JP2564842B2 - アルミナ質磁器組成物 - Google Patents
アルミナ質磁器組成物Info
- Publication number
- JP2564842B2 JP2564842B2 JP62216035A JP21603587A JP2564842B2 JP 2564842 B2 JP2564842 B2 JP 2564842B2 JP 62216035 A JP62216035 A JP 62216035A JP 21603587 A JP21603587 A JP 21603587A JP 2564842 B2 JP2564842 B2 JP 2564842B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alumina
- porcelain composition
- compound
- aluminum
- mol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高強度を有するアルミナ質磁器組成物に関
するものであり、特に自動車の内燃機関用のスパークプ
ラグ、エンジン部品、IC基板として用いられる有効なも
のである。
するものであり、特に自動車の内燃機関用のスパークプ
ラグ、エンジン部品、IC基板として用いられる有効なも
のである。
従来、SiO2−MgO−CaO系のアルミナ焼結体は、熱的・
化学的に極めて安定であり、機械的強度が優れ、内燃機
関用のスパークプラグ等の電気絶縁材として広く実用化
されている。
化学的に極めて安定であり、機械的強度が優れ、内燃機
関用のスパークプラグ等の電気絶縁材として広く実用化
されている。
また近年、内燃機関の高性能化によるスパークプラグ
に要求される強度、耐電圧等が益々高まる傾向にあり、
それに伴ってスパークプラグに対する強度および耐電圧
特性の向上が要求されてきている。
に要求される強度、耐電圧等が益々高まる傾向にあり、
それに伴ってスパークプラグに対する強度および耐電圧
特性の向上が要求されてきている。
しかし、従来のSiO2−MgO−CaO系ガラス質フラックス
を有するアルミナ質磁器組成物では、アルミナの含有率
を高めることによりフラックスを少なくして耐電圧を改
善したものが知られているが、上記要求に対してはまだ
充分とは言えないのが現状である。
を有するアルミナ質磁器組成物では、アルミナの含有率
を高めることによりフラックスを少なくして耐電圧を改
善したものが知られているが、上記要求に対してはまだ
充分とは言えないのが現状である。
本発明は、上記の問題点を鑑みたものであり、焼結体
中に緻密な高融点粒界層を形成させ、かつアルミナ結晶
粒を均一にさせることにより、強度および耐電圧特性を
向上させたアルミナ質磁器組成物を提供するものであ
る。
中に緻密な高融点粒界層を形成させ、かつアルミナ結晶
粒を均一にさせることにより、強度および耐電圧特性を
向上させたアルミナ質磁器組成物を提供するものであ
る。
本発明は、アルミナ粉末からなる主成分と、希土類元
素およびアルミニウムよりなる少なくとも１種の有機金
属化合物である添加物と、アルミニウム化合物とからな
る副成分とからなる原料粉末を焼成するという技術的手
段を採用する。
素およびアルミニウムよりなる少なくとも１種の有機金
属化合物である添加物と、アルミニウム化合物とからな
る副成分とからなる原料粉末を焼成するという技術的手
段を採用する。
本発明に採用されるアルミニウム化合物として例え
ば、Al（OH）3,AlOOH,Al（OH）（CH3COO）２等が一般的
である。
ば、Al（OH）3,AlOOH,Al（OH）（CH3COO）２等が一般的
である。
また、本発明は、上記アルミナの粒径が0.5μｍ以上
であるとき特に有効である。特に、このアルミナ粉末は
α−アルミナの粉末であることが好ましい。
であるとき特に有効である。特に、このアルミナ粉末は
α−アルミナの粉末であることが好ましい。
希土類元素、アルミニウムの少なくとも１種の有機金
属化合物とアルミニウム化合物をアルミナ粉末と混合・
焼成することにより、アルミナ化合物中において均一に
分散・生成された有機金属化合物の酸化による高融点複
合化合物が生成される。さらにまた、上記成分を混合・
焼成することにより、アルミナ化合物が酸化されα結晶
型になる際に、アルミナ粒子表面を活性化して均一なア
ルミナ結晶粒を生成させる。
属化合物とアルミニウム化合物をアルミナ粉末と混合・
焼成することにより、アルミナ化合物中において均一に
分散・生成された有機金属化合物の酸化による高融点複
合化合物が生成される。さらにまた、上記成分を混合・
焼成することにより、アルミナ化合物が酸化されα結晶
型になる際に、アルミナ粒子表面を活性化して均一なア
ルミナ結晶粒を生成させる。
例えば、有機金属化合物であるポリアクリル酸イット
リウムを原料粉末に加えたアルミナ質磁器組成物の場合
においては、第１図に示す如く上記アルミナ結晶粒１の
３重点部分に高融点複合化合物であるYAG2を有するアル
ミナ質磁器組成物を得ることができる。
リウムを原料粉末に加えたアルミナ質磁器組成物の場合
においては、第１図に示す如く上記アルミナ結晶粒１の
３重点部分に高融点複合化合物であるYAG2を有するアル
ミナ質磁器組成物を得ることができる。
さらにまた、例えば有機金属化合物であるポリアクリ
ル酸ランタンを原料粉末に加えた場合においては、第２
図に示す如くアルミナ結晶粒１中に高融点化合物である
柱状晶のランタンβ−アルミナ４を有するアルミナ質磁
器組成物を得ることができる。
ル酸ランタンを原料粉末に加えた場合においては、第２
図に示す如くアルミナ結晶粒１中に高融点化合物である
柱状晶のランタンβ−アルミナ４を有するアルミナ質磁
器組成物を得ることができる。
本発明を作用することによって、均一なアルミナ粒子
中に高融点複合化合物を均一に分散させることができ強
度・耐電圧の優れたアルミナ質磁器組成物を得ることが
できる。
中に高融点複合化合物を均一に分散させることができ強
度・耐電圧の優れたアルミナ質磁器組成物を得ることが
できる。
〔第１実施例〕 本発明アルミナ質磁器組成物の製造工程を示す流れ図
を第３図に示す。
を第３図に示す。
第１実施例では、純度99.9％以上で平均粒径0.5μｍ
に調整された主成分であるアルミナ粉末96.8mol％と、
イットリウムを含む添加物である有機金属化合物（第１
実施例ではポリアクリル酸イットリウム）2.0mol％（イ
ットリアで1.0mol％相当）と、純度99.9％以上で平均粒
径0.3μｍに調整された副成分である水酸化アルミニウ
ム4.0mol％（アルミナで2.0mol％相当）と純度99.9％以
上で平均粒径1.0μｍに調整されたマグネシウム化合物
であるマグネシウム0.2mol％とからなる原料粉末を用意
した。
に調整された主成分であるアルミナ粉末96.8mol％と、
イットリウムを含む添加物である有機金属化合物（第１
実施例ではポリアクリル酸イットリウム）2.0mol％（イ
ットリアで1.0mol％相当）と、純度99.9％以上で平均粒
径0.3μｍに調整された副成分である水酸化アルミニウ
ム4.0mol％（アルミナで2.0mol％相当）と純度99.9％以
上で平均粒径1.0μｍに調整されたマグネシウム化合物
であるマグネシウム0.2mol％とからなる原料粉末を用意
した。
上記原料粉末を水とともにアルミナボールによって湿
式混合を24時間行った後、原料粉末の乾燥、造粒、プレ
ス成形によって形を整えた。その後、1600℃の大気雰囲
気中で２時間焼成することにより、焼成密度が3.95g/cm
3（相対密度98.5％）の高純度のアルミナ質磁器組成物
を作成した。
式混合を24時間行った後、原料粉末の乾燥、造粒、プレ
ス成形によって形を整えた。その後、1600℃の大気雰囲
気中で２時間焼成することにより、焼成密度が3.95g/cm
3（相対密度98.5％）の高純度のアルミナ質磁器組成物
を作成した。
作成されたアルミナ質磁器組成物の組織断面図を第１
図に示す。
図に示す。
第１実施例においては、アルミナ結晶粒１の３重点部
分に高融点複合化合物であるYAG2を有し、耐電圧・強度
に対してすぐれたアルミナ質磁器組成物を得ることがで
きた。
分に高融点複合化合物であるYAG2を有し、耐電圧・強度
に対してすぐれたアルミナ質磁器組成物を得ることがで
きた。
この焼成体の曲げ強度、耐電圧のそれぞれの特性を次
のように測定した。
のように測定した。
まず、耐電圧の測定は、焼結体10をダイヤモンド砥粒
等を用いた研磨盤を用いて厚さ1.0±0.05mmに研磨加工
し、第４図に示す耐電圧測定装置にて実測した。すなわ
ち焼結体10の一面に電極11を導電ペースト等により貼り
付けシリコーンオイル12中に浸漬する。そして焼結体10
の電極11の対向する面に、先端をニードル状に尖らせた
プローブ13を固定し、この状態で電極11とプローブ13と
の間に定電圧電源14から発振器15とコイル16とにより発
生させた高電圧を、高電圧プローブ17とオシロスコープ
18でモニターしながら30cycle/秒の周波数で毎秒0.2kv
づつ電圧を上昇させ試料の破壊した電圧をその焼結体試
料の耐電圧とした。
等を用いた研磨盤を用いて厚さ1.0±0.05mmに研磨加工
し、第４図に示す耐電圧測定装置にて実測した。すなわ
ち焼結体10の一面に電極11を導電ペースト等により貼り
付けシリコーンオイル12中に浸漬する。そして焼結体10
の電極11の対向する面に、先端をニードル状に尖らせた
プローブ13を固定し、この状態で電極11とプローブ13と
の間に定電圧電源14から発振器15とコイル16とにより発
生させた高電圧を、高電圧プローブ17とオシロスコープ
18でモニターしながら30cycle/秒の周波数で毎秒0.2kv
づつ電圧を上昇させ試料の破壊した電圧をその焼結体試
料の耐電圧とした。
次にこの焼結体10の曲げ強度の測定は、この焼結体を
3mm×4mm×40mmの形状に加工し、スパン:30mmで３点曲
げ強度を測る方法で行った。
3mm×4mm×40mmの形状に加工し、スパン:30mmで３点曲
げ強度を測る方法で行った。
以上の結果を第１表に示した。
ここで、従来のセラミック構造体を、平均粒径2.5μ
ｍのAl2O395wt％とSiO2−MgO−CaOの系助剤5wt％からな
る原料粉末を電気炉中において100℃/hrの昇温率で1650
℃まで昇温、1650℃で２時間保持した後、100℃/hrで降
温することにより作成した。
ｍのAl2O395wt％とSiO2−MgO−CaOの系助剤5wt％からな
る原料粉末を電気炉中において100℃/hrの昇温率で1650
℃まで昇温、1650℃で２時間保持した後、100℃/hrで降
温することにより作成した。
第１表から明らかなごとく、従来のセラミック構造体
と比較して、本第１実施例のものは、耐電圧において、
50％、強度において70％以上の特性の向上を達成させる
ことができた。
と比較して、本第１実施例のものは、耐電圧において、
50％、強度において70％以上の特性の向上を達成させる
ことができた。
〔第２実施例乃至第３実施例〕 第１実施例に用いた有機金属化合物であるポリアクリ
ル酸イットリウムの代わりとして、第３実施例として、
ポリアクリル酸ランタン2.0mol％（酸化物では1.0mol％
相当）、第４実施例として、ポリアクリル酸セリウム2.
0mol％（酸化物では1.0mol相当）をそれぞれの原料粉末
中に加えた。他の操作は、第１実施例と全く同様に行
い、第２実施例および第３実施例のアルミナ質磁器組成
物を作成した。このアルミナ質磁器組成物の特性を第１
表に合わせ示した。なお、強度、耐電圧の測定条件は第
１実施例と全く同様とした。
ル酸イットリウムの代わりとして、第３実施例として、
ポリアクリル酸ランタン2.0mol％（酸化物では1.0mol％
相当）、第４実施例として、ポリアクリル酸セリウム2.
0mol％（酸化物では1.0mol相当）をそれぞれの原料粉末
中に加えた。他の操作は、第１実施例と全く同様に行
い、第２実施例および第３実施例のアルミナ質磁器組成
物を作成した。このアルミナ質磁器組成物の特性を第１
表に合わせ示した。なお、強度、耐電圧の測定条件は第
１実施例と全く同様とした。
第２図に、第２実施例によって得られたアルミナ質磁
器組成物の組織拡大図を示す。
器組成物の組織拡大図を示す。
第２、第３実施例により、有機金属化合物が、ポリア
クリル酸イットリウム以外であっても、従来のアルミナ
質磁器組成物の特性を大幅に向上させることができた。
クリル酸イットリウム以外であっても、従来のアルミナ
質磁器組成物の特性を大幅に向上させることができた。
〔第４実施例〕 第１実施例における純度99.9％以上で平均粒径0.5μ
ｍに調整した主成分であるアルミナ粉末特に0.5〜1.0μ
ｍの微粉末の代わりとして、第４実施例では、純度99.9
％以上で平均粒径が2.5μｍに調整された主成分である
アルミナ粉末を原料粉末に加えた。他の操作は、第１実
施例と全く同様とし、アルミナ質磁器組成物を作成し
た。また、第４実施例のアルミナ質磁器組成物の特性を
第１表に合わせ示した。
ｍに調整した主成分であるアルミナ粉末特に0.5〜1.0μ
ｍの微粉末の代わりとして、第４実施例では、純度99.9
％以上で平均粒径が2.5μｍに調整された主成分である
アルミナ粉末を原料粉末に加えた。他の操作は、第１実
施例と全く同様とし、アルミナ質磁器組成物を作成し
た。また、第４実施例のアルミナ質磁器組成物の特性を
第１表に合わせ示した。
第１表より明らかなように、粒径が2.5μｍのような
粗粒のアルミナ粉粒であっても、従来のアルミナ質磁器
組成物と比較して、耐電圧において30％以上、強度にお
いて、50％の特性の向上を達成することができた。
粗粒のアルミナ粉粒であっても、従来のアルミナ質磁器
組成物と比較して、耐電圧において30％以上、強度にお
いて、50％の特性の向上を達成することができた。
〔第５実施例乃至第７実施例〕 第１実施例で用いたアルミニウム化合物である水酸化
アルミニウムの代わりとして、第５実施例では、純度9
9.9％以上で、平均粒径0.03μｍに調整されたｒ−アル
ミナ2.0mol％を、第６実施例では、純度99.9％以上で、
平均粒径0.3μｍに調整されたAlOOH4.0mol％（アルミナ
で2.0mol％相当）を、第７実施例では、Al（OH）（CH3C
O2）２の4.0mol％溶液（アルミナで2.0mol％相当）をそ
れぞれ原料粉末に加えた。他の操作は第１実施例と同様
にして、第５乃至第７実施例のアルミナ質磁器組成物を
作成し、その特性を第２表に示した。なお、曲げ強度、
耐電圧の測定条件は、第１実施例と全く同様とした。
アルミニウムの代わりとして、第５実施例では、純度9
9.9％以上で、平均粒径0.03μｍに調整されたｒ−アル
ミナ2.0mol％を、第６実施例では、純度99.9％以上で、
平均粒径0.3μｍに調整されたAlOOH4.0mol％（アルミナ
で2.0mol％相当）を、第７実施例では、Al（OH）（CH3C
O2）２の4.0mol％溶液（アルミナで2.0mol％相当）をそ
れぞれ原料粉末に加えた。他の操作は第１実施例と同様
にして、第５乃至第７実施例のアルミナ質磁器組成物を
作成し、その特性を第２表に示した。なお、曲げ強度、
耐電圧の測定条件は、第１実施例と全く同様とした。
第２表より明らかなように、水酸化アルミニウム以外
のアルミニウム化合物であっても従来のアルミナ質磁器
組成物と比較して特性を大幅に向上させることができ
た。
のアルミニウム化合物であっても従来のアルミナ質磁器
組成物と比較して特性を大幅に向上させることができ
た。
本発明では、有機金属化合物の有機成分をポリアクリ
ル酸としたが、他にポルマクリルニトリル、ポリアクリ
ルアミン、スルホン酸カルボン酸、カルボニルエチルセ
ルロース等、有機成分であればいずれでもよい。
ル酸としたが、他にポルマクリルニトリル、ポリアクリ
ルアミン、スルホン酸カルボン酸、カルボニルエチルセ
ルロース等、有機成分であればいずれでもよい。
また、有機金属化合物の金属成分は、前記実施例に限
るものではなく、希土類元素であればいずれでもよい。
るものではなく、希土類元素であればいずれでもよい。
アルミニウム化合物は前記化合物に限るものではな
く、アルミニウムの化合物であればいずれでもよく、例
えば平均粒径0.05μｍ以下の超微粒子α−アルミナでも
よい。
く、アルミニウムの化合物であればいずれでもよく、例
えば平均粒径0.05μｍ以下の超微粒子α−アルミナでも
よい。
本発明では、希土類元素およびアルミニウムよりなる
有機金属化合物を示したが、他にジルコニウムよりなる
有機金属化合物であっても全く同様の効果を有する。
有機金属化合物を示したが、他にジルコニウムよりなる
有機金属化合物であっても全く同様の効果を有する。
さらに、また、有機金属化合物およびアルミニウム化
合物の代わりとして、原料粉末にジルコアルミネートを
混合、焼成したアルミナ質磁器組成物であっても、従来
と比較して耐電圧、強度にすぐれたアルミナ質磁器組成
物を得ることができる。
合物の代わりとして、原料粉末にジルコアルミネートを
混合、焼成したアルミナ質磁器組成物であっても、従来
と比較して耐電圧、強度にすぐれたアルミナ質磁器組成
物を得ることができる。
第１図は、第１実施例により得られたアルミナ質磁器組
成物の組織拡大模式図、第２図は第４実施例により得ら
れたアルミナ質磁器組成物の組織拡大模式図、第３図は
アルミナ質磁器組成物の製造工程を示す流れ図、第４図
は耐電圧を測定する装置図である。 １……アルミナ結晶粒。
成物の組織拡大模式図、第２図は第４実施例により得ら
れたアルミナ質磁器組成物の組織拡大模式図、第３図は
アルミナ質磁器組成物の製造工程を示す流れ図、第４図
は耐電圧を測定する装置図である。 １……アルミナ結晶粒。
Claims (4)
- 【請求項１】アルミナの粉末からなる主成分と、 希土類元素、イットリウム、およびアルミニウムから選
ばれる少なくとも１種の有機金属化合物である添加物
と、 アルミニウム化合物からなる副成分とからなる原料粉末
を焼成してなることを特徴とするアルミナ質磁器組成
物。 - 【請求項２】前記アルミナは、α−アルミナであること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアルミナ質磁
器組成物。 - 【請求項３】前記アルミナの粒径が0.5μｍ以上である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアルミナ
質磁器組成物。 - 【請求項４】前記アルミニウム化合物は、Al（OH）3,Al
OOH,Al（OH）（CH3COO）２の少なくとも１つよりなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項記載の
アルミナ質磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62216035A JP2564842B2 (ja) | 1987-08-29 | 1987-08-29 | アルミナ質磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62216035A JP2564842B2 (ja) | 1987-08-29 | 1987-08-29 | アルミナ質磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6461350A JPS6461350A (en) | 1989-03-08 |
| JP2564842B2 true JP2564842B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=16682267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62216035A Expired - Fee Related JP2564842B2 (ja) | 1987-08-29 | 1987-08-29 | アルミナ質磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2564842B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6559579B2 (en) | 1999-11-29 | 2003-05-06 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Alumina-based sintered body insulator for spark plugs |
| US8431505B2 (en) | 2009-03-11 | 2013-04-30 | Nippon Soken, Inc. | Alumina sintered body and method for manufacturing same, and spark plug comprising the alumina sintered body as an insulator |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0212324D0 (en) * | 2002-05-29 | 2002-07-10 | Dow Corning | Silicon composition |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6045146B2 (ja) * | 1980-12-09 | 1985-10-08 | 東芝セラミツクス株式会社 | アルミナ磁器の製造方法 |
-
1987
- 1987-08-29 JP JP62216035A patent/JP2564842B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6559579B2 (en) | 1999-11-29 | 2003-05-06 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Alumina-based sintered body insulator for spark plugs |
| US8431505B2 (en) | 2009-03-11 | 2013-04-30 | Nippon Soken, Inc. | Alumina sintered body and method for manufacturing same, and spark plug comprising the alumina sintered body as an insulator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6461350A (en) | 1989-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4299827B2 (ja) | 誘電体磁器組成物、電子部品および積層セラミックコンデンサ | |
| JPWO2005033041A1 (ja) | アルミナ質磁器組成物およびそれを用いたスパークプラグ | |
| WO2011001656A1 (ja) | スパークプラグ及びスパークプラグの製造方法 | |
| JPH0712969B2 (ja) | アルミナ磁器および点火プラグ | |
| JP4571728B2 (ja) | 窒化珪素焼結体及びその製造方法 | |
| JP2564842B2 (ja) | アルミナ質磁器組成物 | |
| JPH0717436B2 (ja) | 高絶縁性高アルミナ質磁器組成物の製造方法 | |
| JPS631262B2 (ja) | ||
| JP6366555B2 (ja) | スパークプラグ | |
| US5760532A (en) | Sintered ceramic body for a spark plug | |
| JPS62187156A (ja) | 高絶縁性高アルミナ質磁器組成物の製造方法 | |
| JP3613044B2 (ja) | 誘電体磁器組成物 | |
| JP3076916B2 (ja) | スパークプラグ | |
| JP4368975B2 (ja) | 高耐電圧性アルミナ基焼結体およびその製造方法 | |
| JPS62171958A (ja) | 高絶縁性高アルミナ質磁器組成物の製造方法 | |
| JP7390501B2 (ja) | 絶縁体およびスパークプラグ | |
| JP2001097773A (ja) | 誘電体磁器組成物の製造方法および電子部品の製造方法 | |
| JPH1053459A (ja) | アルミナ磁器組成物 | |
| JP2001278662A (ja) | 誘電体磁器およびその製法 | |
| JPS62143866A (ja) | 高絶縁性高アルミナ質磁器組成物の製造方法 | |
| JPH0945581A (ja) | 積層型コンデンサ | |
| JPS62119156A (ja) | 高絶縁性高アルミナ質磁器組成物の製造方法 | |
| JPH0710746B2 (ja) | 高靭性ジルコニア質焼結体 | |
| JPS63195162A (ja) | アルミナ質磁器材料の製造方法 | |
| JP2000272957A (ja) | スパークプラグ用絶縁体及びそれを用いたスパークプラグ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |