JP2999002B2 - Ceramic heater - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの始動補助手
段であるグロープラグや、ガス、灯油等の燃料を燃焼す
る燃焼機器の着火用ヒータに使用される非酸化物セラミ
ックを用いたセラミックヒータに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic heater using a non-oxide ceramic which is used for a glow plug which is an auxiliary means for starting an engine and a heater for igniting a combustion apparatus for burning fuel such as gas or kerosene. It is about.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のセラミックヒータは、窒化珪素質
セラミック中に、ＷやＷ合金のコイル状の発熱体を埋設
したものや、ＷＣ、ＴｉＮ、ＭｏＳｉ2 等の電気導電性
ペーストを印刷または塗布し、埋設したものが知られて
いる。また、窒化アルミニウム中に、ＷＣ、ＴｉＮ、Ｗ
線を埋設した技術（特開昭６３−８８７７７号、特開昭
６３−８１７８７号、特開平２−１８３７１８号の公
報）も知られている。2. Description of the Related Art A conventional ceramic heater has a coiled heating element made of W or W alloy embedded in a silicon nitride ceramic, or printed or coated with an electrically conductive paste such as WC, TiN, MoSi 2 or the like. And buried ones are known. In addition, WC, TiN, W
There is also known a technology in which a wire is buried (JP-A-63-88777, JP-A-63-81787, and JP-A-2-183718).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来一般的に使用され
ている窒化珪素質セラミックは、熱伝導率が低いため、
発熱体が通電されてから、発熱部が高温に達するのに、
時間がかかる。また、使用上限温度が１３００℃で、発
熱体の通電により、あるいは使用される雰囲気温度によ
り、その上限温度を越えると、表面からの酸化が極端に
進み、大気中でも酸化が進むと内部の発熱体が酸化し、
発熱体が破損する。また、例えばグロープラグとしてエ
ンジン内に使用した場合では、エロージョンにより細く
なってしまう。SUMMARY OF THE INVENTION Silicon nitride ceramics generally used in the past have low thermal conductivity.
After the heating element is energized, the heating part reaches a high temperature,
take time. When the upper limit temperature is 1300 ° C. and the heating element is energized or the ambient temperature is used, if the upper limit temperature is exceeded, oxidation from the surface proceeds extremely. Is oxidized,
Heating element is damaged. Further, when the glow plug is used in an engine, the glow plug becomes thinner due to erosion.
【０００４】一方、発熱体にＴｉＮやＴａＮなどの窒化
物を用いた発熱体を使用した場合、電位差によって窒化
珪素質セラミックが電気分解し、気孔が生じて強度が低
下したり、場合によっては発熱体の導通不良が生じる可
能性を備えていた。On the other hand, when a heating element using a nitride such as TiN or TaN is used as the heating element, the silicon nitride-based ceramic is electrolyzed due to a potential difference, and pores are generated to lower the strength. There was a possibility of poor body conduction.
【０００５】また、窒化アルミニウム質セラミックを使
用したセラミックヒータは、熱伝導率が良いため、発熱
部の温度を１３００℃以上にすると、セラミックヒータ
の支持部の温度が、短時間で８００℃ほどに上昇してし
まう。このため、電極取出部分でのろう付け箇所が酸化
し、導通不良が生じてしまう。また、熱伝導率が良いた
め、セラミックヒータの支持部分から熱が逃げてしまう
ため、消費電力が大きくなる問題点を備えていた。A ceramic heater using an aluminum nitride ceramic has a good thermal conductivity. Therefore, if the temperature of the heat generating portion is set to 1300 ° C. or more, the temperature of the supporting portion of the ceramic heater becomes about 800 ° C. in a short time. Will rise. For this reason, the brazing portion at the electrode extraction portion is oxidized, and a conduction failure occurs. In addition, since the heat conductivity is good, the heat escapes from the support portion of the ceramic heater, so that power consumption is increased.
【０００６】[0006]
【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、発熱部の発熱速度が速く、高温時
の耐酸化性に優れ、支持部の温度を低くして電極取出部
の取出部を保護し、消費電力を低く抑えることのできる
セラミックヒータの提供にある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to increase the heat generation rate of a heat generating portion, to provide excellent oxidation resistance at high temperatures, and to lower the temperature of a support portion to form an electrode. An object of the present invention is to provide a ceramic heater that protects an extraction unit of an extraction unit and can reduce power consumption.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明のセラミックヒー
タは、次の技術的手段を採用した。The ceramic heater according to the present invention employs the following technical means.
【０００８】セラミックヒータは、非酸化物セラミック
中に、窒化物を用いた発熱体を埋設してなる。そして、
前記発熱体と接触する前記非酸化物セラミックは、窒化
アルミニウム質セラミックで形成され、前記発熱体を埋
設する発熱部を支持する支持部の前記非酸化物セラミッ
クは、窒化珪素質セラミックで形成される。[0008] The ceramic heater is formed by burying a heating element using a nitride in a non-oxide ceramic. And
The non-oxide ceramic in contact with the heating element is formed of an aluminum nitride ceramic, and the non-oxide ceramic of a supporting portion that supports a heating section in which the heating element is embedded is formed of a silicon nitride ceramic. .
【０００９】また、上記の発明は、次の実施態様を採用
しうる。前記窒化アルミニウム質セラミックと前記窒化
珪素質セラミックとの間は、両者の混合物が傾斜機能を
有して介在されて接合される。The above-mentioned invention can adopt the following embodiments. The mixture of the aluminum nitride-based ceramic and the silicon nitride-based ceramic is interposed and joined with a tilt function.
【００１０】[0010]
【作用および発明の効果】本発明は、次の作用および発
明の効果を奏する。The present invention has the following functions and effects of the invention.
【００１１】発熱体が埋設された発熱部分は、熱伝導率
の高い窒化アルミニウム質セラミックで形成されるた
め、発熱体が通電されてから発熱部分の表面が高温に達
するまでの時間が、窒化珪素質セラミックを用いた従来
技術に比較して短くなる。Since the heat-generating portion in which the heat-generating element is buried is made of aluminum nitride ceramic having high thermal conductivity, the time from when the heat-generating element is energized to when the surface of the heat-generating portion reaches a high temperature is silicon nitride. Compared to the prior art using high quality ceramics.
【００１２】発熱体が埋設された発熱部は、高熱時にお
ける耐酸化性に優れる窒化アルミニウム質セラミックで
形成されるため、窒化珪素質セラミックを用いた従来技
術に比較して高温に晒されても内部への酸化が阻止され
る。この結果、セラミック内に埋設された発熱体の酸化
が抑えられ、発熱体の破損を防ぐことができる。Since the heat-generating portion in which the heat-generating element is buried is made of aluminum nitride ceramic having excellent oxidation resistance at high heat, it is exposed to a higher temperature than the conventional technology using silicon nitride ceramic. Internal oxidation is prevented. As a result, oxidation of the heating element embedded in the ceramic is suppressed, and damage to the heating element can be prevented.
【００１３】発熱体にＴｉＮやＴａＮ等の窒化物発熱体
を使用しても、発熱体を埋設する窒化アルミニウム質セ
ラミックは、電位差によって電気分解しないため、非酸
化物セラミックの強度低下がない。また電気分解によっ
て非酸化物セラミックに気孔などができないため、発熱
体の劣化が抑えられ、長期に亘って発熱体の導通不良の
発生を抑えることができる。Even if a nitride heating element such as TiN or TaN is used as the heating element, the strength of the non-oxide ceramic does not decrease because the aluminum nitride ceramic in which the heating element is embedded is not electrolyzed by a potential difference. In addition, since pores and the like cannot be formed in the non-oxide ceramic by electrolysis, deterioration of the heating element can be suppressed, and occurrence of conduction failure of the heating element can be suppressed for a long time.
【００１４】発熱部を支持する支持部は、熱伝導率の低
い窒化珪素質セラミックで形成されるため、発熱部が高
温になっても支持部の電極取出部が低い温度に抑えられ
る。このため、支持部のろう付け等の破損が防がれる。
また、発熱体の発生した熱が支持部から逃げないため、
支持部までを窒化アルミニウム質セラミックで形成した
従来技術に比較して、発熱体の消費電力を低く抑えるこ
とができる。Since the supporting portion for supporting the heat generating portion is formed of a silicon nitride ceramic having a low thermal conductivity, even if the temperature of the heat generating portion becomes high, the temperature of the electrode extraction portion of the support portion can be kept low. Therefore, damage such as brazing of the support portion is prevented.
Also, since the heat generated by the heating element does not escape from the support,
The power consumption of the heating element can be reduced as compared with the related art in which the support portion is formed of aluminum nitride ceramic.
【００１５】なお、窒化アルミニウム質セラミックと窒
化珪素質セラミックとの間を、傾斜機能を持たせた両者
の混合物を介在されて接合することにより、熱膨張率の
異なる２種のセラミックを強固に接合することができ
る。The two types of ceramics having different coefficients of thermal expansion are firmly joined to each other by interposing a mixture between the aluminum nitride-based ceramic and the silicon nitride-based ceramic with a mixture having a gradient function. can do.
【００１６】[0016]
【実施例】次に、本発明のセラミックヒータを、図に示
す一実施例に基づき説明する。Next, a ceramic heater according to the present invention will be described with reference to an embodiment shown in the drawings.
【００１７】〔実施例の構成〕図１ないし図７は第１実
施例を示すもので、図１はセラミックヒータの生の状態
での分解斜視図、図２はセラミックヒータの斜視図を示
す。セラミックヒータ１は、非酸化物セラミック２中
に、通電によって発熱するＴｉＮ（窒化物）を用いた発
熱体３を埋設したものである。FIGS. 1 to 7 show a first embodiment. FIG. 1 is an exploded perspective view of a ceramic heater in a raw state, and FIG. 2 is a perspective view of the ceramic heater. The ceramic heater 1 includes a non-oxide ceramic 2 in which a heating element 3 made of TiN (nitride) that generates heat when energized is embedded.
【００１８】セラミックヒータ１は、２枚の未焼結セラ
ミック板４の一方にペースト状の発熱体３を印刷し、そ
して２枚の未焼結セラミック板４によって発熱体３を挟
み、挟んだ状態で加圧、焼結したものである。そして、
発熱体３を埋設した発熱部５が窒化アルミニウム質セラ
ミック６で、電極取出し側の支持部７が窒化珪素質セラ
ミック８である。この窒化アルミニウム質セラミック６
と窒化珪素質セラミック８とは、傾斜機能を有した両者
の混合物９を介して接合されている。The ceramic heater 1 has a paste-like heating element 3 printed on one of two unsintered ceramic plates 4, and the heating element 3 is sandwiched between the two unsintered ceramic plates 4. Pressed and sintered. And
The heating part 5 in which the heating element 3 is embedded is an aluminum nitride ceramic 6, and the supporting part 7 on the electrode extraction side is a silicon nitride ceramic 8. This aluminum nitride ceramic 6
And the silicon nitride ceramic 8 are joined via a mixture 9 of both having a tilt function.
【００１９】セラミックヒータ１の製造方法を簡単に説
明する。 ａ）本実施例の窒化アルミニウム質セラミック６は、粒
界成分が２vol ％以下で、熱伝導率が１２０Ｗ／ｍＫ以
上のもので、この窒化アルミニウム質セラミック６を形
成するために、平均粒径１．０μｍのＡｌＮ粉末１００
ｗｔ％に対して、平均粒径１．０μｍのＹ2 ０ 3粉末を
２ｗｔ％加え、さらにバインダーとしてワックス３ｗｔ
％を加え、エチルアルコール中で４時間混合し、この泥
体を噴霧乾燥により造粒し、平均粒径６０μｍの流動性
の良い第１造粒粉末を作る。 ｂ）窒化珪素質セラミック８を形成するために、平均粒
径１．０μｍのＳｉ3 Ｎ4 粉末１００ｗｔ％に対して、
平均粒径１．０μｍのＹ2 ０ 3粉末３ｗｔ％と平均粒径
１．０μｍのＡｌ2 ０ 3粉末３ｗｔ％を加え、さらにバ
インダーとしてワックス３ｗｔ％を加え、エチルアルコ
ール中で４時間混合し、この泥体を噴霧乾燥により造粒
し、平均粒径６０μｍの流動性の良い第２造粒粉末を作
る。 ｃ）上記の第１造粒粉末と第２造粒粉末を用いて、３種
の混合物９（Ｓｉ3Ｎ 4 ／ＡｌＮ＝２５／７５、５０／
５０、７５／２５）を作り、それぞれをＶ型ミキサーで
混合し、Ｓｉ3 Ｎ4 ／ＡｌＮ＝２５／７５の第３造粒粉
末と、Ｓｉ3 Ｎ 4 ／ＡｌＮ＝５０／５０の第４造粒粉末
と、Ｓｉ3 Ｎ4 ／ＡｌＮ＝７５／２５の第５造粒粉末と
を作る。 ｄ）上記によって作られた第１〜第５造粒粉末を、それ
ぞれ図３に示すような形状に形成し、第１造粒粉末体１
０、第３造粒粉末体１１、第４造粒粉末体１２、第５造
粒粉末体１３、第２造粒粉末体１４の順で配置してプレ
ス成形によって一体化し、図４に示すような未焼結セラ
ミック板４を作成する。 ｅ）本実施例の発熱体３は、図５に示すような形状のス
クリーンを形成し、別に、ＴｉＮ粉末（純度９９．５
％、平均粒度１．３μｍ）６０ｗｔ％と、窒化アルミニ
ウム粉末（純度９９．９％、平均粒度１．０μｍ）４０
ｗｔ％とを、アセトンを媒体として混合し、バインダー
としてブチルカルビドールで８００ポイズに粘調したペ
ーストを作成する。そして、このペーストを、図４に示
した未焼結セラミック板４の一方の面に印刷する（図６
参照）。なお、ＴｉＮは、ＡｌＮ等を混ぜることによっ
て抵抗値の調節が容易である。さらに、この抵抗値調節
によって母材との熱膨張率マッチングを図ることができ
る。 ｆ）リード電極１５は、図７に示すような形状のスクリ
ーンを形成する。そして、ＷＣ粉末（純度９９％、平均
粒度１μｍ）８０ｗｔ％と、窒化珪素粉末（純度９９％
以上、平均粒度１．０μｍ）２０ｗｔ％とを、アセトン
を媒体として混合し、バインダーとしてブチルカルビド
ールで８００ポイズに粘調したペーストを作成する。そ
して、このペーストを、図６に示した発熱体３の印刷の
電極取出側に重ねて印刷する（図１参照）。その後、他
方の未焼結セラミック板４を重ね、上記ｄ）のプレス成
形圧より高い圧力でプレスし、一体化する。 ｇ）一体化した成形体を、６００℃で１時間、Ｎ2 ガス
中で樹脂抜きし、この成形体の表面に剥型剤であるＢＮ
を均一に塗布する。 ｈ）ＢＮが塗布された成形体を、ホットプレスカーボン
型にセットし、ホットプレス条件が、圧力２５０ｋｇ／
ｃｍ2 、１８００℃で１時間保持し、焼成体を得る。 ｉ）この焼結体をバレル研磨機で外周を研磨し、リード
電極１５が露出する。そして、露出したリード電極１５
に無電解Ｎｉメッキを施し、図２に示すように、リード
電極１５に外部リード１６をＢＡｇ−８によりろう付け
を行う。The method of manufacturing the ceramic heater 1 will be briefly described.
I will tell. a) The aluminum nitride ceramics 6 of the present embodiment
Field component is less than 2vol% and thermal conductivity is less than 120W / mK
In the above, this aluminum nitride ceramic 6 is formed
In order to form AlN powder 100 having an average particle size of 1.0 μm,
wt%, Y having an average particle size of 1.0 μmTwo0ThreePowder
2wt%, and 3wt% of wax as a binder
% And mix in ethyl alcohol for 4 hours.
The body is granulated by spray drying and has an average particle size of 60 μm
Make the first granulated powder with good quality. b) In order to form the silicon nitride ceramic 8,
1.0 μm diameter SiThreeNFourFor 100 wt% of powder,
Y having an average particle size of 1.0 μmTwo0ThreePowder 3wt% and average particle size
1.0 μm AlTwo0ThreeAdd 3 wt% of powder and add
Add 3 wt% of wax as an ind
For 4 hours, and granulate the slurry by spray drying
Then, a second fluidized powder having an average particle diameter of 60 μm and having good fluidity is produced.
You. c) Using the above-mentioned first granulated powder and second granulated powder, three types
Mixture 9 (SiThreeN Four/ AlN = 25/75, 50 /
50, 75/25) and make each with a V-type mixer
Mix and SiThreeNFour/ AlN = 25/75 third granulated powder
End and SiThreeN Four/ AlN = 50/50 fourth granulated powder
And SiThreeNFour/ AlN = 75/25 fifth granulated powder and
make. d) the first to fifth granulated powders prepared as described above,
Each of the first granulated powder bodies 1 was formed into a shape as shown in FIG.
0, third granulated powder body 11, fourth granulated powder body 12, fifth granulated powder
The granulated powder 13 and the second granulated powder 14 are arranged in this order,
Unsintered ceramic as shown in Fig. 4
The mix plate 4 is created. e) The heating element 3 of this embodiment has a shape having a shape as shown in FIG.
Form a clean, separate TiN powder (purity 99.5)
%, Average particle size 1.3 μm) 60 wt% and aluminum nitride
Powder (purity 99.9%, average particle size 1.0 μm) 40
wt%, and acetone as a medium.
With butyl carbidol to 800 poise
Create a nest. Then, this paste is shown in FIG.
Printing is performed on one side of the sintered green ceramic plate 4 (see FIG. 6).
reference). Note that TiN is mixed with AlN or the like.
And the resistance value is easily adjusted. In addition, this resistance adjustment
Thermal expansion coefficient matching with the base material
You. f) The lead electrode 15 is a screw having a shape as shown in FIG.
To form And WC powder (purity 99%, average
80 wt% of silicon nitride powder (purity 99%)
As described above, an average particle size of 1.0 μm) and 20 wt%
With butyl carbide as the binder
To create a paste with a viscosity of 800 poise. So
Then, this paste is used for printing of the heating element 3 shown in FIG.
Printing is performed on the electrode extraction side (see FIG. 1). Then others
The two unsintered ceramic plates 4 are stacked and pressed in the above d).
Press at a pressure higher than the form pressure to integrate. g) The integrated molded body was heated at 600 ° C. for 1 hour with NTwogas
BN which is a release agent on the surface of this molded body
Is applied uniformly. h) The molded body coated with BN is hot-pressed carbon
Set in a mold and hot press conditions are 250kg /
cmTwo1 hour at 1800 ° C. to obtain a fired body. i) The outer periphery of this sintered body is polished by a barrel grinder,
The electrode 15 is exposed. Then, the exposed lead electrode 15
Is subjected to electroless Ni plating, and as shown in FIG.
External lead 16 is brazed to electrode 15 by BAg-8.
I do.
【００２０】以上によって、外部リード１６が接続され
たセラミックヒータ１が形成される。なお、本実施例の
セラミックヒータ１は、電極間抵抗値が１２５Ωであっ
た。As described above, the ceramic heater 1 to which the external leads 16 are connected is formed. The ceramic heater 1 of this example had a resistance between electrodes of 125Ω.
【００２１】〔実施例の作用と効果〕本実施例のセラミ
ックヒータ１は、発熱部５の窒化アルミニウム質セラミ
ック６は、熱伝導率が高い（１７０Ｗ／ｍＫ）ため、発
熱部５の温度上昇性に優れる。具体的に、本実施例のセ
ラミックヒータ１は、各リード電極１５に１００ボルト
を印加した際の発熱部５の昇温速度は印加後５秒後で８
００℃に達し、４０秒後で１３００℃に達した。[Operation and Effect of Embodiment] In the ceramic heater 1 of this embodiment, since the aluminum nitride ceramic 6 of the heat generating portion 5 has a high thermal conductivity (170 W / mK), the temperature rise of the heat generating portion 5 can be improved. Excellent. Specifically, in the ceramic heater 1 of the present embodiment, when 100 volts is applied to each lead electrode 15, the heating rate of the heating section 5 is 8 seconds after 5 seconds from the application.
It reached 00 ° C and reached 1300 ° C after 40 seconds.
【００２２】また、発熱部５の温度が１３００℃の時の
支持部７の温度は５００℃であった。この結果、支持部
７を強制冷却しなくても、リード電極１５と外部リード
１６との接続部分のろう付けの軟化や酸化を防ぎ、リー
ド電極１５と外部リード１６との接続部分における通電
不良の発生を防ぐことができる。When the temperature of the heating section 5 was 1300 ° C., the temperature of the supporting section 7 was 500 ° C. As a result, even if the support portion 7 is not forcibly cooled, the brazing at the connection portion between the lead electrode 15 and the external lead 16 is prevented from being softened or oxidized, and the conduction failure at the connection portion between the lead electrode 15 and the external lead 16 is prevented. Occurrence can be prevented.
【００２３】また、支持部７が熱伝導率の低い窒化珪素
質セラミック８（１７Ｗ／ｍＫ）であり、支持部７から
熱が逃げるのを防げるため、消費電力が従来に比較して
抑えることができる。Further, since the supporting portion 7 is made of silicon nitride ceramic 8 (17 W / mK) having a low thermal conductivity and heat can be prevented from escaping from the supporting portion 7, the power consumption can be suppressed as compared with the conventional case. it can.
【００２４】ＴｉＮを用いた発熱体３を埋設する窒化ア
ルミニウム質セラミック６は、窒化珪素質セラミックと
異なり、電気分解によってセラミックに気泡等が生じな
い。このため、窒化アルミニウム質セラミック６の強度
を長期に亘って維持することができる。また、発熱体３
を埋設するセラミックに気孔等が生じないため、発熱体
３の劣化を防ぎ、発熱体３の導通不良の発生を防ぐこと
ができる。Unlike the silicon nitride ceramic, the aluminum nitride ceramic 6 in which the heating element 3 using TiN is buried does not generate bubbles or the like in the ceramic due to electrolysis. For this reason, the strength of the aluminum nitride ceramic 6 can be maintained for a long time. Heating element 3
Since no pores or the like are generated in the ceramic in which the heat generating element 3 is embedded, deterioration of the heat generating element 3 can be prevented, and occurrence of poor conduction of the heat generating element 3 can be prevented.
【００２５】発熱体３を埋設する窒化アルミニウム質セ
ラミック６は耐酸化性に優れるため、高温に晒されても
内部への酸化が阻止される。この結果、セラミック内に
埋設された発熱体３の酸化が抑えられ、発熱体３の破損
を防ぐことができる。また、エロージョンにより細くな
ることが防がれる。The aluminum nitride ceramic 6 in which the heating element 3 is buried has excellent oxidation resistance, so that even if it is exposed to a high temperature, oxidation inside is prevented. As a result, oxidation of the heating element 3 embedded in the ceramic is suppressed, and damage to the heating element 3 can be prevented. In addition, the erosion prevents the film from becoming thinner.
【００２６】窒化アルミニウム質セラミック６と窒化珪
素質セラミック８との間を、傾斜機能を持たせた両者の
混合物９を介在されて接合したため、熱膨張率の異なる
２種のセラミックを強固に接合することができる。Since the aluminum nitride ceramic 6 and the silicon nitride ceramic 8 are joined with a mixture 9 having a gradient function therebetween, two types of ceramics having different coefficients of thermal expansion are firmly joined. be able to.
【００２７】〔第２実施例〕図８および図９は第２実施
例を示すもので、図８は未焼結セラミックヒータの分解
斜視図、図９はセラミックヒータに埋設される発熱体の
印刷パターンである。Second Embodiment FIGS. 8 and 9 show a second embodiment. FIG. 8 is an exploded perspective view of an unsintered ceramic heater, and FIG. 9 is a printing of a heating element embedded in the ceramic heater. It is a pattern.
【００２８】本実施例のセラミックヒータ１は、発熱体
３がＴａＮの薄い層を細く蛇行させたもので、ＴａＮは
ＴｉＮに比較して約５倍の抵抗値を示す。なお、本実施
例は、リード電極１５部分を太く設けることによって抵
抗値を減らし、ＴａＮ層のみでリード電極１５を形成し
たものである。In the ceramic heater 1 of this embodiment, the heating element 3 is formed by thinly meandering a thin layer of TaN, and TaN has a resistance value approximately five times that of TiN. In the present embodiment, the resistance value is reduced by providing the lead electrode 15 part thick, and the lead electrode 15 is formed only by the TaN layer.
【００２９】本実施例のセラミックヒータ１の製造方法
を簡単に説明する。本実施例のセラミックヒータ１は、
第１実施例の製造方法で示したｅ）、ｆ）の工程を、次
のｊ）の工程に置き換えたものである。A method of manufacturing the ceramic heater 1 according to this embodiment will be briefly described. The ceramic heater 1 of the present embodiment includes:
Steps e) and f) shown in the manufacturing method of the first embodiment are replaced with steps j) below.
【００３０】ｊ）本実施例の発熱体３は、図９に示すよ
うな形状のスクリーンを形成し、別に、ＴａＮ粉末（純
度９９．５％、平均粒度１．０μｍ）８０ｗｔ％と、窒
化アルミニウム粉末（純度９９．９％、平均粒度１．０
μｍ）２０ｗｔ％とを、アセトンを媒体として混合し、
バインダーとしてブチルカルビドールで８００ポイズに
粘調したペーストを作成する。そして、このペースト
を、未焼結セラミック板４の一方の面に印刷する（図８
参照）。J) The heating element 3 of the present embodiment forms a screen having a shape as shown in FIG. 9 and separately comprises 80 wt% of TaN powder (purity 99.5%, average particle size 1.0 μm), aluminum nitride Powder (purity 99.9%, average particle size 1.0
μm) 20 wt% with acetone as a medium,
A paste having a viscosity of 800 poise is made with butyl carbidol as a binder. Then, this paste is printed on one surface of the green ceramic plate 4 (FIG. 8).
reference).
【００３１】続いて、ペーストの印刷された未焼結セラ
ミック板４に、未焼結セラミック板４を重ね、高い圧力
｛第１実施例のｄ）のプレス成形圧より高い圧力｝を加
えて一体化する。Subsequently, the unsintered ceramic plate 4 is superimposed on the unsintered ceramic plate 4 on which the paste is printed, and a high pressure {a pressure higher than the press-forming pressure of d) of the first embodiment} is applied to integrate the unsintered ceramic plate 4. Become
【００３２】その後、第１実施例のｆ）の工程へ進み、
セラミックヒータ１が形成される。Thereafter, the process proceeds to step f) of the first embodiment,
The ceramic heater 1 is formed.
【００３３】〔変形例〕セラミックヒータの表面に、Ｓ
ｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、サイアロンなどの耐食性の材料をコ
ーティングして、耐久性の向上を図っても良い。[Modification] On the surface of the ceramic heater, S
Corrosion-resistant materials such as iC, Si 3 N 4 and Sialon may be coated to improve durability.
【００３４】１００Ｖが通電される例えばファンヒータ
の石油霧化用ヒータ、着火用ヒータ等に使用されるセラ
ミックヒータに本発明を適応した例を示したが、グロー
プラグや、キャブレター加熱用のセラミックヒータに本
発明を適応しても良い。An example in which the present invention is applied to a ceramic heater used for an oil atomization heater, an ignition heater, and the like, for example, a fan heater to which 100 V is supplied, has been described. The present invention may be applied to
【００３５】本実施例では、発熱体を印刷によって設け
たが、発熱体をシート状に設けてセラミック内に埋設し
ても良い。In this embodiment, the heating element is provided by printing. However, the heating element may be provided in a sheet shape and embedded in ceramic.
【００３６】図中に示す材質や数値、形状、製造方法
は、一例を示したものであって、本発明は実施例の材質
や数値、形状、製造方法に限定されるものではない。The materials, numerical values, shapes, and manufacturing methods shown in the drawings are merely examples, and the present invention is not limited to the materials, numerical values, shapes, and manufacturing methods of the embodiments.
【図１】第１実施例のセラミックヒータの生の状態での
分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of a ceramic heater of a first embodiment in a raw state.
【図２】第１実施例のセラミックヒータの斜視図であ
る。FIG. 2 is a perspective view of the ceramic heater of the first embodiment.
【図３】第１実施例の未焼結セラミック板の分解斜視図
である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the unsintered ceramic plate of the first embodiment.
【図４】第１実施例の未焼結セラミック板の斜視図であ
る。FIG. 4 is a perspective view of a green ceramic plate of the first embodiment.
【図５】発熱体の印刷パターンである。FIG. 5 is a printing pattern of a heating element.
【図６】発熱体の印刷された未焼結セラミック板の斜視
図である。FIG. 6 is a perspective view of a green ceramic plate on which a heating element is printed.
【図７】リード電極の印刷パターンである。FIG. 7 is a printed pattern of a lead electrode.
【図８】第２実施例のセラミックヒータの分解斜視図で
ある。FIG. 8 is an exploded perspective view of a ceramic heater according to a second embodiment.
【図９】発熱体の印刷パターンである。FIG. 9 is a printing pattern of a heating element.
１ セラミックヒータ ２ 非酸化物セラミック ３ 発熱体 ５ 発熱部 ６ 窒化アルミニウム質セラミック ７ 支持部 ８ 窒化珪素質セラミック ９ 混合物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceramic heater 2 Non-oxide ceramic 3 Heating element 5 Heating part 6 Aluminum nitride ceramic 7 Support part 8 Silicon nitride ceramic 9 Mixture
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−183708（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−60126（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−196484（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−62718（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−174172（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 3/14 F23Q 7/00 H05B 3/18 H05B 3/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-183708 (JP, A) JP-A-59-60126 (JP, A) JP-A-3-196484 (JP, A) JP-A 61-1986 62718 (JP, A) JP-A-61-174172 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H05B 3/14 F23Q 7/00 H05B 3/18 H05B 3/20
Claims (2)
た発熱体を埋設したセラミックヒータにおいて、前記発
熱体と接触する前記非酸化物セラミックは、窒化アルミ
ニウム質セラミックで形成され、前記発熱体を埋設する
発熱部を支持する支持部の前記非酸化物セラミックは、
窒化珪素質セラミックで形成されたことを特徴とするセ
ラミックヒータ。1. A ceramic heater in which a heating element using a nitride is embedded in a non-oxide ceramic, wherein the non-oxide ceramic contacting the heating element is formed of an aluminum nitride ceramic, The non-oxide ceramic of the supporting portion that supports the heating portion in which is embedded,
A ceramic heater characterized by being formed of a silicon nitride ceramic.
記窒化珪素質セラミックとの間は、両者の混合物が傾斜
機能を有して介在されて接合された、請求項１のセラミ
ックヒータ。2. The ceramic heater according to claim 1, wherein a mixture of the aluminum nitride-based ceramic and the silicon nitride-based ceramic is interposed and joined with a tilt function.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4833991A JP2999002B2 (en) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | Ceramic heater |
| US07/832,315 US5264681A (en) | 1991-02-14 | 1992-02-07 | Ceramic heater |
| DE4204288A DE4204288C2 (en) | 1991-02-14 | 1992-02-13 | Electric heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4833991A JP2999002B2 (en) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | Ceramic heater |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04284387A JPH04284387A (en) | 1992-10-08 |
| JP2999002B2 true JP2999002B2 (en) | 2000-01-17 |
Family
ID=12800647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4833991A Expired - Fee Related JP2999002B2 (en) | 1991-02-14 | 1991-03-13 | Ceramic heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2999002B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5087416B2 (en) * | 2008-01-24 | 2012-12-05 | 日本碍子株式会社 | Ceramic heater and manufacturing method thereof |
-
1991
- 1991-03-13 JP JP4833991A patent/JP2999002B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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| JPH04284387A (en) | 1992-10-08 |
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