DE112018002603T5

DE112018002603T5 - Elektrodenmaterial, Zündkerzenelektrode und Zündkerze

Info

Publication number: DE112018002603T5
Application number: DE112018002603.5T
Authority: DE
Inventors: Hajime Ota; Yasuhisa Uehara
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2017-05-19
Filing date: 2018-02-07
Publication date: 2020-03-05
Also published as: US20210242665A1; CN110651055A; JPWO2018211752A1; JP7140112B2; US11196235B2; WO2018211752A1

Abstract

Ein Elektrodenmaterial enthält einen Verbund, der einen Kerndraht, der sich aus einem Nickelgrundmaterial mit 96 Masse-% oder mehr Ni zusammensetzt, und eine Bedeckung, die eine äußere periphere Oberfläche des Kerndrahtes bedeckt und eine Endfläche des Kerndrahtes nicht bedeckt, sondern freilegt. Die Bedeckung setzt sich aus einer Nickellegierung mit 10 Masse-% oder mehr und 30 Masse-% oder weniger Cr und 0,1 Masse-% oder mehr und 6 Masse-% oder weniger Al zusammen. Der Verbund hat einen spezifischen Widerstand von weniger als 50 µΩ·cm.

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft ein Elektrodenmaterial, eine Zündkerzenelektrode und eine Zündkerze. Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung 2017-100387 , angemeldet am 19. Mai 2017, und der vollständige Inhalt der japanischen Anmeldung wird hierin durch Bezugnahme eingefügt.
Hintergrund
Eine Zündkerze ist ein Beispiel eines Motorteils eines Automobils oder dergleichen. Patentliteratur 1 offenbar ein Elektrodenmaterial, das sich aus einer Nickellegierung mit einer spezifischen Zusammensetzung zusammensetzt, als Elektrodenmaterial, das für eine Elektrode geeignet ist, die in einer Zündkerze enthalten ist.
Patentliteratur
PTL 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldeveröffentlichung 2012-069393
Zusammenfassung der Erfindung
[Lösung des Problems]
Ein Elektrodenmaterial gemäß dieser Offenbarung enthält:

Einen Verbund, enthaltend einen Kerndraht, der sich aus einem Nickelgrundmaterial mit 96 Masse-% oder mehr Ni zusammensetzt, und eine Bedeckung, die eine äußere periphere Oberfläche des Kerndrahtes bedeckt, und die nicht Endfläche des Kerndrahtes bedeckt, sondern diese freilegt, worin
die Bedeckung sich aus einer Nickellegierung mit 10 Masse-% oder mehr und 30 Masse-% oder weniger Cr und 0,1 Masse-% oder mehr und 6 Masse-% oder weniger Al zusammensetzt, und
worin der Verbund einen spezifischen Widerstand von weniger als 50 µΩ·cm hat.

Eine Zündkerzenelektrode dieser Offenbarung setzt sich zusammen aus dem Elektrodenmaterial dieser Offenbarung.
Eine Zündkerze dieser Offenbarung enthält die Zündkerzenelektrode dieser Erfindung
Figurenliste

[1] 1 ist eine schematische Perspektivansicht, die ein Elektrodenmaterial gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt.
[2] 2 ist eine schematische Ansicht, die eine Zündkerze erläutert, die eine Zündkerzenelektrode enthält, die sich aus einem Elektrodenmaterial gemäß einem Ausführungsbeispiel zusammensetzt, und die einen Bereich in der Nähe der Elektrode zeigt.
[3] 3 ist eine Ansicht, die ein Teststück erläutert, das zum Bewerten der Adhäsion bei Testbeispiel 1 verwendet wird.
[4] 4 ist ein Mikrograph eines Drahtstabes eines Drahtstabes von Probe 1-1 nach einem thermischen Zyklustest zum Auswerten der Adhäsion gemäß Testbeispiel 1.
[5] 5 ist ein Mikrograph eines Drahtstabes eines Teststabes von Probe 1-111 nach Durchführen eines thermischen Zyklustest zum Bewerten der Adhäsion in Testbeispiel 1.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
[Durch die Erfindung zu lösende Probleme]
Es ist gewünscht, dass eine Elektrode, die in der Zündkerze enthalten ist, und ein Elektrodenmaterial der Elektrode sowohl eine höhere Zündabriebsresistenz als auch höhere Oxidationsresistenz haben.
Das Elektrodenmaterial gemäß Patentliteratur 1 setzt sich zusammen aus einer Nickellegierung mit einer spezifischen Zusammensetzung und erzielt hierdurch eine gute Hochtemperatur-Oxidationsresistenz und gute Zündabriebresistenz. Seit einiger Zeit ist eine weitere Reduktion der Dicke (Reduktion in der Querschnittsfläche) einer Elektrode der Zündkerze erforderlich. Zur Erzeugung einer Zündkerzenelektrode, die ein solches Erfordernis erfüllen kann, ist ein Elektrodenmaterial mit einer höheren Zündabriebsresistenz und höheren Oxidationsresistenz gewünscht.
Angesichts dessen ist ein Ziel dieser Erfindung, ein Elektrodenmaterial mit guter Zündabriebsresistenz und guter Oxidationsresistenz anzugeben. Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist, eine Zündkerzenelektrode und eine Zündkerze anzugeben, die beide eine gute Zündabriebsresistenz und gute Oxidationsresistenz haben.
[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
Das Elektrodenmaterial, die Zündkerzenelektrode und die Zündkerze gemäß dieser Offenbarung haben jeweils eine gute Zündabriebsresistenz und gute Oxidationsresistenz.
[Beschreibung von Ausführungsbeispielen dieser Erfindung]
Zunächst werden Ausführungsbeispiele dieser Erfindung aufgelistet und beschrieben.
(1) Ein Elektrodenmaterial gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung enthält:

einen Verbund, enthaltend einen Kerndraht, der sich aus einem Nickelgrundmaterial mit 96 Masse-% oder mehr Ni zusammensetzt, und eine Bedeckung, die eine äußere periphere Oberfläche des Kerndrahtes bedeckt, und die nicht Endfläche des Kerndrahtes bedeckt, sondern diese freilegt, worin
die Bedeckung sich aus einer Nickellegierung mit 10 Masse-% und 30 Masse-% oder weniger Cr und 0,1 Masse-% oder mehr und 6 Masse-% oder weniger Al zusammensetzt, und
worin der Verbund einen spezifischen Widerstand von weniger als 50 µΩ·cm hat.

Das Elektrodenmaterial setzt sich nicht aus einem einzelnen Material zusammen, sondern enthält einen Verbund mit einer Vielschichtstruktur, der sich aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Materialien zusammensetzt. In dem Verbund setzt sich en Kerndraht, der im Inneren lokalisiert ist, aus einem Nickelgrundmaterial mit einem hohen Ni-Gehalt zusammen und hat somit eine gute elektrische Leitfähigkeit und einen geringen spezifischen Widerstand. In dem Verbund setzt sich eine Bedeckung, die außerhalb lokalisiert ist, aus einer Nickellegierung mit Cr und Al in spezifischen Bereichen zusammen und hat somit eine gute Oxidationsresistenz. Das Vorhandensein des Kerndrahtes mit einem geringen spezifischen Widerstand ermöglicht, dass der spezifische Widerstand des Verbundes sich vermindert im Vergleich zu einem Elektrodenmaterial mit einer Zusammensetzung aus einer Bedeckung alleine. Das Vorhandensein der Abdeckung mit guter Oxidationsresistenz ergibt den Verbund mit guter Oxidationsresistenz im Vergleich zu einem Elektrodenmaterial mit einer Zusammensetzung aus einem Kerndraht alleine. Die Abdeckung ist außerhalb des Kerndrahtes vorhanden und kann den Kerndraht gegenüber der externen Umgebung schützen. Dies verleiht dem Verbund ebenfalls eine gute Oxidationsresistenz. Weil sowohl der Kerndraht als auch die Bedeckung Ni als eine Hauptkomponente und die Hauptkomponente gemeinsam enthalten, haften der Kerndraht und die Bedeckung leicht aneinander. In diesem Elektrodenmaterial ist es möglich, obwohl der Kerndraht, der leichter oxidiert wird als die Abdeckung, von einer Endfläche des Verbundes frei liegt, den Fortschritt der Oxidation von der Endfläche zum Inneren des Verbundes entlang der Grenzfläche zwischen dem Kerndraht und der Abdeckung zu unterdrücken. Dies ergibt ebenfalls das Elektrodenmaterial mit guter Oxidationsresistenz. Folglich ist es gemäß dem oben beschriebenen Elektrodenmaterial möglich, eine Zündkerzenelektrode mit einem niedrigen spezifischen Widerstand, guter Zündabriebsresistenz und guter Oxidationsresistenz zu bilden.
Gemäß dem Elektrodenmaterial wird eine gute thermische Leitfähigkeit ebenfalls erzielt, weil sich der Kerndraht aus dem Nickelgrundmaterial zusammensetzt. Gemäß dem Elektrodenmaterial kann weiterhin, weil der Kerndraht an einer Endfläche des Elektrodenmaterials frei liegt, Wärme gleichmäßig über der gesamten Länge des Verbundes geleitet werden im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Endfläche mit einem Bestandteilsmaterial der Bedeckung bedeckt ist. Gemäß diesem Elektrodenmaterial wird Wärme unwahrscheinlich im Inneren des Elektrodenmaterials akkumuliert, eine Verminderung der Festigkeit, die durch Halten des Elektrodenmaterials bei hoher Temperatur verursacht wird, kann ebenfalls vermindert werden, und eine Hochtemperaturfestigkeit ist ebenfalls gut. Wenn eine Zündkerzenelektrode, worin ein Kerndraht an einer Endfläche frei liegt, durch Verwendung des Elektrodenmaterials gebildet wird, kann die Elektrode gleichmäßig Wärme von der Endfläche über der gesamten Länge davon leiten und hat eine gute Wärmeableitfähigkeit. Gemäß dem Elektrodenmaterial hat, obwohl der Kerndraht einen hohen Ni-Gehalt aufweist, das Elektrodenmaterial eine gute Korrosionsresistenz, weil die Abdeckung, die den Kerndraht bedeckt, eine verhältnismäßig große Menge an Cr enthält. Wie oben beschrieben hat das Elektrodenmaterial eine gute Adhäsion zwischen dem Kerndraht und der Abdeckung, und es ist möglich, den Fortschritt der Korrosion von einer Endfläche des Verbundes zum Inneren des Verbundes entlang der Grenzfläche zwischen dem Kerndraht und der Abdeckung zu unterdrücken. Dies ergibt ebenfalls das Elektrodenmaterial mit guter Korrosionsresistenz.
(2) Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Elektrodenmaterials ist in einem Querschnitt des Verbundes ein Flächenverhältnis einer Querschnittsfläche der Abdeckung zu einer Querschnittsfläche des Verbundes 0,4 oder mehr und 0,7 oder weniger. Nachfolgend kann das Flächenverhältnis als Bedeckungsverhältnis bezeichnet werden. Der Querschnitt betrifft einen Bereich, wenn der Verbund entlang einer Ebene orthogonal zu einer axialen Richtung des Verbundes oder des Kerndrahtes als Schnittebene geschnitten wird.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel hat der Verbund, weil das Bedeckungsverhältnis innerhalb des obigen spezifischen Bereiches liegt, eine gut ausgewogene Wirkung sowohl einer guten Oxidationsresistenz aufgrund des Vorhandenseins der Bedeckung als auch eine gute Zündabriebsresistenz aufgrund des Vorhandenseins des Kerndrahtes. In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Bedeckungsverhältnis nicht übermäßig groß, und somit wird eine gute Verarbeitbarkeit beim Herstellverfahren erhalten, und die Herstellfähigkeit des Verbundes ist ebenfalls gut.
(3) Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Elektrodenmaterials ist ein Verhältnis einer Korngröße des Nickelgrundmaterials, das den Kerndraht bildet, zu einer Korngröße der Nickellegierung, die die Bedeckung bildet, 5 oder mehr. Nachfolgend kann das Verhältnis als Verhältnis (Kerndraht/Bedeckung) bezeichnet werden.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält das Nickelgrundmaterial, das den Kerndraht bildet, verhältnismäßig grobe Kristallkörner, und die Nickellegierung, die die Bedeckung bildet, enthält verhältnismäßig kleine Kristallkörner. Weil der Kerndraht eine grobe Kristallstruktur aufweist, wird der spezifische Widerstand leicht vermindert. Weil die Bedeckung eine feine Kristallstruktur hat, wird die Oxidationsresistenz leicht verstärkt. D.h., der spezifische Widerstand des Kerndrahtes kann nicht nur in Bezug auf die Zusammensetzung, sondern ebenfalls in Bezug auf die Struktur vermindert werden, und die Oxidationsresistenz der Bedeckung kann in Bezug auf die Zusammensetzung und die Struktur verstärkt werden. Demzufolge hat das oben beschriebene Ausführungsbeispiel einen niedrigen spezifischen Widerstand, eine höhere Zündabriebsresistenz und höhere Oxidationsresistenz.
(4) Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Elektrodenmaterials enthält das Elektrodenmaterial eine Diffusionsschicht zwischen dem Kerndraht und der Bedeckung, worin ein Ni-Gehalt der Diffusionsschicht sich in Gradientenform ändert. Details der Diffusionsschicht werden später beschrieben.
Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel hat eine bessere Adhäsion zwischen dem Kerndraht und der Bedeckung aufgrund des Vorhandenseins der Diffusionsschicht. Demzufolge unterdrückt das oben beschriebene Ausführungsbeispiel leichter den Fortschritt der Oxidation und den Fortschritt der Korrosion zum Inneren wie oben beschrieben und hat somit eine höhere Oxidationsresistenz.
(5) Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Elektrodenmaterials enthält zumindest eines von dem Nickelgrundmaterial, das den Kerndraht bildet, und der Nickellegierung, die die Bedeckung bildet, 0,01 Masse-% oder mehr und 0,7 Masse-% oder weniger insgesamt von einem Seltenerdelement.
Weil das oben beschriebene Ausführungsbeispiel ein Seltenerdelement (das ein Element oder zwei oder mehrere Elemente sein kann) innerhalb des obigen spezifischen Bereiches enthält, kann die Oxidationsresistenz des Kerndrahtes und der Bedeckung weiter verstärkt werden.
(6) Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Elektrodenmaterials enthält die Nickellegierung, die die Bedeckung bildet, ausgedrückt als Masse-%:

0,1 % oder mehr und 1,5 % oder weniger Si,
0,1 % oder mehr und 0,6 % oder weniger Mn,
10 % oder mehr und 30 % oder weniger Cr,
0,1 % oder mehr und 6 % oder weniger Al,
0,01 % oder mehr und 12 % oder weniger Fe und
0,01 % oder mehr und 0,6 % oder weniger Ti, wobei der Rest Ni und unvermeidbare Verunreinigungen ist.

Weil das oben beschriebene Ausführungsbeispiel eine Bedeckung enthält, die sich aus einer Nickellegierung zusammensetzt, die zusätzlich zu Cr und Al Si, Mn, Fe und Ti innerhalb der obigen spezifischen Bereiche enthält, wird die Oxidationsresistenz weiter verstärkt.
(7) Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Elektrodenmaterials enthält das Nickelgrundmaterial, das den Kerndraht bildet, ausgedrückt als Masse-%:

0,01 % oder mehr und 1,5 % oder weniger Si,
0 % oder mehr und 1,5 % oder weniger Mn,
0,001 % oder mehr und 1,5 % oder weniger Cr,
0,001 % oder mehr und 0,5 % oder weniger Al,
0,01 % oder mehr und 1,5 % oder weniger Fe und
0 % oder mehr und 0,5 % oder weniger Ti, wobei der Rest Ni und unvermeidbare Verunreinigungen ist.

Weil das oben beschriebene Ausführungsbeispiel einen Kerndraht enthält, der sich aus einem Nickelgrundmaterial zusammensetzt, das Si, Cr, Al, Fe und wahlweise Mn und Ti innerhalb der obigen spezifischen Bereiche enthält, wird eine Erhöhung des spezifischen Widerstandes und eine Verminderung der thermischen Leitfähigkeit aufgrund der Einfügung der obigen Elemente unterdrückt, unter Erhalt einer guten Zündabriebsresistenz und guten thermischen Leitfähigkeit, die Oxidationsresistenz wird ebenfalls in einem gewissen Ausmaß verbessert, und folglich wird eine höhere Oxidationsresistenz erzielt.
(8) Eine Zündkerzenelektrode gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung ist zusammengesetzt aus dem Elektrodenmaterial gemäß einem von (1) bis (7) oben.
Weil sich die Zündkerzenelektrode aus dem Elektrodenmaterial zusammensetzt, das den oben beschriebenen spezifischen Verbund enthält, hat die Zündkerzenelektrode ebenfalls einen niedrigen spezifischen Widerstand von weniger als 50 µΩ·cm, eine gute Zündabriebsresistenz und gute Oxidationsresistenz, wie oben beschrieben. In der Zündkerzenelektrode kann der Kerndraht, der in dem Verbund enthalten ist, an einer Endfläche der Elektrode frei liegen. Selbst wenn der Kerndraht an einer Endfläche frei liegt, wie oben beschrieben, ist die Adhäsion zwischen dem Kerndraht und der Bedeckung, die die äußere periphere Oberfläche des Kerndrahtes bedeckt, gut, und somit kann die Oxidation unwahrscheinlich zum Inneren ablaufen. Demzufolge hat die Zündkerzenelektrode eine gute Oxidationsresistenz.
Zusätzlich kann gemäß der Zündkerzenelektrode, wenn der Kerndraht an einer Endfläche der Elektrode frei liegt, Wärme gleichmäßig von der Endfläche über der gesamten Länge der Elektrode geleitet werden, und eine gute Wärmeableitfähigkeit wird ebenfalls erzielt, wie oben beschrieben. Weiterhin hat die Zündkerzenelektrode auch eine gute Korrosionsresistenz, weil der Kerndraht mit der Bedeckung bedeckt ist, und die Adhäsion zwischen dem Kerndraht und der Bedeckung ist gut, wie oben beschrieben.
(9) Eine Zündkerze gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung enthält die Zündkerzenelektrode gemäß (8) oben.
Weil die Zündkerze die Zündkerzenelektrode wie oben beschrieben enthält, hat die Zündkerze ebenfalls einen guten Zündabriebswiderstand und gute Oxidationsresistenz, wie oben beschrieben.
[Details der Ausführungsbeispiele dieser Erfindung]
Ausführungsbeispiele gemäß dieser Erfindung werden nachfolgend spezifisch unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nach Bedarf beschrieben. Der Gehalt der Elemente wird in Einheiten von Masse-% dargestellt, wenn nichts anderes angegeben ist.
[Elektrodenmaterial]
(Überblick)
Ein Elektrodenmaterial 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein Metalldrahtstab mit einer Zweischichtstruktur, die innere und äußere Schichten enthält, wie in 1 erläutert ist. Dieses Elektrodenmaterial 1 wird für Elektroden 20 (2) verwendet, die in einer Zündkerze 2 (gleiches) enthalten sind, die in einem Motor eines Automobils oder dergleichen verwendet wird. Das Elektrodenmaterial 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel enthält einen Verbund 10, der einen Kerndraht 11 und eine Bedeckung 12 enthält, die eine äußere periphere Oberfläche des Kerndrahtes 11 bedeckt und eine Endfläche des Kerndrahtes 11 nicht bedeckt, sondern freilegt. Der Kerndraht 11 und die Bedeckung 12 enthalten jeweils Ni als Hauptkomponente (Komponente mit dem höchsten Massegehalt), obwohl sie aus Metallen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen zusammengesetzt sind. Der Kerndraht 11 setzt sich aus einem Nickelgrundmaterial mit 96 Masse-% oder mehr Ni zusammen. Die Bedeckung 12 setzt sich aus einer Nickellegierung mit 10 Masse-% oder mehr und 30 Masse-% oder weniger Cr und 0,1 Masse-% oder mehr und 6 Masse-% oder weniger Al zusammen. In dem Elektrodenmaterial 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel hat der Verbund 10 einen spezifischen Widerstand von weniger als 50 µΩ·cm.
(Zusammensetzung)
In dem Verbund 10, der das Elektrodenmaterial 1 bildet, enthalten sowohl der Kerndraht 11 als auch die Bedeckung 12 Ni als Hauptkomponente. Daher kann eine heterogene Phase unwahrscheinlich in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem Kerndraht 11 und der Bedeckung 12 gebildet werden, und somit wird eine gute Adhäsion zwischen dem Kerndraht 11 und der Bedeckung 12 realisiert. Insbesondere weil das Nickelgrundmaterial, das den Kerndraht 11 bildet, einen Ni-Gehalt von 96 Masse-% oder mehr hat, hat das Nickelgrundmaterial einen geringen spezifischen Widerstand und trägt zur Reduktion des spezifischen Widerstandes des Verbundes 10 bei. Der hohe Ni-Gehalt ergibt eine gute thermische Leitfähigkeit, ermöglicht die Verstärkung der Wärmeableitfähigkeit des Verbundes 10, ergibt eine gute plastische Verarbeitbarkeit und erleichtert die Herstellung des Verbundes 10 mit einer Zweischichtstruktur. Weil bei der Nickellegierung, die die Bedeckung 12 bildet, Cr und Al, die zur Verbesserung der Oxidationsresistenz beitragen, innerhalb von spezifischen Bereichen enthalten sind, trägt auf der anderen Seite die Nickellegierung zur Verbesserung der Oxidationsresistenz des Verbundes 10 bei. Im Elektrodenmaterial 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der Kerndraht 11, der eine geringe Oxidationsresistenz hat, mit der Bedeckung 12 bedeckt, um hierdurch die Oxidation des Kerndrahtes 11 zu unterdrücken, und die oben beschriebenen Wirkungen aufgrund des Vorhandenseins des Kerndrahtes 11 werden angemessen erzielt. Während das Elektrodenmaterial 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel die Abdeckung 12 enthält, die Cr in einer etwas großen Menge enthält und dazu neigt, einen hohen spezifischen Widerstand zu haben, wird zusätzlich eine gute Zündabriebsresistenz erzielt durch Einstellen beispielsweise der Zusammensetzung der Bedeckung 12 und des Verhältnisses der Bedeckung 12 in dem Verbund 10 (Bedeckungsverhältnis, das später beschrieben wird) auf einen Bereich, bei dem der spezifische Widerstand des Verbundes 10 den Wert von weniger als 50 µΩ·cm erfüllt.
<Kerndraht>
Beispiele des Nickelgrundmaterials, das den Kerndraht 11 bildet, enthalten Nickellegierungen mit verschiedenen Zusammensetzungen, worin der Ni-Gehalt 96 Masse-% oder mehr reines Nickel ist. Mit einer Erhöhung des Ni-Gehaltes wird der spezifische Widerstand leicht reduziert. Der Ni-Gehalt kann 96,5 Masse-% oder mehr und weiter 97 Masse-% oder mehr sein.
Ein Beispiel des Nickelgrundmaterials, das den Kerndraht 11 bildet, ist eine Nickellegierung mit der unten gezeigten Zusammensetzung (1). Die Wirkungen, die durch Einfügen der jeweiligen Elemente erzielt werden, werden unten beschrieben (in Bezug auf Cr und Al wird auf den Abschnitt der Bedeckung verwiesen). Mit einer Verminderung der Gehalte der jeweiligen Elemente, die unten angegeben sind, kann der spezifische Widerstand leicht vermindert werden, und die thermische Leitfähigkeit kann leicht erhöht werden. Mit einer Erhöhung der Gehalte können beispielsweise die Oxidationsresistenz und Hochtemperaturfestigkeit leicht verstärkt werden (gleiches gilt für die jeweiligen Elemente, die in der Nickellegierung enthalten sind, die die später beschriebene Bedeckung 12 bildet).
Zusammensetzung (1): Die Nickellegierung enthält 0,01 Masse-% oder mehr und 1,5 Masse-% oder weniger Si, 0 Masse-% oder mehr und 1,5 Masse-% oder weniger Mn, 0,001 Masse-% oder mehr und 1,5 Masse-% oder weniger Cr, 0,001 Masse-% oder mehr und 0,5 Masse-% oder weniger Al, 0,01 Masse-% oder mehr und 1,5 Masse-% oder weniger Fe und 0 Masse-% oder mehr und 0,5 Masse-% oder weniger Ti mit Rest Ni und unvermeidbaren Verunreinigungen.
Die Nickellegierung kann weiterhin 0,01 Masse-% oder mehr und 0,7 Masse-% oder weniger insgesamt von einem Seltenerdelement enthalten. Beispiele des Seltenerdelementes enthalten Y und Lanthaniden (z.B. La, Ce und Yb) und ein oder zwei oder mehrere Elemente können enthalten sein (gleiches gilt für die Nickellegierung, die die später beschriebene Bedeckung 12 bildet).
In der Nickellegierung mit der obigen Zusammensetzung (1) sind Mn, Ti und ein Seltenerdelement nicht essentiell. Die Nickellegierung, die den Kerndraht 11 bildet, hat einen geringen spezifischen Widerstand, weil die Zahl der essentiellen Elemente klein ist, wie oben beschrieben, und die Gehalt der jeweiligen Elemente etwas niedriger sind als solche der Bedeckung 12, die unten beschrieben wird. Weil die Nickellegierung die obigen Elemente innerhalb der obigen spezifischen Bereiche enthält, ist zusätzlich die Oxidationsresistenz in einem gewissen Ausmaß ebenfalls gut.
Die Gehalte der Elemente in der Nickellegierung mit der Zusammensetzung (1) können wie folgt sein, während beispielsweise eine Verminderung des spezifischen Widerstandes und Verbesserungen bei der thermischen Leitfähigkeit und Oxidationsresistenz erwartet werden.

Si: 0,03 Masse-% oder mehr und 1,3 Masse-% oder weniger, weiter 0,05 Masse-% oder mehr und 1,2 Masse-% oder weniger
Mn: 0,01 Masse-% oder mehr und 1,3 Masse-% oder weniger, weiter 0,1 Masse-% oder mehr und 1,2 Masse-% oder weniger,
Cr: 0,001 Masse-% oder mehr und 1,4 Masse-% oder weniger, weiter 0,001 Masse-% oder mehr und 1,3 Masse-% oder weniger
Al: 0,001 Masse-% oder mehr und 0,4 Masse-% oder weniger, weiter 0,001 Masse-% oder mehr und 0,3 Masse-% oder weniger
Fe: 0,02 Masse-% oder mehr und 1,3 Masse-% oder weniger, weiter 0,03 Masse-% oder mehr und 1,2 Masse-% oder weniger
Ti: 0,01 Masse-% oder mehr und 0,5 Masse-% oder weniger, weiter 0,03 Masse-% oder mehr und 0,3 Masse-% oder weniger
Seltenerdelement: 0,05 Masse-% oder mehr und 0,68 Masse-% oder weniger insgesamt, weiter 0,08 Masse-% oder mehr und 0,65 Masse-% oder weniger insgesamt.

<Bedeckung>
Die Nickellegierung, die die Bedeckung 12 bildet, enthält Cr und Al als essentielle Elemente. Diese Nickellegierung enthält Ni in einer Menge von mehr als 50 Masse-%, typischerweise 60 Masse-% oder mehr und enthält Ni als Hauptkomponente, obwohl der Ni-Gehalt dieser Nickellegierung niedriger ist als der des Nickelgrundmaterials, das den Kerndraht 11 bildet.
Chrom (Cr) hat eine antioxidative Wirkung, insbesondere eine Wirkung zum Unterdrücken der internen Oxidation und erhöht weniger wahrscheinlich den spezifischen Widerstand als Al. Demzufolge hat die Nickellegierung, die die Bedeckung 12 bildet, einen Cr-Gehalt von 10 Masse-% oder mehr und enthält Cr in einer etwas großen Menge. Chrom hat weiter die Wirkung zur Verbesserung der Korrosionsresistenz. Mit einer Erhöhung des Cr-Gehaltes verbessern sich die Oxidationsresistenz und die Korrosionsresistenz. Der Cr-Gehalt kann 12 Masse-% oder mehr, weiter 13 Masse-% oder mehr und 14 Masse-% oder mehr sein. Bei einem Cr-Gehalt von 30 Masse-% oder weniger wird eine Erhöhung des spezifischen Widerstandes vermindert. Mit einer Verminderung des Cr-Gehalts wird der spezifische Widerstand leicht vermindert. Der Cr-Gehalt kann 29 % oder weniger, weiter 28 % oder weniger und 27 % oder weniger sein.
Aluminium (Al) ist ein Element mit einer hohen Antioxidationswirkung. Wenn Al enthalten ist, kann, wenn eine Zündkerzenelektrode, die sich aus dem Elektrodenmaterial 1 zusammensetzt, als Zündkerze verwendet wird, ein Oxid (Oxidfilm), das Al enthält, später auf der Oberfläche der Elektrode erzeugt werden. Dieser Oxidfilm unterdrückt leicht die Oxidation zum Inneren der Elektrode. Wenn Si zusammen mit Al enthalten ist, wird ein Oxidfilm, der Al und Si enthält, leicht gebildet und die Antioxidationswirkung kann weiter verstärkt werden. Bei einem Al-Gehalt von 0,1 Masse-% oder mehr wird eine hohe Antioxidationswirkung entfaltet. Mit einer Erhöhung des Al-Gehaltes verstärkt sich die Oxidationsresistenz. Der Al-Gehalt kann 0,2 Masse-% oder mehr, weiter 2,5 Masse-% oder mehr sein. Wenn der Al-Gehalt 6 Masse-% oder weniger ist, kann eine Erhöhung des spezifischen Widerstandes und Abschälen, Schädigung oder dergleichen des Oxidfilmes wegen der Erhöhung der Dicke des Oxidfilmes vermindert werden, und die Antioxidationswirkung durch Vorhandensein des Oxidfilmes wird leicht entfaltet. Mit einer Verminderung des Al-Gehaltes wird der spezifische Widerstand leicht vermindert, und beispielsweise wird die Erhöhung der Dicke des Oxidfilmes leicht reduziert. Demzufolge kann der Al-Gehalt 5,5 Masse-% oder weniger, weiter 5 Masse-% oder weniger sein.
Ein Beispiel der Nickellegierung, die die Bedeckung 12 bildet, ist eine mit der Zusammensetzung (2) unten.
Zusammensetzung (2): Die Nickellegierung enthält 0,1 Masse-% oder mehr und 1,5 Masse-% oder weniger Si, 0,1 Masse-% oder mehr und 0,6 Masse-% oder weniger Mn, 10 Masse-% oder mehr und 30 Masse-% oder weniger Cr, 0,1 Masse-% oder mehr und 6 Masse-% oder weniger Al, 0,01 Masse-% oder mehr und 12 Masse-% oder weniger Fe und 0,01 Masse-% oder mehr und 0,6 Masse-% oder weniger Ti mit Rest Ni und unvermeidbaren Verunreinigungen.
Die Nickellegierung kann weiterhin 0,01 Masse-% oder mehr und 0,7 Masse-% oder weniger insgesamt eines Seltenerdelementes enthalten.
In der Nickellegierung mit der Zusammensetzung (2) sind zusätzlich zu Cr und Al Si, Mn, Fe und Ti essentiell. Diese Nickellegierung, die die Bedeckung 12 bildet, enthält eine erhöhte Zahl von essentiellen Elementen und enthält die jeweiligen Elemente in etwas größeren Mengen als solche im Kerndraht 11. Daher hat die Nickellegierung eine gute Oxidationsresistenz.
Die Gehalte der Elemente in der Nickellegierung mit der Zusammensetzung (2) können wie folgt sein, während beispielsweise eine Verminderung des spezifischen Widerstandes und Verbesserungen bei der thermischen Leitfähigkeit und Oxidationsresistenz erwartet werden.

Si: 0,15 Masse-% oder mehr und 1,3 Masse-% oder weniger, weiter 0,2 Masse-% oder mehr und 1,2 Masse-% oder weniger,
Mn: 0,2 Masse-% oder mehr und 0,55 Masse-% oder weniger, weiter 0,3 Masse-% oder mehr und 0,5 Masse-% oder weniger,
Fe: 0,02 Masse-% oder mehr und 11,5 Masse-% oder weniger, weiter 0,03 Masse-% oder mehr und 11 Masse-% oder weniger
Ti: 0,02 Masse-% oder mehr und 0,55 Masse-% oder weniger, weiter 0,03 Masse-% oder mehr und 0,5 Masse-% oder weniger
Seltenerdelement: 0,1 Masse-% oder mehr und 0,65 Masse-% oder weniger insgesamt, weiter 0,2 Masse-% oder mehr und 0,6 Masse-% oder weniger insgesamt.

<Wirkung der Addition eines jeden Elementes>
Silicium (Si) ist ein Element mit einer hohen Antioxidationswirkung und ermöglicht die Verstärkung der Oxidationsresistenz. Silicium erzeugt später einen Oxidfilm, wie oben beschrieben und unterdrückt leicht die Oxidation zum Inneren der Elektrode. Mit einer Erhöhung des Si-Gehaltes wird die Antioxidationswirkung aufgrund der Bildung des Oxidfilmes leicht erzielt. Durch Einstellen des Si-Gehaltes auf gleich oder weniger als die obere Grenze kann eine Erhöhung des spezifischen Widerstandes und Abschälen, Schädigung oder dergleichen des Oxidfilmes aufgrund einer Zunahme der Dicke des Oxidfilmes vermindert werden.
Mangan (Mn) hat eine Antioxidationswirkung, insbesondere eine Wirkung zur Unterdrückung der internen Oxidation. Wenn Mn innerhalb des obigen Bereiches enthalten ist, kann die Oxidationsresistenz verstärkt werden. Mit einer Erhöhung des Mn-Gehaltes wird die Oxidationsresistenz leicht verstärkt. Durch Einstellen des Mn-Gehaltes auf gleich oder weniger als die obere Grenze kann eine Erhöhung des spezifischen Widerstandes vermindert werden.
Wenn Fe enthalten ist, verbessert sich die Heißverarbeitbarkeit, unter Erhalt einer guten Herstellbarkeit. Mit einer Erhöhung des Fe-Gehaltes wird die Heißverarbeitbarkeit leicht verstärkt. Durch Einstellen des Fe-Gehaltes auf gleich oder weniger als die obere Grenze kann eine Erhöhung des spezifischen Widerstandes vermindert werden und eine Verminderung der Festigkeit einer Zündkerze bei einer Betriebstemperatur kann vermindert werden.
Titan (Ti), das innerhalb des obigen Bereiches enthalten ist, ergibt eine Kristallraffinierwirkung. Eine feine Kristallstruktur ermöglicht die Erhöhung einer Gesamtlänge von Korngrenzen, unterdrückt leicht die interne Oxidation und verstärkt leicht die Oxidationsresistenz. Wenn die Bedeckung 12 sich aus einer Nickellegierung zusammensetzt, die Ti enthält, hat die Bedeckung 12 leicht eine feine Kristallstruktur, und die Oxidationsresistenz wird leicht verstärkt. Weil Ti die Erzeugung eines Nitrides von Al (AlN) unterdrückt, wird die Oxidationsresistenz leicht verstärkt. Der Grund liegt darin, dass die Schädigung eines Oxidfilmes aufgrund der Erzeugung eines Nitrides von Al im Oxidfilm unterdrückt werden kann und der Oxidfilm leicht aufrechterhalten wird. Mit einer Erhöhung des Ti-Gehaltes wird die Oxidationsresistenz leicht verstärkt. Durch Einstellen des Ti-Gehaltes auf gleich oder weniger als die obere Grenze kann eine Erhöhung des spezifischen Widerstandes vermindert werden.
Ein Seltenerdelement, das innerhalb des obigen Bereiches enthalten ist, ergibt eine Kristallraffinierwirkung. Wie oben beschrieben, wird eine interne Oxidation leicht unterdrückt und eine Oxidationsresistenz wird durch Verminderung der Korngröße leicht verstärkt. Wenn die Bedeckung 12 sich aus einer Nickellegierung zusammensetzt, die ein Seltenerdelement enthält, hat die Bedeckung 12 leicht eine feine Kristallstruktur, und die Oxidationsresistenz wird leicht verstärkt. Mit einer Erhöhung des Gehaltes des Seltenerdelementes wird die Oxidationsresistenz leicht verstärkt. Wenn der Gehalt des Seltenerdelementes gleich oder weniger als die obere Grenze ist, kann eine Erhöhung des spezifischen Widerstandes vermindert werden, und eine Verminderung der plastischen Verarbeitbarkeit wird unterdrückt, unter Erzielung einer guten Herstellbarkeit des Verbundes 10 und einer Elektrode.
Zusätzlich zu dem oben Gesagten, kann das Nickelgrundmaterial, das den Kerndraht 11 bildet, und die Nickellegierung, die die Bedeckung 12 bildet, Kohlenstoff (C) enthalten. Der C-Gehalt kann mehr als 0 Masse-% und 0,1 Masse-% oder weniger sein. Wenn C innerhalb des obigen Bereiches enthalten ist, kann die Hochtemperaturfestigkeit verstärkt werden, während eine Verminderung der plastischen Verarbeitbarkeit unterdrückt wird. Mit einer Erhöhung des C-Gehaltes kann die Hochtemperaturfestigkeit weiter verstärkt werden. Mi einer Verminderung des C-Gehaltes wird die plastische Verarbeitbarkeit verbessert, und die Herstellbarkeit des Verbundes 10 und einer Elektrode wird ebenfalls verbessert. Die Bedeckung 12, für die die Hochtemperaturfestigkeit erforderlich ist, kann einen C-Gehalt von 0,01 Masse-% oder mehr und 0,09 Masse-% oder weniger, weiterhin 0,02 Masse-% oder mehr und 0,08 Masse-% oder weniger haben. Wenn die Nickellegierung, die die Bedeckung 12 bildet, einen höheren C-Gehalt als der Kerndraht 11 aufweist, wird die Hochtemperaturfestigkeit leicht verstärkt. Der Kerndraht 11 kann einen C-Gehalt von 0,001 Masse-% oder mehr und 0,09 Masse-% oder weniger, weiter 0,005 Masse-% oder mehr und 0,08 Masse-% oder weniger haben.
(Struktur)
Das Nickelgrundmaterial, das den Kerndraht 11 bildet, und die Nickellegierung, die die Bedeckung 12 bildet, haben jeweils typischerweise eine Kristallstruktur. In Bezug auf die Bedeckung 12, die auf dem Äußeren angeordnet ist, das für eine externe Umgebung in einem Verwendungszustand einer Zündkerzenelektrode frei liegt, die sich aus dem Elektrodenmaterial 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel zusammensetzt, erhöht sich mit einer Verminderung der Korngröße eine Gesamtlänge der Korngrenzen und es wird schwierig, dass Sauerstoff das Innere betritt, und somit wird die Oxidationsresistenz leicht verstärkt. Im Gegensatz dazu wird in Bezug auf den Kerndraht 11, der auf dem Inneren der Bedeckung 12 in dem oben beschriebenen Verwendungszustand angeordnet ist, mit einer Erhöhung der Korngröße die elektrische Leitfähigkeit besser, zum leichten Vermindern des spezifischen Widerstandes, die thermische Leitfähigkeit wird ebenfalls besser, unter Erhalt einer besseren Wärmeableitfähigkeit, und Wärme wird unwahrscheinlich im Inneren akkumuliert. In einem solchen Ausführungsbeispiel des Elektrodenmaterials 1 ist ein Verhältnis (Kerndraht/Bedeckung) einer Korngröße des Nickelgrundmaterials, das den Kerndraht 11 bildet, zu einer Korngröße der Nickellegierung, die die Bedeckung 12 bildet, 5 oder mehr. Wenn das Verhältnis (Kerndraht/Bedeckung) der Korngröße 5 oder mehr ist, hat das Nickelgrundmaterial, das den Kerndraht 11 bildet, eine verhältnismäßig große Korngröße, zum leichten Vermindern des spezifischen Widerstandes, und zusätzlich hat die Nickellegierung, die die Bedeckung 12 bildet, eine verhältnismäßig kleine Korngröße, unter Erhalt einer guten Oxidationsresistenz. Mit einer Erhöhung des Verhältnisses (Kerndraht/Bedeckung) der Korngröße, beispielsweise wenn das Verhältnis mehr als 5, weiterhin 6 oder mehr, 7 oder mehr und 8 oder mehr ist, wird der spezifische Widerstand leichter vermindert, und die Oxidationsresistenz wird leichter verstärkt. Ein Elektrodenmaterial 1 mit einer höheren Zündabriebsresistenz und höheren Oxidationsresistenz kann erhalten werden durch Einstellen nicht nur der Zusammensetzungen, sondern ebenfalls der Strukturen des Kerndrahtes 11 und der Bedeckung 12.
Die Korngröße des Nickelgrundmaterials, das den Kerndraht 11 bildet, ist beispielsweise etwa 50 µm oder mehr und etwa 500 µm oder weniger, weiterhin etwa 100 µm oder mehr und etwa 400 µm oder weniger. Die Korngröße der Nickellegierung, die die Bedeckung 12 bildet, ist z.B. etwa 10 µm oder mehr und etwa 100 µm oder weniger und etwa 20 µm oder mehr und etwa 60 µm oder weniger.
Beispiele eines Verfahrens zum Einstellen der Kristallkorngröße enthalten die Einstellung der oben beschriebenen Zusammensetzungen und Einstellung der Wärmebehandlungsbedingungen im Herstellverfahren. Beispielsweise vermindert die Einfügung eines Elementes (wie Ti oder eines Seltenerdelementes) mit der Kristallraffinierwirkung leicht die Kristallkorngröße, obwohl dies von den Herstellbedingungen abhängt. Alternativ wird beispielsweise dann, wenn die Wärmebehandlung bei dem Herstellverfahren durchgeführt wird, die Kristallkorngröße leicht vermindert, indem die Wärmebehandlungstemperatur etwas gering eingestellt wird, obwohl dies von den Zusammensetzungen abhängt.
(Zustand der Grenzfläche)
Die Erfinder dieser Erfindung haben festgestellt, dass die Adhäsion weiter verstärkt wird, wenn eine Diffusionsschicht 13, worin sich der Ni-Gehalt in Gradientenform ändert, zwischen dem Kerndraht 11 und der Bedeckung 12 enthalten ist. Typischerweise ist die Diffusionsschicht 13 ein Bereich, bei dem sich der Ni-Gehalt von dem Kerndraht 11 in Richtung zur Abdeckung 12 vermindert im Vergleich zu dem Nickelgrundmaterial, das den Kerndraht 11 bildet, wobei der Bereich ein Bereich ist, bei dem sich der Ni-Gehalt von der Bedeckung 12 in Richtung zum Kerndraht 11 erhöht im Vergleich zu der Nickellegierung, die die Bedeckung 12 bildet. Der Bereich, bei dem die Ni-Konzentration sich in Gradientenform ändert, wird durch Diffusion von Komponenten, die den Kerndraht 11 und die Bedeckung 12 konstituieren, in der Nähe einer Grenzfläche zwischen dem Kerndraht 11 und der Bedeckung 12 erzeugt. Hierin wird der Bereich als Diffusionsschicht 13 bezeichnet.
Die Diffusionsschicht 13 hat eine Zusammensetzung, die von der Zusammensetzung des Nickelgrundmaterials, das den Kerndraht 11 bildet, und von der Zusammensetzung der Nickellegierung verschieden ist, die die Bedeckung 12 bildet. Daher kann die Diffusionsschicht 13 durch Analysieren der Komponenten des Verbundes 10 durch ein angemessenes Verfahren bestimmt werden, indem die Zusammensetzung in der Nähe der Grenzfläche, wie oben beschrieben, die Zusammensetzung bei einem zentralen Bereich des Kerndrahtes 11 und die Zusammensetzung an der Oberflächenseite der Bedeckung 12 verglichen und die Diffusionsschicht als Bereich mit einem unterschiedlichen Ni-Gehalt extrahiert wird. Die „Zusammensetzung bei einem zentralen Bereich des Kerndrahtes 11“ kann eine Zusammensetzung bei dem Zentrum des Schwerpunkts in der Umrissform des Kerndrahtes 11 sein. Wenn beispielsweise der Umriss des Kerndrahtes 11 rechteckig ist, wie in 1 erläutert, kann die Zusammensetzung in der Nähe des Schnittpunktes von diagonalen Linien des Rechteckes definiert werden als „Zusammensetzung an einem zentralen Bereich des Kerndrahtes 11“. Die Zusammensetzung an der Oberflächenseite der Bedeckung 12 kann beispielsweise eine Zusammensetzung an einer Position, die von der äußersten Oberfläche der Bedeckung 12 bis etwa 20 % der Dicke der Bedeckung 12 lokalisiert ist, sein. Als Beispiel eines einfachen Verfahrens zum Extrahieren der Diffusionsschicht 13 ist wie folgt. Ein Querschnitt des Verbundes 10 wird hergestellt, und ein Bereich in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem Kerndraht 11 und der Bedeckung 12 wird mit einem Mikroskop beobachtet. Die Farben der Diffusionsschicht 13, des Kerndrahtes 11 und der Bedeckung 12 scheinen voneinander aufgrund des Unterschiedes der Zusammensetzung verschieden zu sein. Ein Bereich mit einer anderen Farbe, der zwischen dem Kerndraht 11 und der Bedeckung 12 lokalisiert ist, wird als Diffusionsschicht 13 extrahiert.
Die Diffusionsschicht 13 ist typischerweise entlang der Grenzfläche zwischen dem Kerndraht 11 und der Bedeckung 12 vorhanden und hat eine Röhrenform. Wenn die Diffusionsschicht 13 eine durchschnittliche Dicke t₁₃ von mehr als 1 µm hat, ist die Adhäsion verbessert. Wenn die durchschnittliche Dicke t₁₃ 1,2 µm oder mehr, weiter 1,5 µm oder mehr ist, wird die Adhäsion weiter verbessert. Wenn die durchschnittliche Dicke t₁₃ etwa 10 µm oder weniger, weiter etwa 8 µm oder weniger ist, kann eine Verminderung beim Kerndraht 11 und der Bedeckung 12 aufgrund der Bildung der Diffusionsschicht 13 vermindert werden. Die durchschnittliche Dicke t₁₃ kann durch Extrahieren der Diffusionsschicht 13 auf einem Querschnitt des Verbundes 10, Bestimmen von 5 oder mehr Messpunkten auf der Diffusionsschicht 13 bei gleichen Intervallen entlang der Umgebungsrichtung des Kerndrahtes 11 und Mitteln der Dicken bei diesen Messpunkten bestimmt werden.
Zur Bildung der Diffusionsschicht 13 können beispielsweise Verfahrensbedingungen, Wärmebehandlungsbedingungen und dergleichen in dem Herstellverfahren eingestellt werden. Details der Herstellbedingungen werden später beschrieben.
(Spezifischer Widerstand)
In dem Elektrodenmaterial 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel hat der Verbund 10 einen spezifischen Widerstand von weniger als 50 µΩ·cm bei Raumtemperatur (typischerweise etwa 20°C). Mit einer Verminderung des spezifischen Widerstandes des Verbundes 10, nämlich 48 µΩ·cm oder weniger, weiterhin 46 µΩ·cm oder weniger, insbesondere 30 µΩ·cm oder weniger, 25 µΩ·cm oder weniger, 20 µΩ·cm oder weniger und 15 µΩ·cm oder weniger, wird eine höhere Zündabriebsresistenz erhalten.
Obwohl der Verbund 10 die Bedeckung 12 enthält, die einen etwas hohen spezifischen Widerstand hat, hat der Verbund 10 einen niedrigen spezifischen Widerstand insgesamt, wie oben beschrieben, weil der Verbund 10 ebenfalls den Kerndraht 11 enthält, der einen etwas niedrigen spezifischen Widerstand hat. Der spezifische Widerstand des Verbundes 10 wird durch die Zusammensetzung des Kerndrahtes 11, die Zusammensetzung der Bedeckung 12, das Verhältnis (Kerndraht/Bedeckung) der Korngröße, ein unten beschriebenes Bedeckungsverhältnis und dergleichen geändert. Im Elektrodenmaterial 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel werden die Zusammensetzungen, das Verhältnis, das Bedeckungsverhältnis und dergleichen so eingestellt, dass der spezifische Widerstand des Verbundes 10 weniger als 50 µΩ·cm erfüllt. Der spezifische Widerstand wird leicht beispielsweise durch Verwendung eines Nickelgrundmaterials mit einem höheren Ni-Gehalt als Kerndraht 11, Erhöhen des Verhältnisses (Kerndraht/Bedeckung) in einem gewissen Ausmaß oder weiteres Vermindern des Bedeckungsverhältnisses leicht vermindert.
(Bedeckungsverhältnis)
Ein Verhältnis der Bedeckung 12 zu dem Kerndraht 11 in dem Verbund 10 kann innerhalb eines Bereiches eingestellt werden, bei dem der spezifische Widerstand des Verbundes 10 weniger als 50 µΩ·cm wie oben beschrieben erfüllt. In einem Ausführungsbeispiel des Elektrodenmaterials 1 ist ein Flächenverhältnis (Bedeckungsverhältnis) einer Querschnittsfläche der Bedeckung 12 zu einer Querschnittsfläche des Verbundes 10 in einem Querschnitt des Verbundes 10 0,4 oder mehr und 0,7 oder weniger. Bei einem Bedeckungsverhältnis von 0,4 oder mehr kann eine Verminderung des Oxidationswiderstandes aufgrund eines übermäßig hohen Verhältnisses des Kerndrahtes 11 unterdrückt werden und eine Oxidationsresistenz wird leicht verstärkt. Mit einer Erhöhung des Verhältnisses der Bedeckung 12, nämlich bei einem Bedeckungsverhältnis von 0,45 oder mehr, weiter 0,5 oder mehr wird der Oxidationswiderstand weiter verstärkt. Bei einem Bedeckungsverhältnis von 0,7 oder weniger kann eine Erhöhung des spezifischen Widerstandes aufgrund eines übermäßig hohen Verhältnisses der Bedeckung 12 unterdrückt werden, und der spezifische Widerstand wird leicht vermindert. Mit einer Verminderung des Verhältnisses der Bedeckung 12, nämlich bei einem Bedeckungsverhältnis von 0,65 oder weniger, weiter 0,6 oder weniger wird der spezifische Widerstand leichter vermindert.
Bei dem Herstellverfahren kann ein Verhältnis der Dicke des Materials, das schließlich als Bedeckung 12 fungiert, zu der Dicke des Materials, das schließlich als Kerndraht 11 fungiert, eingestellt werden oder Verfahrensbedingungen können eingestellt werden, so dass das Bedeckungsverhältnis innerhalb des bestimmten Bereiches fällt. Das Bedeckungsverhältnis wird in Abhängigkeit von den Zusammensetzungen der Materialien innerhalb eines Bereiches ausgewählt, bei dem der spezifische Widerstand des Verbundes 10 weniger als 50 µΩ·cm erfüllt.
(Form und Größe)
Beispiele des Elektrodenmaterials 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel enthalten einen viereckigen Draht ( 1) mit einer rechteckigen Querschnittsform und einen runden Draht mit einer kreisförmigen Querschnittsform. Die äußere Form des Elektrodenmaterials 1 (die die äußere Form des Verbundes 10 und ebenfalls die äußere Form der Bedeckung 12 ist) kann angemessen geändert werden, indem das Elektrodenmaterial 1 einer plastischen Verarbeitung unterworfen wird wie einem Drahtziehen und Walzen im Herstellverfahren. Wenn die Bedeckung 12 eine Röhrenform mit einer gleichmäßigen Dicke in der Umgebungsrichtung davon hat, hat der Kerndraht 11 eine Querschnittsform, die ähnlich zu der äußeren Form des Elektrodenmaterials 1 ist.
Die Größe (wie die Querschnittsfläche oder der Drahtdurchmesser) des Elektrodenmaterials 1 kann angemessen ausgewählt werden. Wenn das Elektrodenmaterial 1 ein viereckiger Draht ist, kann das Elektrodenmaterial 1 eine Dicke t von etwa 1 mm oder mehr und etwa 3 mm oder weniger und eine Breite w von etwa 2 mm oder mehr und etwa 4 mm oder weniger haben. Wenn das Elektrodenmaterial 1 ein runder Draht ist, kann das Elektrodenmaterial 1 einen Drahtdurchmesser von etwa 2 mm oder mehr und etwa 6 mm oder weniger haben. Die Größe (gleiches wie oben) des Kerndrahtes 11 und die Dicke der Abdeckung 12 können innerhalb der Bereiche sein, die dem oben beschriebenen Bedeckungsverhältnis entsprechen.
In dem Elektrodenmaterial 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel liegt der Kerndraht 11 an einer Endfläche des Elektrodenmaterials 1 frei. Wie in 2 erläutert, kann eine Elektrode 20, bei der ein Kerndraht 11 von einer Endfläche 20e freiliegt, durch Verwendung eines solchen Elektrodenmaterials 1 gebildet werden.
(Verfahren zum Herstellen des Elektrodenmaterials)
Beispielsweise kann das folgende Verfahren zum Herstellen des Elektrodenmaterials 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel verwendet werden. Das hierin verwendete Verfahren betrifft ein Verfahren, das die Herstellung eines Ausgangsmaterialdrahtes, der schließlich als Kerndraht 11 fungiert, und die Durchführung der plastischen Verarbeitung wie Drahtziehen und Walzen in einem Zustand enthält, bei dem ein Abdeck-Rohmaterial, das schließlich als Bedeckung 12 fungiert, auf dem Rohmaterialdraht angepasst wird. Ein Beispiel des Anpassungsverfahrens enthält einen Herstellschritt, einen Anpassungsschritt und einen Arbeitsschritt wie unten beschrieben. Das Verfahren, das weiterhin einen Wärmebehandlungsschritt zur Durchführung einer Wärmebehandlung nach dem Arbeitsschritt enthält, ermöglicht die Herstellung eines Verbundes 10, der die oben beschriebene Diffusionsschicht 13 enthält.
(Herstellschritt) Schritt zum Anordnen eines Abdeck-Rohmaterials um einen Rohmaterialdraht, zur Herstellung eines Herstellmaterials, bei dem eine äußere Peripherie des Rohmaterialdrahtes mit einem Abdeck-Rohmaterial bedeckt wird.
(Anpassungsschritt) Schritt zum Durchführen einer plastischen Verarbeitung mit dem Herstellmaterial, zum Befestigen des Herstellmaterials, unter Erzeugung eines angepassten Materials, bei dem das Abdeck-Rohmaterial auf einer äußeren Peripherie des Rohmaterialdrahtes angepasst ist.
(Verarbeitungsschritt) Schritt zum Durchführen der plastischen Verarbeitung mit dem angepassten Material, so dass es eine bestimmte Größe und bestimmte Form aufweist, unter Herstellung eines bearbeiteten Materials, das einen Kerndraht 11 und eine Abdeckung 12 enthält, die auf der äußeren Peripherie des Kerndrahtes 11 angeordnet ist.
Nachfolgend wird jeder dieser Schritte beschrieben.
<Herstellschritt>
Bei diesem Schritt werden ein Rohmaterialdraht und ein Abdeck-Rohmaterial mit bestimmten Zusammensetzungen, die in den Bereichen der Zusammensetzungen des Kerndrahtes 11 und der Abdeckung 12 beschrieben wurden, hergestellt. Materialien mit verschiedenen Formen wie Band, Lage, Drahtstab und Rohr können als Abdeck-Rohmaterial verwendet werden. Drahtstäbe, die den Rohmaterialdraht und das Abdeck-Rohmaterial bilden, können beispielsweise durch die Schritte Schmelzen → Gießen → Heißbearbeiten (wie Walzen, Schmieden und Extrusion) → Kaltbearbeitung (wie Drahtziehen und Walzen) und anschließende wahlweise Wärmebehandlung hergestellt werden. Für die Herstellung des Rohmaterialdrahtes und des Abdeck-Rohmaterials kann auf ein bekanntes Verfahren zur Herstellung eines Metalldrahtes, einer Metallplatte, einer Metalllage oder eines Metallrohres Bezug genommen werden.
Beispiele des Verfahrens zum Anordnen eines Abdeck-Rohmaterials auf die äußere Peripherie eines Rohmaterialdrahtes enthalten die folgenden Verfahren.

(a) Ein Band, eine Lage oder ein Drahtstab, das/die das Abdeck-Rohmaterial bildet, wird um den Rohmaterialdraht gewickelt.
(b) Der Rohmaterialdraht wird in ein Rohr eingefügt und darin angeordnet, das das Abdeck-Rohmaterial bildet.
(c) Drahtstäbe, die das Abdeck-Rohmaterial bilden, werden um den Rohmaterialdraht entlang der axialen Richtung angeordnet, so dass sie sich longitudinal erstrecken.

Nachdem das Abdeck-Rohmaterial auf der äußeren Peripherie des Rohmaterialdrahtes angeordnet ist, können, falls erforderlich, eine Vielzahl von Drahtstäben, Kanten einer Lage oder dergleichen, die das Abdeck-Rohmaterial bilden, oder der Rohmaterialdraht und die Abdeck-Rohmaterialien oder dergleichen miteinander durch ein Verbindungsverfahren wie Schweißen oder Löten verbunden werden. In diesem Fall tritt eine schlechte Ausrichtung zwischen dem Rohmaterialdraht und dem Abdeck-Rohmaterial unwahrscheinlich auf, und der anschließende Anpassschritt wird leicht durchgeführt.
Bei der Herstellung des Ausgangsmaterialdrahtes und des Bedeckungs-Rohmaterials kann beispielsweise die Atmosphäre während des Schmelzens und während des Gießens eine Atmosphäre mit geringem Sauerstoffgehalt mit einer geringeren Sauerstoffkonzentration als Luftatmosphäre sein (beispielsweise mit einer Sauerstoffkonzentration von 10 Vol.-% oder weniger). In einem solchen Fall wird die Oxidation eines Ausgangsmaterials, insbesondere wie einem Seltenerdelement leicht unterdrückt.
Zusätzlich kann die äußere Form des gezogenen Drahtstabes sich von beispielsweise einem runden Draht zu einem viereckigen Draht oder dergleichen ändern, indem als Kaltverarbeitung ein Walzen nach dem Drahtziehen durchgeführt wird.
Wenn eine Wärmebehandlung nach dem Kaltverarbeiten durchgeführt wird, wird die Verarbeitbarkeit des resultierenden wärmebehandelten Materials verstärkt, und somit wird das plastische Verarbeiten leicht in dem anschließenden Verarbeitungsschritt durchgeführt. Bezüglich der Bedingungen für diese Wärmebehandlung kann auf bekannte Bedingungen Bezug genommen werden (z.B. Patentliteratur 1).
Weiterhin können die Formen und Größen (wie äußere Dimensionen und Dicken) des Rohmaterialdrahtes und des Bedeckungs-Rohmaterials entsprechend der Querschnittsform eines Verbundes 10, dem Grad der Verarbeitung und dem Verarbeitungszustand im anschließenden Verarbeitungsschritt und dergleichen ausgewählt werden, unter Erhalt eines Verbundes 10, der eine endgültige Form, endgültige äußere Dimensionen und ein bestimmtes Bedeckungsverhältnis erfüllt.
<Anpassungsschritt>
Beim Anpassungsschritt wird das Vorbereitungsmaterial, insbesondere das Bedeckungs-Rohmaterial von dem Äußeren des Vorbereitungsmaterials angepasst, so dass der Rohmaterialdraht und das Bedeckungs-Rohmaterial integriert werden, unter Erzeugung eines angepassten Materials. Das plastische Verarbeiten, wie Drahtziehen und Walzen, kann für die Befestigung verwendet werden. Hier kann das plastische Verarbeiten ein Verarbeiten sein, worin das Bedeckungs-Rohmaterial in einem solchen Ausmaß befestigt wird, dass das Bedeckungs-Rohmaterial in engem Kontakt mit dem Ausgangsmaterialdraht gebracht werden kann. Beispielsweise kann das plastische Verarbeiten ein Verarbeiten sein, worin das Ausmaß der Verarbeitung (Verminderungsrate der Fläche) pro Verarbeitung verhältnismäßig hoch ist, spezifisch ein Verarbeiten, worin die Reduktionsrate der Fläche mehr als 20 % ist.
<Verarbeitungsschritt>
Beim Verarbeitungsschritt wird das integrierte angepasste Material einem plastischen Verarbeiten wie Drahtziehen und Walzen unterworfen, so dass der Ausgangsmaterialdraht und das Bedeckungs-Rohmaterial jeweils zu einem Kerndraht 11 bzw. einer Bedeckung 12 geformt werden, die bestimmte Formen und bestimmte Größen haben. Diese plastische Verarbeitung kann Kaltverarbeitung sein. Beim Verarbeitungsschritt kann die Verarbeitung wiederholt durchgeführt werden, bis die Endform und die Enddimensionen erhalten werden. In diesem Fall kann das Verfahren optional einen Zwischenwärmebehandlungsschritt enthalten, bei dem die Wärmebehandlung zwischen den Bearbeitungen durchgeführt wird. Das zu bearbeitende Objekt wird durch die Zwischenwärmebehandlung aufgeweicht, und die anschließende Bearbeitung kann leicht durchgeführt werden.
<Wärmebehandlungsschritt>
In diesem Schritt wird das verarbeitete Material, das im Bearbeitungsschritt erzeugt ist, einer Wärmebehandlung unterworfen, zur Bildung der oben beschriebenen Diffusionsschicht 13 in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem Kerndraht 11 und der Bedeckung 12. Die Bildung der Diffusionsschicht 13 verstärkt weiterhin die Adhäsion zwischen dem Kerndraht 11 und der Bedeckung 12, wie oben beschrieben. Die Wärmebehandlungsbedingungen hängen von der Zusammensetzung des Kerndrahtes 11, der Zusammensetzung der Bedeckung 12, dem Ausmaß der Bearbeitung und dergleichen ab. Jedoch kann die Wärmetemperatur etwa 150°C oder mehr und etwa 1.200°C oder weniger sein und die Erwärmungszeit kann etwa 1 Sekunde oder mehr und etwa 20 Stunden oder weniger sein. Obwohl die Wärmebehandlungsbedingungen von den Zusammensetzungen des Kerndrahtes 11 und der Bedeckung 12, dem Grad der Verarbeitung und dergleichen abhängen, kann, wenn die Erwärmungstemperatur eine verhältnismäßig niedrige Temperatur von beispielsweise etwa 150°C ist, die Erwärmungszeit etwas lang innerhalb des obigen Bereiches gemacht werden, und wenn die Erwärmungstemperatur eine verhältnismäßig hohe Temperatur von beispielsweise etwa 1.200°C ist, kann die Erwärmungszeit etwas kurz innerhalb des obigen Bereiches gemacht werden. Die Diffusionsschicht 13 mit einer durchschnittlichen Dicke von mehr als 1 µm wird leicht unter den Bedingungen gebildet, worin der Verarbeitungsgrad in einem gewissen Ausmaß erhöht wird und die Erwärmungstemperatur auf eine etwas niedrige Temperatur innerhalb des obigen Bereiches eingestellt wird, oder unter den Bedingungen, bei denen das Ausmaß der Bearbeitung in einem gewissen Ausmaß vermindert und die Erwärmungstemperatur auf eine etwas hohe Temperatur innerhalb des obigen Bereiches eingestellt wird, obwohl die Bedingungen von den Zusammensetzungen des Kerndrahtes 11 und der Bedeckung 12, dem Grad der Bearbeitung und dergleichen abhängen. Zusätzlich wird auch erwartet, dass die Wärmebehandlung eine Wirkung zur Verminderung des spezifischen Widerstandes des Verbundes 10 (Verbesserung bei der Zündabriebsresistenz) durch Entfernung der Arbeitsspannung, die bei dem Bearbeitungsschritt eingeführt wird, und eine Wirkung der leichten Bearbeitung des Materials zu einer Elektrode 20 mit einer bestimmten Form (Verbesserung der Verarbeitbarkeit) ergibt. Weiterhin kann die Größe der Kristallkörner ebenfalls durch die Wärmebehandlungsbedingungen, die oben beschrieben sind, eingestellt werden. Wenn die Erwärmungstemperatur auf eine etwas niedrige Temperatur eingestellt wird, neigt die Korngröße dazu, sich leicht zu vermindern, obwohl dies von den Zusammensetzungen, dem Ausmaß der Verarbeitung und dergleichen abhängt. Wenn der Verbund 10 den Kerndraht 11 mit der Zusammensetzung (1) und die Bedeckung 12 mit der Zusammensetzung (2) enthält, und wenn ein Seltenerdelement weiter in der Zusammensetzung (1) und der Zusammensetzung (2) innerhalb der oben beschriebenen Bereiche enthalten ist, kann die Erwärmungstemperatur 800°C oder mehr, weiter 850°C oder mehr und 1.200°C oder weniger sein (siehe Testbeispiel 1).
(Verwendung)
Das Elektrodenmaterial 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel kann als Material einer Elektrode verwendet werden, die in einer Zündkerze 2 enthalten ist, die in einem Motor von beispielsweise einem Automobil, wie einem vierrädrigen Fahrzeug oder einem Motorrad verwendet werden.
(Hauptsächliche Vorteile)
Das Elektrodenmaterial 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel hat einen geringen spezifischen Widerstand und gute Zündabriebsresistenz aufgrund des Vorhandenseins des Kerndrahtes 11, der sich aus einem Material auf Nickelbasis zusammensetzt, das einen hohen Ni-Gehalt hat, und hat ebenfalls eine gute Oxidationsresistenz aufgrund des Vorhandenseins der Bedeckung 12, die sich aus einer Nickellegierung zusammensetzt, die Cr und Al in spezifischen Bereichen enthält. Die äußere periphere Oberfläche des Kerndrahtes 11 ist mit der Bedeckung 12 bedeckt, so dass im Kerndraht 11 nur eine Endfläche im Wesentlichen ein Bereich ist, der der externen Umgebung ausgesetzt ist, und somit hat das Elektrodenmaterial 1 eine Struktur, worin die Oxidation des Kerndrahtes 11 leicht unterdrückt wird. Dies ergibt ebenfalls eine gute Oxidationsresistenz bei dem Elektrodenmaterial 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel. Weil der Kerndraht 11 und die Bedeckung 12 die Hauptkomponente (Ni) gemeinsam enthalten, können der Kerndraht 11 und die Bedeckung 12 aneinander haften, und die Oxidation läuft unwahrscheinlich von einer Endfläche des Elektrodenmaterials 1 zum Inneren des Elektrodenmaterials 1 entlang der Grenzfläche zwischen dem Kerndraht 11 und der Bedeckung 12 ab. Dies ergibt ebenfalls eine gute Oxidationsresistenz beim Elektrodenmaterial 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel. Diese Vorteile werden spezifisch in dem Testbeispiel 1 unten beschrieben.
Weiterhin enthält das Elektrodenmaterial 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel den Kerndraht 11 mit einem hohen Ni-Gehalt und mit einer guten thermischen Leitfähigkeit, legt den Kerndraht 11 an einer Endfläche des Elektrodenmaterials 1 frei, zum gleichmäßigen Leiten von Wärme über der gesamten Länge des Elektrodenmaterials 1, und hat eine gute Wärmeableitfähigkeit. Daher wird Wärme unwahrscheinlich im Inneren des Elektrodenmaterials 1 akkumuliert, und beispielsweise kann eine Verminderung der Hochtemperaturfestigkeit ebenfalls vermindert werden.
[Zündkerzenelektrode]
Eine Elektrode 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel wird in einer Zündkerze 2 verwendet, wie in 2 erläutert ist, und setzt sich aus dem Elektrodenmaterial 1 gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel zusammen. Weil die Elektrode 20 im Wesentlichen beispielsweise die Zusammensetzung, die Struktur und Eigenschaften wie spezifischen Widerstand des Elektrodenmaterials 1 aufrechterhält, hat die Elektrode 20 einen niedrigen spezifischen Widerstand von weniger als 50 µΩ·cm, eine gute Zündabriebsresistenz und gute Oxidationsresistenz.
In der Elektrode 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel sind typischerweise sowohl ein Kerndraht 11 als auch eine Bedeckung 12 an einer Endfläche 20e freigelegt. Weil die Elektrode 20 sich aus dem Elektrodenmaterial 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel zusammensetzt, wobei das Elektrodenmaterial 1 den spezifischen Verbund 10 wie oben beschrieben enthält, hat die Elektrode 20 eine gute Oxidationsresistenz und gute Korrosionsresistenz, obwohl der Kerndraht 11 an der Endfläche 20e freiliegt. Der Grund ist, dass die Adhäsion zwischen dem Kerndraht 11 und der Bedeckung 12 gut ist, wie oben beschrieben, dass es leicht ist, den Fortschritt der Oxidation und der Korrosion von der Endfläche 20e der Elektrode 20 zum Inneren der Elektrode 20 entlang der Grenzfläche zwischen dem Kerndraht 11 und der Bedeckung 12 zu unterdrücken. Wenn die Elektrode 20 die Diffusionsschicht 13 enthält, wird der Fortschritt der Oxidation und der Korrosion weiter unterdrückt. Weil der Kerndraht 11 an der Endfläche 20e der Elektrode 20 frei liegt, kann zusätzlich Wärme gleichmäßig von der Endfläche 20e der Elektrode 20 über der gesamten Länge der Elektrode 20 geleitet werden, und die Elektrode 20 hat ebenfalls eine gute Wärmeableitfähigkeit. Der Kerndraht 11 hat einen hohen Ni-Gehalt, wie oben beschrieben. Wenn der Kerndraht 11 übermäßig bei einer hohen Temperatur gehalten wird, kann der Kerndraht 11 aufweichen und deformiert werden, beispielsweise gebogen werden. Weil die Elektrode 20 eine gute Wärmeableitfähigkeit hat und Wärme unwahrscheinlich akkumuliert wird, können das Erweichen und die Deformation verhindert werden. Die Elektrode 20 enthält die Bedeckung 12 mit der guten Hochtemperaturfestigkeit. Selbst wenn der Kerndraht 11 aufgeweicht wird, kann die Bedeckung 12 die Deformation der Elektrode 20 verhindern.
Die Elektrode 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel kann durch Schneiden des Elektrodenmaterials 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel hergestellt werden, unter Erhalt einer angemessenen Länge, und unter Bilden des geschnittenen Drahtstabes zu einer bestimmten Form. Die Elektrode 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel, wobei die Elektrode 20 sich aus dem Elektrodenmaterial 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel zusammensetzt, kann als Mittelelektrode 21 oder als Masseelektrode 22 oder als beides verwendet werden. 2 erläutert ein Beispiel der Masseelektrode 22, die sich aus dem Elektrodenmaterial 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel zusammensetzt. Die Masseelektrode 22 kann beispielsweise einem Gas bei einer hohen Temperatur ausgesetzt werden, im Vergleich zu der Mittelelektrode 21. Daher ist das Elektrodenmaterial 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel geeignet für das Material der Masseelektrode 22.
[Zündkerze]
Eine Zündkerze 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel ist in einem Motor eines Automobils oder dergleichen enthalten und wird beispielsweise zum Zünden eines gemischten Kraftstoffgases verwendet und enthält eine Elektrode 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Zündkerze 2 enthält typischerweise eine stangenförmige Mittelelektrode 21, einen Isolator 25, der die Mittelelektrode 21 in einem Zustand hält, dass ein Vorderende der Mittelelektrode 21 projiziert ist, eine Metallhülle 26, die den Isolator 25 in einem Zustand hält, dass ein vorderes Ende des Isolators 25 projiziert ist, und eine L-förmige Masseelektrode 22, die zu einer Endfläche der Metallhülle 26 durch Schweißen oder dergleichen verbunden ist. Ein Ende der Masseelektrode 22 ist mit der Metallhülle 26 verbunden, und ein Bereich des anderen Endes der Masseelektrode 22 ist gebogen, um einer Endfläche der Mittelelektrode 21 gegenüberzuliegen. Eine Zündspannung wird zwischen der Masseelektrode 22 und der Mittelelektrode 21 erzeugt. Die Zündung erfolgt durch Entladung.
Weil die Zündkerze 2 gemäß dem Ausführungsbeispiel die Elektrode 20 enthält, die sich aus dem Elektrodenmaterial 1 gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel zusammensetzt, hat die Zündkerze 2 sowohl eine gute Zündabriebsresistenz als auch gute Oxidationsresistenz. Weiterhin hat die Zündkerze 2 eine gute Korrosionsresistenz und gute Wärmeableitfähigkeit, wie oben beschrieben.
[Testbeispiel 1]
Elektrodenmaterialien mit verschiedenen Zusammensetzungen und Strukturen wurden erzeugt und die Eigenschaften der Elektrodenmaterialien wurden bewertet.
Die Proben-Nrn. 1-1 bis 1-18 sind Drahtstäbe, jeweils gebildet aus einem zweischichtigen strukturierten Verbund, der einen Kerndraht und eine Bedeckung enthält, die eine äußere periphere Oberfläche des Kerndrahtes bedeckt. Jeder Drahtstab wird durch das oben beschriebene Anpassungsverfahren hergestellt. Zusammengefasst werden ein Ausgangsmaterialdraht, der schließlich als Kerndraht fungiert, und ein Bedeckungs-Rohmaterial, das schließlich als Bedeckung fungiert, hergestellt, das Bedeckungs-Rohmaterial wird auf die äußere Peripherie des Rohmaterialdrahtes angepasst, und eine Kaltbearbeitung (hier Drahtziehen und Walzen) wird anschließend durchgeführt. Nach dieser Kaltbearbeitung wird eine Wärmebehandlung durchgeführt.
Die Proben Nrn. 1-101 und 1-102 sind jeweils ein einzelner Draht, der sich aus einer Nickellegierung mit der Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 zusammensetzt, und sie sind nicht aus einem zweischichtigen strukturierten Verbund gebildet.
Jeder von dem Ausgangsmaterialdraht, dem Bedeckungs-Rohmaterial und dem einzelnen Draht, die oben beschrieben sind, wird hergestellt durch die Schritte: Schmelzen → Gießen → Heißbearbeiten → Kaltbearbeiten und anschließende wahlweise Wärmebehandlung.
Geschmolzene Metalle aus den Nickellegierungen (Bedeckungen oder einzelne Drähte) mit den in Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzungen und geschmolzene Metalle aus den Nickelgrundmaterialien (Kerndrähte) mit den Zusammensetzungen gemäß Tabelle 2 werden erzeugt durch Verwendung eines typischen Vakuumschmelzofens. Kommerziell erhältlich Körnchen aus reinem Ni und die jeweiligen Additivelemente können als Rohmaterialien für die geschmolzenen Metalle verwendet werden. Die geschmolzenen Metalle werden raffiniert, zum Reduzieren oder Entfernen von Verunreinigungen und Einschlüssen. Hierin wird der Grad des Raffinierens so eingestellt, dass der C (Kohlenstoff)-Gehalt die Menge gemäß Tabelle 1 wird.
Die Zusammensetzungen werden in Einheiten von Masse-% angegeben.
In den Tabellen bedeutet „BAL“ Rest und ist Ni und unvermeidbare Verunreinigungen.
In den Tabellen bedeutet „Seltenerd“ ein Seltenerdelement. Zusammensetzungen mit Y alleine oder Y und Yb sind hier gezeigt.

[Tabelle 1]

Probe Nr.	Zusammensetzung (Masse-%)
Probe Nr.	Bedeckung
	C	Su	Nb	Cr	Ak	Fe	Tu	Seltenerd	Ni
1-1	0,04	0,2	0,3	14	0,3	6	0,25	-	BAL
1-2	0,04	0,2	0,3	14	0,3	6	0,25	-	BAL
1-3	0,04	0,2	0,3	14	0,3	6	0,25	-	BAL
1-4	0,04	0,2	0,3	26	1,7	10	0,5	-	BAL
1-5	0,04	0,2	0,3	26	1,7	10	0,5	-	BAL
1-6	0,03	0,98	0,46	27	1	0,04	0,05	Y0,3	BAL
1-7	0,03	0,98	0,46	27	1	0,04	0,05	-	BAL
1-8	0, 04	0,2	0,3	17	5	10	0,2	-	BAL
1-9	0,04	0,2	0,3	27	5	10	0,2	-	BAL
1-10	0,04	0,2	0,3	14	0,3	6	0,25	-	BAL
1-11	0,04	0,2	0,3	14	0,3	6	0,25	-	BAL
1-12	0,04	0,2	0,3	14	0,3	6	0,25	-	BAL
1-13	0,04	0,2	0,3	26	1,7	10	0,5	-	BAL
1-14	0,04	0,2	0,3	26	1,7	10	0,5	-	BAL
1-15	0,03	0,98	0,46	27	1	0,04	0,05	Y0,3	BAL
1-16	0,03	0,98	0,46	27	1	0,04	0,05	Y0,5	BAL
1-17	0,04	0,2	0,3	17	5	10	0,2	-	BAL
1-18	0,04	0,2	0,3	17	5	10	0,2	-	BAL
1-101	0,02	1	1	0,2	0,05	0,1	0,05		BAL
1-102	0,04	2	0,3	15	0,25	8	0,25	-	BAL

[Tabelle 2]

Probe Nr.	Zusammensetzung (Masse-%)									Verbund
	Kerndraht									Querschnittsflächenverhältnis
	C	Si	Mn	Cr	Al	Fe	Ti	Seltenerd	Ni	Bedeckung	Kerndraht
1-1	0,008	0,06	0,5	0,001	0,001	0,4	0	-	BAL	0,4	0,6
1-2	0,02	1	1	0,1	0,05	0,1	0,05	Y0,5	BAL	0,4	0,6
1-3	0,01	0,8	0,2	0,2	0,001	0,04	0,1	Y0,2, Yb0,25	BAL	0,4	0,6
1-4	0,008	0,06	0,5	0,001	0,001	0,4	0	-	BAL	0,4	0,6
1-5	0,01	0,5	0,2	0,5	0,001	0,04	0,1	Y0,3	BAL	0,4	0,6
1-6	0,008	0,06	0,5	0,001	0,00	0,4	0	-	BAL	0,4	0,6
1-7	0,02	1	1	0,1	0,05	1	0,05	Y0,1	BAL	0,4	0,6
1-8	0,07	0,08	0,2	0,001	0,001	0,05	0	-	BAL	0,4	0,6
1-9	0,01	0,3	0	1,2	0,2	0,04	0,25	Y0,2	BAL	0,4	0,6
1-10	0,008	0,06	0,5	0,001	0,001	0,4	0	-	BAL	0,7	0,3
1-11	0,02	1	1	0,1	0,2	1	0,05	Y0,5	BAL	0,7	0,3
1-12	0,01	0,5	0,2	0,2	0,001	0,04	0,1	Y0,4, Yv0,25	BAL	0,7	0,3
1-13	0,008	0,06	0,5	0,001	0,0011	0,4	0	-	BAL	0,7	0,3
1-14	0,01	0,4	0,2	0,6	0,05	0,04	0,1	Y0,3	BAL	0,7	0,3
1-15	0,008	0,06	0,5	0,001	0,001	0,4	0	-	BAL	0,7	0,3
1-16	0,02	1	1	0,1	0,04	0,1	0,05	Y0,5	BAL	0,7	0,3
1-17	0,07	0,08	0,2	0,001	0,001	0,05	0	-	BAL	0,7	0,3
1-18	0,01	0,3	0	1,2	0,2	0,04	0,25	Y0,2	BAL	0,7	0,3
1-101	Kein Kerndraht									1	0
1-102	Kein Kerndraht									1	0

Das Bedeckungs-Rohmaterial ist um den resultierenden Rohmaterialdraht angeordnet, und eine plastische Verarbeitung wird durchgeführt, zum Befestigen des Bedeckungsrohmaterials und des Rohmaterialdrahtes, unter Erzeugung eines integrierten angepassten Materials, und das angepasste Material wird der Kaltverarbeitung unterworfen, Als Kaltbearbeitung wird nach dem Kaltdrahtziehen ein Kaltwalzen hier durchgeführt. Das Ausmaß der Verarbeitung des Kaltdrahtziehens wird so ausgewählt, dass ein zweischichtiger strukturierter gezogener Drahtstab, der nach dem Kaltdrahtziehen erhalten wird, ein runder Draht mit einem Außendurchmesser von 1 bis 3 mm0 wird. Das Ausmaß der Verarbeitung des Kaltwalzens wird so ausgewählt, dass der Runddraht ein viereckiger Draht mit äußeren Dimensionen einer Breite von 0,5 mm oder mehr und 2,0 mm oder weniger und einer Länge von 1,5 mm oder mehr und 3,0 mm oder weniger wird. Die Größen des Ausgangsmaterialdrahtes und des Bedeckungs-Rohmaterials, die erzeugt werden, die Ausmaße der Verarbeitung, etc. werden so eingestellt, dass in Bezug auf den zweischichtigen strukturierten Verbund, der schließlich erzeugt wird und einen Kerndraht und eine Bedeckung enthält, das Flächenverhältnis einer Querschnittsfläche der Bedeckung und das Flächenverhältnis einer Querschnittsfläche des Kerndrahtes zu einer Querschnittsfläche des Verbundes in einem Querschnitt davon das Querschnittsflächenverhältnis gemäß Tabelle 2 wird.
Der Quadratdraht wird einer endgültigen Wärmebehandlung unterworfen und das resultierende wärmebehandelte Material wird als Probe eines Elektrodenmaterials verwendet. Bei der endgültigen Wärmebehandlung der Proben Nrn. 1-1 bis 1-18 und 1-111 in Tabelle 3 wird die Erwärmungstemperatur aus einem Bereich von 800°C oder mehr und 1.200°C oder weniger ausgewählt, und die Retentionszeit wird aus einem Bereich von einer Sekunde oder mehr und zwei Stunden oder weniger ausgewählt. Die Atmosphäre ist eine Stickstoffatmosphäre oder Wasserstoffatmosphäre.
In Tabelle 3 sind die Proben Nrn. 1-1, 1-111 und 1-112 Proben, worin Ausgangsmaterialdrähte und Bedeckungs-Rohmaterialien mit der gleichen Zusammensetzung und der gleichen Größe verwendet werden, und nur die Bedingungen für die endgültige Wärmebehandlung sind geändert. Die Proben Nrn. 1-2 und 1-6 sind Proben, worin die Bedingungen für die endgültige Wärmebehandlung von den Bedingungen bei Probe Nr. 1-1 verschieden sind. Hierin ist die Retentionszeit die gleiche und die Erwärmungstemperatur wird geändert. Mehr spezifisch wird die Erwärmungstemperatur von Probe Nr. 1-1 als Standard angenommen, die Erwärmungstemperatur von Probe Nr. 1-111 ist die niedrigste (hier niedriger als 850°C), die Erwärmungstemperatur von Probe Nr. 1-6 wird in einem gewissen Ausmaß vermindert (hier 850°C oder höher), und die Erwärmungstemperatur von Probe Nr. 1-2 wird in einem gewissen Ausmaß erhöht. Die Erwärmungstemperatur von Nr. 1-112 ist die höchste und liegt außerhalb des oben beschriebenen Bereiches der Erwärmungstemperatur (höher als 1.200°C und 1.300°C oder weniger). Probe Nr. 1-4 ist eine Probe, worin die Bedingungen für die endgültige Wärmebehandlung gleich sind wie die Bedingungen der Probe Nr. 1-1.
<Zusammensetzung>
Die Zusammensetzungen der Elektrodenmaterialien der Proben werden untersucht durch Verwendung eines induktiv gekuppelten Plasma (ICP)-Atomemissionsspektrometers. Entsprechend den Ergebnissen sind die Zusammensetzungen gleich wie die Zusammensetzungen gemäß den Tabellen 1 und 2, und die Elektrodenmaterialien enthalten die Elemente, die in den Tabellen 1 und 2 gezeigt sind, wobei der Rest aus Ni und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht. In jedem der Elektrodenmaterialien der Proben Nrn. 1-1 bis 1-18, 1-111 und 1-112, hat der Kerndraht einen Ni-Gehalt von 96 Masse-% oder mehr. In den Tabellen 1 und 2 bedeuten „- (Bindestrich)“ oder „0“, dass der Gehalt unterhalb der Ermittlungsgrenze ist und das Element im Wesentlichen nicht enthalten ist. Für die Zusammensetzungsanalyse kann beispielsweise Atomabsorptionsspektrofotometrie verwendet werden.
<Struktur>
Bezüglich des Elektrodenmaterials einer jeden Probe wird das Verhältnis (Kerndraht/Bedeckung) einer Korngröße des Nickelgrundmaterials, das den Kerndraht bildet, zu einer Korngröße der Nickellegierung, die die Bedeckung bildet, untersucht. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse. Hier wird ein Querschnitt der Probe mit einem optischen Mikroskop beobachtet. Für das resultierende mikroskopische Beobachtungsbild werden eine durchschnittliche Korngröße des Kerndrahtes und eine durchschnittliche Korngröße der Bedeckung durch Verwendung eines Schnittlinienverfahrens (Linienverfahren) bestimmt. Hier werden die Beobachtungsvergrößerung und dergleichen so eingestellt, dass die Zahl der Kristallkörner, geschnitten durch eine Messlinie, 10 oder mehr ist. Bezüglich des Kerndrahtes und der Bedeckung werden fünf oder mehr Messlinien an einem Querschnitt hergestellt, insgesamt 50 oder mehr Kristallkörner werden extrahiert und der Durchschnitt der Korngrößen wird bestimmt. Als Verhältnis (Kerndraht/Bedeckung) der Korngröße wird die durchschnittliche Korngröße des Kerndrahtes/durchschnittliche Korngröße der Bedeckung bestimmt. Tabelle 3 zeigt die Messergebnisse von einigen der Proben.
Wenn ein Elektrodenmaterial ein Verhältnis (Kerndraht/Bedeckung) von weniger als 5 hat, ist das Verhältnis klein, sowohl der Kerndraht als auch die Bedeckung werden so angesehen, dass sie eine grobe Kristallstruktur und dergleichen haben, und das Elektrodenmaterial wird mit B bewertet. Wenn ein Elektrodenmaterial ein Verhältnis (Kerndraht/Bedeckung) von 5 oder mehr und weniger als 10 hat, ist das Verhältnis groß, es wird angesehen, dass der Kerndraht eine verhältnismäßig große Kristallstruktur hat und die Bedeckung eine verhältnismäßig feine Kristallstruktur hat, und das Elektrodenmaterial wird mit G bewertet. Wenn ein Elektrodenmaterial ein Verhältnis (Kerndraht/Bedeckung) von 10 oder mehr hat, ist das Verhältnis größer, es wird überlegt, dass der Kerndraht eine verhältnismäßig größere Kristallstruktur hat und die Bedeckung eine verhältnismäßig kleinere Kristallstruktur hat, und das Elektrodenmaterial wird mit VG bewertet. Die Auswertungsergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 3 gezeigt. Bei diesem Test ist in jedem der Elektrodenmaterien der Proben Nrn. 1-1 bis 1-18 die Korngröße des Kerndrahtes etwa 50 µm oder mehr und etwa 500 µm oder weniger, und die Korngröße der Bedeckung ist etwa 10 µm oder mehr und etwa 100 µm oder weniger.
Bezüglich des Elektrodenmaterials einer jeden Probe wird ein Querschnitt hergestellt, und der Querschnitt wird mit einem Elektronenabtastmikroskop (SEM) beobachtet, zum Prüfen einer durchschnittlichen Dicke (µm) einer Diffusionsschicht, die zwischen dem Kerndraht und der Bedeckung vorhanden ist. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse. In dem SEM-Beobachtungsbild wird ein Bereich, bei dem die Farbe von den Farben des Kerndrahtes und der Bedeckung verschieden erscheint, wobei der Bereich zwischen dem Kerndraht und der Bedeckung lokalisiert ist, als Diffusionsschicht bezeichnet. Bei diesem SEM-Beobachtungsbild werden fünf oder mehr Messpunkte bei gleichen Intervallen entlang der Umgebungsrichtung des Kerndrahtes bestimmt, die Dicke der Diffusionsschicht wird bei jedem der Messpunkte bestimmt, und der Durchschnitt dieser Dicken wird als durchschnittliche Dicke der Diffusionsschicht definiert. Tabelle 3 zeigt die Messergebnisse von einigen der Proben.
Bezüglich des Bereiches, bei dem die Farbe verschieden erscheint, zeigen die Ergebnisse der Elementaranalyse mit beispielsweise einem Energie-dispersiven Röntgenstrahlenspektrometer (EDX), das an ein SEM verbunden ist, dass der Ni-Gehalt sich in Gradientenform von der Kerndrahtseite zur Bedeckungsseite ändert. Die Extraktion der Diffusionsschicht durch Elementaranalyse ermöglicht die Messung der Dicke der Diffusionsschicht mit hoher Genauigkeit. Die Verwendung des SEM-Beobachtungsbildes ermöglicht, dass die Dicke der Diffusionsschicht einfach und leicht gemessen wird.
<Spezifischer Widerstand>
Der spezifische Widerstand (µΩ·cm) des Elektrodenmaterial einer jeden Probe wird gemessen. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse. Der spezifische Widerstand (bei Raumtemperatur) wird unter Verwendung eines elektrischen Widerstandsmessgerätes durch das Direktstrom-Vierklemmverfahren gemessen. Hierin ist die Maßlänge GL 100 mm.
<Zündabriebsresistenz>
In den Elektrodenmaterien der Proben wird ein Elektrodenmaterial mit einem spezifischen Widerstand (bei Raumtemperatur) von 50 µΩ·cm oder mehr so angesehen, dass es einen geringen Zündabriebswiderstand hat, und wird mit B bewertet. Ein Elektrodenmaterial mit einem spezifischen Widerstand von weniger als 50 µΩ·cm wird so angesehen, dass es eine gute Zündabriebsresistenz hat und wird mit G bewertet. Ein Elektrodenmaterial mit einem spezifischen Widerstand von weniger als 30 µΩ·cm wird so angesehen, dass es eine sehr gute Zündabriebsresistenz hat und wird mit VG bewertet. Die Auswertungsergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 3 gezeigt.
<Oxidationswiderstand>
Das Elektrodenmaterial einer jeden Probe wird dem folgenden thermischen Zyklustest unterworfen, und eine Änderung der Masse vor und nach dem Test wird untersucht. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse. Hierin wird die Änderung der Masse (%) bestimmt als ((W1 - WO)/Wo) x 100, worin W0 eine Masse eines Teststückes vor dem thermischen Zyklustest und W1 eine Masse des Teststückes nach dem thermischen Zyklustest bedeutet. Wenn das Zeichen der Änderung der Masse minus (-) ist, bedeutet das Ergebnis, dass sich die Masse nach dem Test vermindert hat. Wenn das Zeichen der Änderung in der Masse plus ist (nur der numerische Wert ist in Tabelle 3 beschrieben), bedeutet dieses Ergebnis, dass die Masse sich nach dem Test erhöht hat.
<<Thermischer Zyklustest>>
Ein thermischer Zyklus, bei dem ein Erwärmen 30 Minuten bei 1.100°C durchgeführt wird und dann ein Kühlen für 30 Minuten bei Raumtemperatur durchgeführt wird, wird als ein Zyklus bezeichnet, und dieser Zyklus wird 100-mal wiederholt.
Wenn die Änderung der Masse eine Verminderung ist (wenn das Zeichen der Änderung minus ist), wird überlegt, dass beispielsweise ein Oxidfilm übermäßig gebildet und abgelöst ist. Ein solches Elektrodenmaterial wird so angesehen, dass es eine geringe Oxidationsresistenz hat und wird mit B bewertet. Wenn die Änderung in der Masse eine Erhöhung von mehr als 5 % und 10 % oder weniger ist, wird dies so angesehen, dass ein Oxidfilm angemessen gebildet ist. Ein solches Elektrodenmaterial wird so angesehen, dass es eine gute Oxidationsresistenz hat und wird mit G bewertet. Wenn die Änderung in der Masse 0 % oder mehr und 5 % oder weniger ist, wird überlegt, dass ein Oxidfilm angemessener gebildet ist. Es wird überlegt, dass ein solches Elektrodenmaterial eine sehr gute Oxidationsresistenz hat und wird mit VG bewertet. Die Auswertungsergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 3 gezeigt.
<Adhäsion>
Das Elektrodenmaterial einer jeden Probe wird dem oben erwähnten thermischen Zyklustest unterworfen, und das Ausmaß des Fortschrittes der Oxidation entlang der Grenzfläche zwischen dem Kerndraht und der Bedeckung wird untersucht. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse. Wie in 3 erläutert ist, ist ein viereckiger Draht, der ein Elektrodenmaterial einer jeden Probe ist und worin ein Kerndraht 11 und eine Bedeckung 12 an einer Endfläche des viereckigen Drahtes freiliegen und eine äußere periphere Oberfläche des Kerndrahtes 11 mit der Bedeckung 12 bedeckt ist, als Teststück S hergestellt, und der oben beschriebene thermische Zyklustest (100 Zyklen) wird durchgeführt.
Anschließend wird eine Länge eines von der Endfläche des Teststückes S entlang der Grenzfläche zwischen dem Kerndraht 11 und der Bedeckung 12 gebildeten Oxides gemessen.
Nach dem thermischen Zyklustest wird ein longitudinaler Bereich, geschnitten entlang einer Ebene (siehe die Schnittebene Linie a-a in 3) parallel zu einer axialen Richtung des Kerndrahtes 11 in dem Teststück S verwendet, und der longitudinale Bereich wird mit einem SEM beobachtet. Die Länge eines Oxides entlang der Grenzfläche (Oxidationsfortschrittlänge, µm) wird bei diesem SEM-Beobachtungsbild gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. 4 zeigt ein SEM-Beobachtungsbild von Probe Nr. 1-1. 5 zeigt ein SEM-Beobachtungsbild von Probe Nr. 1-111. In den SEM-Beobachtungsbildern gemäß den 4 und 5 wird ein Bereich, der zwischen dem Kerndraht 11 und der Bedeckung 12 lokalisiert ist und worin die Farbe verschieden von den Farben des Kerndrahtes 11 und der Bedeckung 12 erscheint, als ein Oxid 15 definiert. Die oben erwähnte Inklusion kann als Oxid durch Elementaranalyse mit beispielsweise dem oben beschriebenen SEM-EDX-Spektrometer identifiziert werden. Die Extraktion des Oxides durch Elementaranalyse ermöglicht die Messung der Länge des Oxides mit höherer Genauigkeit. Die Verwendung des SEM-Beobachtungsbildes ermöglicht die leichte und einfache Messung der Länge des Oxides. Ein Beobachtungsbild, erhalten durch ein metallurgisches Mikroskop kann für die Messung der Länge des Oxides anstelle des SEM-Beobachtungsbildes verwendet werden. Das metallurgische Mikroskop kann ebenfalls verwendet werden, um den Unterschied zwischen der Farbe zwischen dem Kern und der Bedeckung zu bestätigen.
Wenn die Länge des Oxides 500 µm oder mehr ist, ist die Adhäsion zwischen dem Kerndraht und der Bedeckung gering und ein Bereich in der Nähe der Grenzfläche wird leicht oxidiert, und ein solches Elektrodenmaterial wird mit B bewertet. Wenn die Länge des Oxides weniger als 500 µm ist, wird die Adhäsion zwischen dem Kerndraht und der Bedeckung als gut angesehen, und ein solches Elektrodenmaterial mit G bewertet. Wenn die Länge des Oxides weniger als 100 µm ist, wird die Adhäsion zwischen dem Kerndraht und der Bedeckung als sehr gut angesehen, und ein solches Elektrodenmaterial wird mit VG bewertet. Die Auswertungsergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 3 gezeigt.
<Gesamtauswertung>
In den oben beschriebenen Auswertungen werden, wenn die Ergebnisse zumindest ein B enthalten, die Dauerhaftigkeitseigenschaften als schlecht angesehen, und ein solches Elektrodenmaterial wird mit B bewertet. Wenn die Ergebnisse B nicht enthalten und VG und G enthalten, werden die Dauerhaftigkeitseigenschaften als gut angesehen, und ein solches Elektrodenmaterial wird mit G bewertet. Wenn die Ergebnisse von allen Punkten VG sind, werden die Dauerhaftigkeitseigenschaften als sehr gut angesehen und ein solches Elektrodenmaterial wird mit VG bewertet. Diese Gesamtbewertung ist ebenfalls in Tabelle 3 gezeigt.

[Tabelle 3]

Probe Nr.	Anfängliche Eigenschaften				Dauerhaftigkeitseigenschaften
	spez. Widerstand µΩ·cm)	Korngröße		durchschn. Dicke der Diffusionsschicht	Oxidationsresistenz		Adhäsion		Zündabriebsresistenz	Gesamtauswertung
	spez. Widerstand µΩ·cm)	Verhältnis Korndraht/ Bedeckung	Auswertung	durchschn. Dicke der Diffusionsschicht	Änderung der Masse (%)	Auswertung	Oxidationsfortschrittlänge (µm)	Auswertung	Zündabriebsresistenz	Gesamtauswertung
1-1	12,7	10	VG	2 µm	8	G	280	G	VG	G
1-2	28,4	5	G	-	5	VG	80	VG	VG	G
1-3	28,4	-	-	-	4	VG	70	VG	VG	VG
1-4	12,7	10	VG	-	8	G	280	G	VG	G
1-5	28,5	-		-	4	VG	70	VG	VG	VG
1-6	12,7	20	VG	-	8	G	280	G	VG	G
1-7	28,5	-	-	-	5	VG	80	VG	VG	VG
1-8	14,2	-	-	-	8	G	280	G	VG	G
1-9	28,5	-	-	-	5	VG	80	VG	VG	VG
1-10	22,8	-	-	-	6	G	250	G	VG	G
1-11	45,1	-	-	-	3	VG	50	VG	G	G
1-12	45,1	-	-	-	2	VG	40	VG	G	G
1-13	22,9	-	-	-	6	G	250	G	VG	G
1-14	45,7	-	-	-	3	VG	50	VG	G	G
1-15	22,9	-	-	-	6	G	250	G	VG	G
1-16	45,7	-	-	-	3	VG	50	VG	G	G
1-17	25,3	-	-	-	6	G	250	G	VG	G
1-18	45,5	-	-	-	3	VG	50	VG	G	G
1-101	19,0	-	-	-	-20	B	-	-	VG	B
1-102	110,0	-	-	-	0	VG	-	-	B	B
1-111	13,0	20	VG	1 µm	8	G	500	B	VG	B
1-112	12,5	1	B	4 µm	10	G	50	VG	VG	B

Tabelle 3 zeigt, dass die Elektrodenmaterialien der Proben Nrn. 1-1 bis 1-18 jeweils aus einem Verbund gebildet sind, der einen Kerndraht und eine Bedeckung enthält (kann nachfolgend als Verbundprobengruppe bezeichnet werden), gute Zündabriebsresistenz und gute Oxidationsresistenz im Vergleich zu den Proben Nrn. 1-101 und 1-102 kombinieren, die jeweils aus einem Einzeldraht gebildet sind. Die Verbundprobengruppe hat eine gute Zündabriebsresistenz aufgrund eines geringen spezifischen Widerstandes und eine gute Oxidationsresistenz aufgrund einer kleinen Änderung (Menge der Erhöhung) in der Masse nach dem thermischen Zyklustest.
Ein Grund, warum die obigen Ergebnisse erhalten wurden, wird wie folgt angesehen.
Probe Nr. 1-101, gebildet aus einem einzelnen Draht mit einem hohen Ni-Gehalt, hat einen geringen spezifischen Widerstand, aber eine extrem große Änderung der Masse und hat eine geringe Oxidationsresistenz. Probe Nr. 1-102, gebildet aus einem einzelnen Draht, der sich aus einer Nickellegierung zusammensetzt, die eine etwas große Menge Cr enthält, hat im Wesentlichen keine Änderung der Masse und eine gute Oxidationsresistenz, hat aber einen extrem hohen spezifischen Widerstand. D.h., es ist schwierig für einen Einzeldraht, eine gute Zündabriebsresistenz und gute Oxidationsresistenz zu kombinieren. Im Gegensatz dazu enthält die Verbundprobengruppe einen Verbund, der einen Kerndraht mit einem hohen Ni-Gehalt und eine Bedeckung enthält, die sich aus einer Nickellegierung mit Cr und Al in spezifischen Bereichen zusammensetzt. Demzufolge wird überlegt, dass der spezifische Widerstand durch den Kerndraht reduziert werden kann und dass die Oxidationsresistenz durch die Bedeckung erhöht werden kann.
In dem SEM-Beobachtungsbild von Probe Nr. 1-1 in 4 ist der graue Bereich auf der unteren rechten Seite der Kerndraht 11, der zentrale, streifenförmige graue Bereich ist die Bedeckung 12, der dunkelgraue Bereich ist das Oxid 15 und der schwarze Bereich auf der linken Seite ist der Hintergrund (gleiches gilt für das SEM-Beobachtungsbild von Probe Nr. 1-111 in 5, die unten beschrieben ist). Wie in 4 gezeigt ist, ist auf der Oberfläche der Bedeckung 12 ein dunkelgrauer Bereich mit einer extrem schmalen Dicke lediglich vorhanden. Dies zeigt, dass die Bedeckung 12 unwahrscheinlich oxidiert und eine gute Oxidationsresistenz hat. Im Gegensatz dazu ist in einem Teil des Kerndrahtes 11, wobei der Teil von der Bedeckung 12 frei liegt, ein dunkelgrauer Bereich, der ein bestimmtes Ausmaß der Dicke hat, vorhanden. Dies zeigt, dass die Oxidation leicht bei einem hohen Ni-Gehalt auftritt.
Zusätzlich enthält die Verbundprobengruppe die Hauptkomponente (Ni) des Kerndrahtes und die Hauptkomponente (Ni) der Bedeckung gemeinsam und hat eine gute Adhäsion zwischen dem Kerndraht und der Bedeckung. Dies wird ebenfalls als Grund angesehen, warum die Oxidationsresistenz verstärkt werden kann. Die Adhäsion wird unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben. Wie in dem SEM-Beobachtungsbild in 4 gezeigt ist, ist in Probe Nr. 1-1, obwohl das Oxid 15 von der Endfläche des Elektrodenmaterials entlang der Grenzfläche zwischen dem Kerndraht 11 und der Bedeckung 12 gebildet ist, die Bildungslänge des Oxides 15 von der Endfläche kurz, spezifisch weniger als 300 µm. Die kurze Bildungslänge des Oxides 15 ist eine Basis für den Beweis einer guten Adhäsion zwischen dem Kerndraht 11 und der Bedeckung 12. Im Gegensatz dazu ist, wie in dem SEM-Beobachtungsbild in 5 gezeigt ist, bei der Probe Nr. 1-111 die Bildungslänge des Oxides 15 lang, spezifisch 500 µm oder mehr. Dies zeigt, dass bei der Probe Nr. 1-111 der Kerndraht 11 und die Bedeckung 12 nicht ausreichend aneinander haften, und Sauerstoff und dergleichen leicht von der Endfläche des Kerndrahtes 11 und der Bedeckung 12 durch die Grenzfläche eindringen. Bei einem solchen Elektrodenmaterial dringen Sauerstoff und dergleichen von der Grenzfläche zwischen dem Kerndraht und der Bedeckung im Verlaufe der Zeit ein, ein Oxid wird gebildet und folglich werden der Kerndraht und die Bedeckung voneinander getrennt. Vermutlich ist es schwierig, ausreichend die Wirkung aufgrund des Vorhandenseins des Kerndrahtes und der Bedeckung zu erzielen. Um zufriedenstellend die Wirkung der Entfaltung sowohl einer guten Zündabriebsresistenz als auch guten Oxidationsresistenz für eine lange Zeit zufriedenstellend zu erreichen, ist es bevorzugt, die Adhäsion zwischen dem Kern und der Bedeckung zu verbessern.
Weiterhin zeigt dieser Test folgendes.

(1) Selbst dann, wenn die Zusammensetzungen der Bedeckungen die gleichen sind und die Bedeckungsverhältnisse gleich sind, können die Zündabriebsresistenz und Oxidationsresistenz durch Änderung der Zusammensetzungen der Kerndrähte geändert werden (siehe und vergleiche beispielsweise die Proben Nrn. 1-1 bis 1-3 und Nrn. 1-8 und 1-9).
(2) Wenn ein Seltenerdelement in zumindest einem von dem Kerndraht und der Bedeckung enthalten ist, insbesondere in dem Kerndraht, ist die Änderung (Menge der Erhöhung) der Masse klein, und eine Oxidationsresistenz neigt zur Erhöhung (siehe und vergleiche beispielsweise Proben Nrn. 1-4 und 1-5 und die Proben Nrn. 1-10 bis 1-12). Mit einer Erhöhung des Gehaltes des Seltenerdelementes neigt die Oxidationsresistenz zur Erhöhung (siehe und vergleiche beispielsweise Proben Nrn. 1-11 und 1-12).
(3) Mit einer Erhöhung des Bedeckungsverhältnisses ist die Änderung (Menge der Zunahme) in der Masse klein, und die Oxidationsresistenz neigt zur Erhöhung (siehe und vergleiche beispielsweise die Proben Nrn. 1-1, 1-4 und 1-6 und die Proben Nrn. 1-10, 1-13 und 1-15 und siehe und vergleiche Proben Nrn. 1-8 und 1-17 und siehe und vergleiche Proben Nrn. 1-9 und 1-18).
(4) Wenn das Verhältnis (Kerndraht/Bedeckung) in der Korngröße groß ist, neigt der spezifische Widerstand zur leichten Verminderung (siehe und vergleiche beispielsweise Proben Nrn. 1-1 und 1-2). Ein Grund dafür wird in den verhältnismäßig großen Kristallkörnern des Kerndrahtes gesehen. Wenn das Verhältnis (Kerndraht/Bedeckung) groß ist, hat der Kerndraht verhältnismäßig große Kristallkörner und somit eine gute thermische Leitfähigkeit. Angesichts dessen ist das Verhältnis (Kerndraht/Bedeckung) bevorzugt groß, 5 oder mehr, weiter mehr als 5. Gemäß diesem Test kann das Verhältnis (Kerndraht/Bedeckung) auf ein gewisses Ausmaß durch Ändern der Wärmebehandlungsbedingungen eingestellt werden, obwohl dies von den Zusammensetzungen, dem Ausmaß der Verarbeitung und dergleichen abhängt. Mit einer Verminderung der Erwärmungstemperatur während der Erwärmungsbehandlung neigt das Verhältnis (Kerndraht/Bedeckung) zur leichten Erhöhung (siehe und vergleiche beispielsweise Proben Nrn. 1-6, 1-1 und 1-112). Bezüglich der Probe Nr. 1-112 wird angesehen, dass die Kristallkörner sowohl des Kerndrahtes als auch der Bedeckung durch die hohe Erwärmungstemperatur während der Wärmebehandlung grob gemacht wurden und folglich war das Verhältnis (Kerndraht/Bedeckung) 1.
(5) Eine Diffusionsschicht, die zwischen dem Kerndraht und der Bedeckung gebildet ist, ermöglicht die weitere Verstärkung der Adhäsion. Beispielsweise zeigt der Vergleich der Proben Nrn. 1-1, 1-111 und 1-112, dass mit einer Erhöhung der durchschnittlichen Dicke der Diffusionsschicht die Bildungslänge des Oxides sich vermindert. Es wird von diesen Ergebnissen erwartet, dass die Adhäsion zwischen dem Kerndraht und der Bedeckung weiter verstärkt wird durch Einstellung der Dicke der Diffusionsschicht und folglich wird die Oxidationsresistenz weiter verstärkt und eine gute Oxidationsresistenz wird für eine lange Zeit aufrechterhalten, wie oben beschrieben. Bei diesem Test kann die durchschnittliche Dicke der Diffusionsschicht eingestellt werden durch Ändern der Wärmebehandlungsbedingungen, obwohl dies von den Zusammensetzungen, dem Bearbeitungsgrad und dergleichen abhängt. Mit einer Erhöhung der Erwärmungstemperatur während der Wärmebehandlung, neigt die durchschnittliche Dicke zur leichten Erhöhung.

Der Test zeigte, dass ein Elektrodenmaterial mit einem Verbund mit einer Zweischichtstruktur, die einen Kerndraht mit einem hohen Ni-Gehalt und eine Bedeckung enthält, die sich aus einer Nickellegierung mit Cr und Al in spezifischen Bereichen zusammensetzt, einen geringen spezifischen Widerstand, gute Zündabriebsresistenz und gute Oxidationsresistenz hat. Es wird erwartet, dass eine Zündkerzenelektrode, die sich aus diesem Elektrodenmaterial zusammensetzt, und eine Zündkerze, die diese Zündkerzenelektrode enthält, eine gute Zündabriebsresistenz und gute Oxidationsresistenz haben.
Der Umfang dieser Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt, sondern wird durch die beigefügten Ansprüche definiert und soll alle Modifizierungen innerhalb der Bedeutung und des Umfangs, der jenen der Ansprüche äquivalent ist, enthalten.
Beispielsweise können die Zusammensetzung, die Form, die Größe und dergleichen des Elektrodenmaterials, das im Testbeispiel 1 beschrieben ist, angemessen geändert werden.
Bezugszeichenliste

1: Elektrodenmaterial
10: Verbund
11: Kerndraht
12: Bedeckung
13: Diffusionsschicht
15: Oxid
2: Zündkerze
20: Elektrode
20e: Endfläche
21: Mittelelektrode
22: Masseelektrode
25: Isolator
26: Metallhülle
S: Teststück

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017100387 [0001]

Claims

Elektrodenmaterial, enthaltend: einen Verbund, enthaltend einen Kerndraht, der sich aus einem Nickelgrundmaterial mit 96 Masse-% oder mehr Ni zusammensetzt, und eine Bedeckung, die eine äußere periphere Oberfläche des Kerndrahtes bedeckt, und die nicht Endfläche des Kerndrahtes bedeckt, sondern diese freilegt, worin die Bedeckung sich aus einer Nickellegierung mit 10 Masse-% und 30 Masse-% oder weniger Cr und 0,1 Masse-% oder mehr und 6 Masse-% oder weniger Al zusammensetzt, und worin der Verbund einen spezifischen Widerstand von weniger als 50 µΩ·cm hat.
Elektrodenmaterial gemäß Anspruch 1, worin in einem Querschnitt des Verbundes ein Flächenverhältnis einer Querschnittsfläche der Bedeckung zu einer Querschnittsfläche des Verbundes 0,4 oder mehr und 0,7 oder weniger ist.
Elektrodenmaterial gemäß Anspruch 1 oder 2, worin ein Verhältnis einer Korngröße des Nickelgrundmaterials, das den Kerndraht bildet, zu einer Korngröße der Nickellegierung, die die Bedeckung bildet, 5 oder mehr ist.
Elektrodenmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, enthaltend eine Diffusionsschicht zwischen dem Kerndraht und der Bedeckung, worin ein Ni-Gehalt der Diffusionsschicht sich in Gradientenform ändert.
Elektrodenmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, worin zumindest eines von dem Nickelgrundmaterial, das den Kerndraht bildet, und der Nickellegierung, die die Bedeckung bildet, 0,01 Masse-% oder mehr und 0,7 Masse-% oder weniger insgesamt eines Seltenerdelementes enthält.
Elektrodenmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Nickellegierung, die die Bedeckung bildet, ausgedrückt als Masse-% enthält: 0,1 % oder mehr und 1,5 % oder weniger Si, 0,1 % oder mehr und 0,6 % oder weniger Mn, 10 % oder mehr und 30 % oder weniger Cr, 0,1 % oder mehr und 6 % oder weniger Al, 0,01 % oder mehr und 12 % oder weniger Fe und 0,01 % oder mehr und 0,6 % oder weniger Ti mit Rest Ni und unvermeidbaren Verunreinigungen.
Elektrodenmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, worin das Nickelgrundmaterial, das den Kerndraht bildet, ausgedrückt als Masse-% enthält: 0,01 % oder mehr und 1,5 % oder weniger Si, 0 % oder mehr und 1,5 % oder weniger Mn, 0,001 % oder mehr und 1,5 % oder weniger Cr, 0,001 % oder mehr und 0,5 % oder weniger Al, 0,01 % oder mehr und 1,5 % oder weniger Fe und 0 % oder mehr und 0,5 % oder weniger Ti mit Rest Ni und unvermeidbaren Verunreinigungen.
Zündkerzenelektrode, die sich aus dem Elektrodenmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zusammensetzt.
Zündkerze, enthaltend die Zündkerzenelektrode gemäß Anspruch 8.