percentual restante de Ni e impurezas ocasionais.

14. Eletrodo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que as mencionadas impurezas ocasionais compreendem pelo menos um dentre cobalto, nióbio, molibdênio, cobre, carbono, chumbo, fósforo ou enxofre.

15. Eletrodo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que, para a extensão presente, as mencionadas impurezas ocasionais têm um limite de composição de, por cento em peso: 0,1% para cobalto, 0,05% para nióbio, 0,05% para molibdênio, 0,01% para carbono,0,005% para chumbo, 0,005% para fósforo e 0,005% para enxofre.

16. Eletrodo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente pelo menos um elemento de terra- rara selecionado a partir do grupo consistindo de: ítrio, háfnio, lantânio, cério e neodímio.

17. Eletrodo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o mencionado elemento de terra-rara está presente em uma quantidade de 0,1-0,2% em peso.

18. Eletrodo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o mencionado dispositivo de ignição é uma vela de ignição compreendendo adicionalmente: um isolante cerâmico geralmente anular; um invólucro condutor circundando pelo menos uma porção do mencionado isolante cerâmico; um eletrodo central disposto no mencionado isolante cerâmico tendo uma extremidade terminal e uma extremidade de centelhamento com uma superfície de centelhamento de eletrodo central; e um eletrodo terra operacionalmente acoplado ao mencionado invólucro tendo uma superfície de centelhamento de eletrodo terra próximo à mencionada superfície de centelhamento de eletrodo central, a mencionada superfície de centelhamento de eletrodo central e a mencionada superfície de centelhamento de eletrodo terra definindo um vão de centelha entre as mesmas; onde pelo menos um dos mencionado eletrodo central e mencionado eletrodo terra é o mencionado eletrodo.

19. Eletrodo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma ponta de centelhamento acoplada a pelo menos um dentre o mencionado eletrodo central ou o mencionado eletrodo terra, onde a mencionada ponta de centelhamento compreende um dentre ouro, uma liga de ouro, um metal do grupo platina ou uma liga de tungstênio.

20. Eletrodo de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o mencionado metal do grupo platina compreende pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo consistindo de platina, irídio, ródio, paládio, rutênio e rênio.

21. Eletrodo de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o mencionado metal do grupo platina compreende adicionalmente pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo consistindo de níquel, cromo, ferro, manganês, cobre, alumínio, cobalto, tungstênio, ítrio, zircônio, háfnio, lantânio, cério e neodímio.

22. Eletrodo para um dispositivo de ignição, caracterizado pelo fato de compreender uma liga consistindo essencialmente de, em peso: 14,5- 25% de cromo; 7-22% de ferro; 0,2-0,5% de manganês; 0,2-0,5% de sílica;0,1-2,5% de alumínio; 0,05-0,15% de titânio; 0,01-0,1%) total de cálcio e magnésio; 0,005-0,5% de zircônio; 0,001-0,01% de boro; pelo menos um elemento de terra-rara selecionado a partir do grupo consistindo de: ítrio, háfnio, lantânio, cério e neodímio; e o percentual restante de Ni e impurezas ocasionais.

23. Eletrodo de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o mencionado elemento de terra-rara está presente em uma quantidade de 0,1 -0,2% em peso.

24. Eletrodo de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que, para a extensão presente, as mencionadas impurezas ocasionais compreendem pelo menos um dentre cobalto, nióbio, molibdênio, cobre, carbono, chumbo, fósforo ou enxofre.

25. Eletrodo de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que, para a extensão presente, as mencionadas impurezas ocasionais têm um limite de composição de, por cento em peso: 0,1% de cobalto, 0,05%) de nióbio, 0,05% de molibdênio, 0,01% de carbono, 0,005%) de chumbo, 0,005% de fósforo e 0,005%> de enxofre.

26. Eletrodo de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o mencionado eletrodo central é operável com uma dentre uma polaridade positiva ou uma polaridade negativa e o mencionado eletrodo terra é operável em um potencial terra.

27. Eletrodo de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: um isolante cerâmico geralmente anular; um invólucro condutor circundando pelo menos uma porção do mencionado isolante cerâmico; um eletrodo central disposto no mencionado isolante cerâmico tendo uma extremidade terminal e uma extremidade de centelhamento com uma superfície de centelhamento de eletrodo central; e um eletrodo terra operacionalmente acoplado ao mencionado invólucro tendo uma superfície de centelhamento de eletrodo terra próximo à mencionada superfície de centelhamento de eletrodo central, a mencionada superfície de centelhamento de eletrodo central e a mencionada superfície de centelhamento de eletrodo terra definindo um vão de centelha entre as mesmas; onde pelo menos um dos mencionado eletrodo central e mencionado eletrodo terra é o mencionado eletrodo.

28. Eletrodo de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma ponta de centelhamento acoplada a pelo menos um dentre o mencionado eletrodo central ou o mencionado eletrodo terra, onde a mencionada ponta de centelhamento compreende um dentre ouro, uma liga de ouro, um metal do grupo platina ou uma liga de tungstênio.

29. Eletrodo de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o mencionado metal do grupo platina compreende pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo consistindo de platina, irídio, ródio, paládio, rutênio e rênio.

30. Eletrodo de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que o mencionado metal do grupo platina compreende adicionalmente pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo consistindo de níquel, cromo, ferro, manganês, cobre, alumínio, cobalto, tungstênio, ítrio, zircônio, háfnio, lantânio, cério e neodímio.

31. Eletrodo para um dispositivo de ignição, caracterizado pelo fato de compreender uma liga que compreende, em peso: cromo e ferro, onde o total de ferro e cromo é de pelo menos 21,5%, 0,005-2,74% de zircônio, .0,001-3,50% de boro e o percentual restante substancialmente de Ni.

32. Eletrodo de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que a mencionada liga compreende 0,005-0,5% de zircônio e .0,001-0,10% de boro.

33. Eletrodo de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo consistindo de manganês, sílica, alumínio, titânio, cálcio e magnésio.

34. Eletrodo de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente pelo menos um elemento de terra- rara selecionado a partir do grupo consistindo de: ítrio, háfnio, lantânio, cério e neodímio.

35. Eletrodo de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: um isolante cerâmico geralmente anular; um invólucro condutor circundando pelo menos uma porção do mencionado isolante cerâmico; um eletrodo central disposto no mencionado isolante cerâmico tendo uma extremidade terminal e uma extremidade de centelhamento com uma superfície de centelhamento de eletrodo central; e um eletrodo terra operacionalmente acoplado ao mencionado invólucro tendo uma superfície de centelhamento de eletrodo terra próximo à mencionada superfície de centelhamento de eletrodo central, a mencionada superfície de centelhamento de eletrodo central e a mencionada superfície de centelhamento de eletrodo terra definindo um vão de centelha entre as mesmas; onde pelo menos um dos mencionado eletrodo central e mencionado eletrodo terra é o mencionado eletrodo.

36. Eletrodo de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma ponta de centelhamento acoplada a pelo menos um dentre o mencionado eletrodo central ou o mencionado eletrodo terra, onde a mencionada ponta de centelhamento compreende um dentre ouro, uma liga de ouro, um metal do grupo platina ou uma liga de tungstênio.

37. Eletrodo de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que a mencionada ponta de centelhamento é um metal do grupo platina compreendendo pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo consistindo de platina, irídio, ródio, paládio, rutênio e rênio.

38. Eletrodo de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que o mencionado metal do grupo platina compreende adicionalmente pelo menos um elemento a partir do grupo consistindo de níquel, cromo, ferro, manganês, cobre, alumínio, cobalto, tungstênio, ítrio, zircônio, háfnio, lantânio, cério e neodímio.