JP2017062879A - スパークプラグ - Google Patents
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Abstract
Description
[1] Al成分を酸化物換算で92質量%以上96質量%以下含む絶縁体を備えたスパークプラグであって、
前記絶縁体は、アルミナ結晶と前記アルミナ結晶の結晶間に存在する粒界相とからなるアルミナ焼結体で形成され、
前記粒界相は、Si成分、Mg成分、Ba成分、及びCa成分をそれぞれ酸化物換算したときの質量含有率を、それぞれMSiO2、MMgO、MBaO、及びMCaOとし、MSiO2、MMgO、MBaO、及びMCaOの合計をMtとしたとき、下記の(1)〜(4)を満たすようにSi成分、Mg成分、Ba成分、及びCa成分を含むことを特徴とするスパークプラグである。
(1)0.17≦MSiO2/Mt≦0.47
(2)0.005≦MMgO/Mt≦0.07
(3)0.29≦MBaO/Mt≦0.77
(4)0.03≦MCaO/Mt≦0.19
[2] 前記粒界相は、少なくともBa成分とAl成分とを含有する六方晶系の結晶相を有する。
[3] 前記[1]又は[2]に記載のスパークプラグにおいて、前記粒界相は、IUPAC1990年勧告に基づく周期表の第2族元素の各成分のうちの少なくとも1種とSi成分とを含有する結晶相を有する。
(1)0.17≦MSiO2/Mt≦0.47
(2)0.005≦MMgO/Mt≦0.07
(3)0.29≦MBaO/Mt≦0.77
(4)0.03≦MCaO/Mt≦0.19
Al2O3粉末と、SiO2粉末と、MgCO3粉末と、BaCO3粉末と、CaCO3粉末と、所望によりB2O3粉末とを混合して原料粉末とした。この原料粉末に溶媒としての水と親水性結合剤とを添加してスラリーを調製した。
作製した試験用絶縁体の組成については、蛍光X線分析又は化学分析により各成分の含有率(酸化物換算質量%)を算出した。次いで、Si成分、Mg成分、Ba成分、及びCa成分をそれぞれ酸化物換算したときの含有率を、それぞれMSiO2、MMgO、MBaO、MCaO、及びこれらの合計をMtとして、得られた値それぞれの比MSiO2/Mt、MMgO/Mt、MBaO/Mt、MCaO/Mtを算出した。なお、原料粉末における混合比(原料粉末組成)と、アルミナ焼結体を蛍光X線分析又は化学分析して算出した各成分の含有率(酸化物換算質量%)とは、ほぼ一致していた。
次いで、試験用絶縁体31をX線回折分析し、粒界相における結晶相の同定を行った。
図2に示す耐電圧測定装置50を用いて、この試験用絶縁体31の900℃における高温耐電圧試験を行った。図2に示すように、作製した試験用絶縁体31は、その軸線方向の中心部に軸孔21を備えていると共に軸孔21の先端部には蓋が設けられ、閉じた状態になっている。耐電圧測定装置50は、金属製の環状部材51と、試験用絶縁体31を加熱するヒータ52を有する炉とを備えている。試験用絶縁体31の軸孔21にNi合金製の試験用中心電極41をその先端部まで挿入配置し、試験用絶縁体31の先端から後端に向かって外径が大きくなる手前における試験用絶縁体31の外周面に、環状部材51の内周面が接するように環状部材51を配置した状態で、試験用絶縁体31の耐電圧を測定した。具体的には、試験用絶縁体31を炉に入れてヒータ52で炉内の温度が900℃になるまで加熱して900℃に保持した状態で、試験用中心電極41と環状部材51との間に、1.5kV/sの昇温速度で電圧を印加した。試験用絶縁体31に絶縁破壊が発生したとき、すなわち、試験用絶縁体31が貫通して昇電圧できなくなったときの電圧値を測定した。次いで、試験用絶縁体31において外周面から軸孔21まで貫通している部分における試験用絶縁体31の厚さを測定した。電圧値を厚さで除した値を、耐電圧値(kV/mm)として表1に示した。
2 軸孔
3 絶縁体
4 中心電極
5 端子金具
6 接続部
7 主体金具
8 接地電極
11 後端側胴部
12 大径部
13 先端側胴部
14 脚長部
24 ネジ部
25 ガスシール部
26 工具係合部
27 加締め部
28 後端部
29 棒状部
31 試験用絶縁体
21 軸孔
41 試験用中心電極
50 耐電圧測定装置
51 環状部材
52 ヒータ
G 火花放電間隙
Claims (3)
- Al成分を酸化物換算で92質量%以上96質量%以下含む絶縁体を備えたスパークプラグであって、
前記絶縁体は、アルミナ結晶と前記アルミナ結晶の結晶間に存在する粒界相とからなるアルミナ焼結体で形成され、
前記粒界相は、Si成分、Mg成分、Ba成分、及びCa成分をそれぞれ酸化物換算したときの質量含有率を、それぞれMSiO2、MMgO、MBaO、及びMCaOとし、MSiO2、MMgO、MBaO、及びMCaOの合計をMtとしたとき、下記の(1)〜(4)を満たすようにSi成分、Mg成分、Ba成分、及びCa成分を含むことを特徴とするスパークプラグ。
(1)0.17≦MSiO2/Mt≦0.47
(2)0.005≦MMgO/Mt≦0.07
(3)0.29≦MBaO/Mt≦0.77
(4)0.03≦MCaO/Mt≦0.19 - 前記粒界相は、少なくともBa成分とAl成分とを含有する六方晶系の結晶相を有することを特徴とする請求項1に記載のスパークプラグ。
- 前記粒界相は、IUPAC1990年勧告に基づく周期表の第2族元素の各成分のうちの少なくとも1種とSi成分とを含有する結晶相を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のスパークプラグ。
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