JPH0329287A - Zirconia heating structure - Google Patents

Zirconia heating structure

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JPH0329287A
JPH0329287A JP16316089A JP16316089A JPH0329287A JP H0329287 A JPH0329287 A JP H0329287A JP 16316089 A JP16316089 A JP 16316089A JP 16316089 A JP16316089 A JP 16316089A JP H0329287 A JPH0329287 A JP H0329287A
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zirconia
weight
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lead member
sheet
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Hajime Asami
浅見 肇
Tsunenobu Saeki
恒信 佐伯
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Shinagawa Refractories Co Ltd
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  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

PURPOSE:To use a lead member which has electric conductivity at the ordinary temperature by winding a fireproofing sheet made up of flexible specific material around an end portion and touchingly junctioning a lead member to the surface of the sheet. CONSTITUTION:A fireproofing sheet 5 which is flexible at an ordinary temperature and formed by addingly mixing flexible binder at 20-50 parts by weight to aggregates at 100 parts by weight made up of zirconia fiber at 5-80 parts by weight and zirconia powder at 20-95 parts by weight to which zirconia stabilizer is added is wound around the end portion of a zirconia heating element 1. When a lead member for current flow is touchingly junctioned to the surface of a sheet 5, the member 6 is never overheated, free from occurrence of a crack, etc., and damage caused by an arc due to a local current flow so that a conventional lead member through which a current flows at an ordinary temperature can be used.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は酸化雰囲気で高温まで使用可能な通電により発
熱するジルコニア質発熱構造体に関し、更に詳しくはジ
ルコニア質発熱体とこれに通電するための常温付近でも
電気抵抗の充分に小さい通電用リード部材とを良好に接
合させたジルコニア質発熱構造体に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a zirconia heating structure that can be used up to high temperatures in an oxidizing atmosphere and generates heat when energized. The present invention relates to a zirconia heat generating structure that is well bonded to a current-carrying lead member that has sufficiently low electrical resistance even near room temperature.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ジルコニア質発熱体は酸化雰囲気で高温まで使用できる
発熱体として知られており、例えば酸化ジルコニウム(
 Z r 0 2 )に少量の他の酸化物を添加し、高
温で焼結することにより得ることができるジルコニア質
発熱体は酸化ジルコニウムの融点が2690℃であるた
めに、およそ2000℃までの高温を得ることができる
Zirconia heating elements are known as heating elements that can be used up to high temperatures in oxidizing atmospheres, such as zirconium oxide (
Zirconia heating elements, which can be obtained by adding small amounts of other oxides to Zr 0 2 ) and sintering at high temperatures, can be heated to high temperatures up to approximately 2000°C because the melting point of zirconium oxide is 2690°C. can be obtained.

しかし、従来のジルコニア質発熱体は局部的に電流が流
れることによる破損が多く、また、熱伝導度が低く且つ
膨張係数が大きいことから熱衝撃に弱く、その衝撃によ
り損傷する恐れがあった。
However, conventional zirconia heating elements are often damaged by localized current flow, and because of their low thermal conductivity and large expansion coefficient, they are susceptible to thermal shock, and there is a risk of damage due to the impact.

このような欠点を解消するために本出願人は先にジルコ
ニアファイバーを含む、通電により発熱するジルコニア
質耐火発熱体を出願している(特願昭63−26329
号)。
In order to eliminate these drawbacks, the applicant has previously applied for a zirconia fire-resistant heating element that contains zirconia fibers and generates heat when energized (Japanese Patent Application No. 63-26329).
issue).

従来、これらのジルコニア質発熱体から該発熱体本体と
通電用リード部材とからなるジルコニア質発熱構造体を
形成するには、該発熱体本体に細孔を空け、これに通電
用リード部材として白金線を通してからめて固定したり
、白金ペーストを塗布し、なるべく広い拡散面積で通電
用リード部材と接合させる方法が採られていた。
Conventionally, in order to form a zirconia heating structure consisting of a heating element main body and an energizing lead member from these zirconia heating elements, a pore is made in the heating element main body, and a platinum metal is injected into the zirconia heating element as an energizing lead member. The methods used were to thread wires through, entangle and fix them, or to apply platinum paste and to connect them to current-carrying lead members over as wide a diffusion area as possible.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、これらの方法は前者では使用中のゆるみの問題
、また、後者では炉の設計上形態的な制約が大きい。更
に、通電用リード部材と発熱体本体との接触部分に局部
的に電流が流れるいわゆるアーク発生現象に起因する破
損を生ずることがある。
However, with these methods, the former has the problem of loosening during use, and the latter has major restrictions on the design of the furnace. Furthermore, damage may occur due to so-called arcing phenomenon in which current locally flows through the contact portion between the current-carrying lead member and the heating element body.

また、キャスタプルで発熱体本体と通電用リード部材を
固着する方法も考えられるが、従来のキャスタブルで両
者を固着させても通電による熱膨張・収縮に追随するこ
とができす、クラックの発生に伴う接触抵抗の増大で通
電用リード部材が過熱損傷するために発熱体として使用
できない場合が多かった。
Another option is to use caster pulls to fix the heating element body and the energizing lead member, but even if you use conventional castables to fix both, it will still be able to follow the thermal expansion and contraction caused by energizing, which may cause cracks to occur. In many cases, the current-carrying lead member could not be used as a heat generating element because it would be damaged by overheating due to an increase in contact resistance.

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところはジルコニア質発熱体と、これに通電す
るための常温でも充分な通電性を有する通電用リード部
材とを前記アーク発生現象を解消し得るように良好に接
合した実用的なジルコニア質発熱構造体を提供するにあ
る。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide a zirconia heating element and a current-carrying lead member that has sufficient current-carrying property even at room temperature to conduct electricity to the zirconia heating element to prevent the above-mentioned arc generation phenomenon. An object of the present invention is to provide a practical zirconia heat generating structure that is well bonded to solve the problem.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

かくて、本発明は、ジルコニア質発熱体の端部に、ジル
コニアファイバー5〜80重量部、ジルコニア安定化剤
を添加したジルコニア粉末20〜95重量部から戊る骨
材100重量部に対して、可撓性バインダー20〜50
重量部を添加配合して形成された常温で可撓性を有する
耐火シートを巻付け、このシートの表面に通電用リード
部材を接触接合させてなるジルコニア質発熱構造体を提
供するものである。
Thus, the present invention provides for 100 parts by weight of aggregate obtained from 5 to 80 parts by weight of zirconia fibers and 20 to 95 parts by weight of zirconia powder to which a zirconia stabilizer has been added to the end of a zirconia heating element. Flexible binder 20-50
A zirconia heat generating structure is provided by wrapping a fireproof sheet which is flexible at room temperature and formed by adding and blending parts by weight, and contacting and bonding a conductive lead member to the surface of this sheet.

本発明は又、このリード部材の表面を更に耐火シートで
おおうことによりリード部材の熱保護を更に高めてなる
ジルコニア質発熱構造体を提供するものである。
The present invention also provides a zirconia heat generating structure in which the surface of the lead member is further covered with a fireproof sheet to further enhance the thermal protection of the lead member.

本発明を以下に詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below.

まず本発明のジルコニア質発熱構造体に使用するジルコ
ニア質発熱体についていえば、この発熱体はジルコニア
粉末及び添加剤、安定化剤、ジルコニアファイバーなど
を適宜混合した材料を熱間プレスしたり、冷間ブレスの
後、焼成した成形体や同様の材料をスリップキャスティ
ング戊形して焼成した成形体あるいはジルコニアファイ
バー単独あるいはジルコニアファイバーとジルコニア粉
末とを複合し、抄造法や鋳込み法や押出し成形によって
成形した成形体を焼威したものを使用することができる
。しかし、これらのジルコニア質発熱体の中で、より実
用的にはジルコニアファイバーが含まれていることが望
ましい。また、ジルコニアファイバーにはジルコニアの
安定化剤とじて作用するM g O SC a O −
 Y 2 0 3、Gd203などの酸化物を含有する
ものでありもよい。
First, regarding the zirconia heating element used in the zirconia heating structure of the present invention, this heating element is made by hot-pressing or cold-pressing a material containing an appropriate mixture of zirconia powder, additives, stabilizers, zirconia fibers, etc. After pressing, a fired molded body or a molded body made by slip-casting a similar material and fired, or a molded body made of zirconia fiber alone or a composite of zirconia fiber and zirconia powder, and molded by paper making, casting, or extrusion. It is possible to use a molded body that has been burnt. However, among these zirconia heating elements, it is more desirable for practical use to include zirconia fibers. In addition, the zirconia fiber contains M g O SC a O − which acts as a zirconia stabilizer.
It may also contain oxides such as Y203 and Gd203.

次に、本発明に使用される耐火シートは、ジルコニアフ
ァイバー5〜80重量部と、ジルコニア安定化剤を添加
したジルコニア粉末20〜95重量部とから戊る骨材1
00重量部に対して、可撓性バインダーを20〜50重
量部添加した配合を有するものである。
Next, the fireproof sheet used in the present invention is made of aggregate 1 made from 5 to 80 parts by weight of zirconia fibers and 20 to 95 parts by weight of zirconia powder to which a zirconia stabilizer has been added.
It has a formulation in which 20 to 50 parts by weight of a flexible binder is added to 00 parts by weight.

ジルコニアファイバーは、化学式Z r O 2で表さ
れる酸化ジルコニウムから実質的になるものであり、そ
の他、必要に応じて炭酸ジルコニウム、水酸化ジルコニ
ウムなどのジルコニウム化合物やそれらにY203、M
gO,CaOなどの安定化剤を添加したものであり、こ
れらの少なくとも1種からなる。この発明において使用
できるジルコニアファイバーとして、例えば、純ジルコ
ニアファイバー、ライム安定化ジルコニアファイバーマ
グネシア添加ジルコニアファイバー、イットリア安定化
ジルコニアファイバー、セリア安定化ジルコニアファイ
バー、ガドリア安定化ジルコニアファイバーおよびこれ
らの混合物などかあり、好ましくは、イットリア安定化
ジルコニアファイノ\−がある。
The zirconia fiber consists essentially of zirconium oxide represented by the chemical formula ZrO2, and may also contain zirconium compounds such as zirconium carbonate and zirconium hydroxide, or Y203, M
It contains a stabilizer such as gO and CaO, and consists of at least one of these. Zirconia fibers that can be used in the present invention include, for example, pure zirconia fibers, lime-stabilized zirconia fibers, magnesia-doped zirconia fibers, yttria-stabilized zirconia fibers, ceria-stabilized zirconia fibers, gadoria-stabilized zirconia fibers, and mixtures thereof. Preferred is yttria stabilized zirconia phino.

このジルコニアファイバーは、種々の方法により製造す
ることができ、例えば、ジコルニウム化合物の水溶波を
出発原料(紡糸液)としてこれをファイバー化して、フ
ァイバー前駆体(ブリカーサー)を形成し、ファイバー
前駆体を焼成して製造することができ、ジルコニア耐火
物の用途、形状などに応じて適宜選択することができる
This zirconia fiber can be manufactured by various methods. For example, by using an aqueous solution of a dicornium compound as a starting material (spinning solution) and turning it into a fiber to form a fiber precursor (bricursor), the fiber precursor is It can be manufactured by firing, and can be appropriately selected depending on the use, shape, etc. of the zirconia refractory.

この発明で用いられるジルコニアファイバーのファイバ
ー長およびファイバー径は各々、例えば、0、1〜50
開および0.  1〜20μmである。
The fiber length and fiber diameter of the zirconia fiber used in this invention are, for example, 0, 1 to 50, respectively.
Open and 0. It is 1 to 20 μm.

ジルコニアファイバーの添加配合量は、ジルコニア粉末
20〜95重量部に対して5〜80重量部であり、10
〜50重量部がより好ましい。このファイバーの配合量
が5重量部未満では補強効果が少なく、また80重量部
を超えると耐火シートに戊形することが困難となる。
The amount of zirconia fiber added is 5 to 80 parts by weight based on 20 to 95 parts by weight of zirconia powder, and 10 to 80 parts by weight.
-50 parts by weight is more preferred. If the amount of this fiber is less than 5 parts by weight, the reinforcing effect will be small, and if it exceeds 80 parts by weight, it will be difficult to form into a fireproof sheet.

ジルコニア粉末は、酸化ジルコニウムから実質的になる
ものであり、その他、目的に応して炭酸ジルコニウム、
水酸化ジルコニウムなどのジルコニウム化合物やそれら
にY 2 0 3、MgO,CaOなどの安定化剤を添
加したものであり、これらの少なくとも1種からなる。
Zirconia powder consists essentially of zirconium oxide, and may also contain zirconium carbonate or zirconium carbonate depending on the purpose.
It consists of a zirconium compound such as zirconium hydroxide or a stabilizer such as Y 2 0 3, MgO, CaO, etc., and is made of at least one of these.

この粉末は、例えば、噴霧乾燥による微細粉体の製造法
により得ることができる。このジルコニア粉体の粒度は
、この発明において特に制限されず、本発明にかかる発
熱体の形状や大きさに応じて適宜選択することができ、
例えばその粒径を0.1〜1000μm1好ましくは0
.5〜500μmに設定することができる。
This powder can be obtained, for example, by a method for producing fine powder by spray drying. The particle size of this zirconia powder is not particularly limited in the present invention, and can be appropriately selected depending on the shape and size of the heating element according to the present invention.
For example, the particle size is 0.1 to 1000 μm, preferably 0.
.. It can be set to 5 to 500 μm.

ジルコニア安定化剤は、ジルコニアに対する結晶安定化
剤または加熱によりその結晶安定化剤に変化する前駆体
である。すなわち、その結晶安定化剤は、ジルコニアの
結晶安定化作用を示す金属酸化物および/または加熱に
より金属酸化物を形成する金属塩である。その安定化剤
の例としては、マグネシウム、イットリウム、カルシウ
ム、ガドリニウム、セリウム、サマリウム、カドミウム
、ランタン、ネオジムなどの酸化物、炭酸塩、塩基性炭
酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、塩化物、硫酸塩な
どがあり、マグネシウム、カルシウム、イットリウムの
酸化物、塩化物、炭酸塩、塩基性炭酸塩の粉末が経済的
観点から好ましい。
The zirconia stabilizer is a crystal stabilizer for zirconia or a precursor that is converted into the crystal stabilizer by heating. That is, the crystal stabilizer is a metal oxide that exhibits a crystal stabilizing effect on zirconia and/or a metal salt that forms a metal oxide upon heating. Examples of such stabilizers include oxides, carbonates, basic carbonates, acetates, oxalates, nitrates, chlorides of magnesium, yttrium, calcium, gadolinium, cerium, samarium, cadmium, lanthanum, neodymium, etc. , sulfates, etc., and powders of oxides, chlorides, carbonates, and basic carbonates of magnesium, calcium, and yttrium are preferable from an economic standpoint.

金属酸化物および金属塩の安定化剤の粒度は、0.  
0 1 it m〜1 mm,好ましくは0.1μm〜
0.31III1である。この0,01μm未満では乾
燥時にマイグレーション現象が起こる恐れがあり、1 
+wを超えると安定化剤としての働きが低下し、強度が
劣化するからである。
The particle size of the metal oxide and metal salt stabilizers is 0.
0 1 it m~1 mm, preferably 0.1 μm~
It is 0.31III1. If it is less than 0.01 μm, migration phenomenon may occur during drying, and 1
This is because if it exceeds +w, the function as a stabilizer will decrease and the strength will deteriorate.

その結晶安定化剤の添加量は、ジルコニア100重量部
に対して酸化物換算で0.5〜70重皿部、好ましくは
1〜30重量部である。これは、0.5重量部未満であ
るとジルコニア成形体の結晶化、安定化作用が小で、強
度が発現せず、逆に70重量部を超えると、それ以上の
効果はあらわれず、蒸気圧の高いものは電気炉の雰囲気
をlri染することがあるのでジルコニア質耐火発熱体
の特性が損なわれる。
The amount of the crystal stabilizer added is 0.5 to 70 parts by weight, preferably 1 to 30 parts by weight, in terms of oxide, per 100 parts by weight of zirconia. If the amount is less than 0.5 parts by weight, the crystallization and stabilizing effect of the zirconia molded body will be small, and the strength will not be developed.On the other hand, if it exceeds 70 parts by weight, no further effect will be obtained, and the steam If the pressure is high, the atmosphere of the electric furnace may be contaminated with lri, which impairs the properties of the zirconia refractory heating element.

可撓性バインダーは、酢酸ビニル樹脂やアクリル酸エス
テル等の適宜な合成樹脂のエマルジョン、およびエチレ
ングリコール、グリセリン、ジブチルックレイン等の可
塑剤の1種以上からなるものである。
The flexible binder is composed of an emulsion of a suitable synthetic resin such as vinyl acetate resin or acrylic acid ester, and one or more types of plasticizers such as ethylene glycol, glycerin, and dibutylucrein.

可塑剤の添加量は、上記合成樹脂エマルジョン100重
量部に対して5〜25重量部が好ましい。
The amount of plasticizer added is preferably 5 to 25 parts by weight per 100 parts by weight of the synthetic resin emulsion.

この様な可撓性バインダーの配合量は、前記骨材100
重量部に対して、20〜50重量部が好ましい。この配
合量が20重量部未満では耐火シートの可撓性が充分で
なく、耐火シートを積層形成する際にき裂が生じやすい
。また50重量部を超えると、可撓性バインダーが加熱
消失した後に、耐火発熱体組織が脆弱化するという欠点
がある。
The blending amount of such a flexible binder is 100% of the aggregate
It is preferably 20 to 50 parts by weight. If this amount is less than 20 parts by weight, the fireproof sheet will not have sufficient flexibility, and cracks will easily occur when the fireproof sheet is laminated. Moreover, if it exceeds 50 parts by weight, there is a drawback that the structure of the refractory heating element becomes brittle after the flexible binder disappears by heating.

耐火シートには、必要に応じて補強バインダーを添加す
ることができる。この補強バインダーとしては焼成によ
りジルコニアまたはこの類似化合物となるゾルや水溶液
が好ましい。補強バインダーの例としては、酢酸ジルコ
ニル、酢酸ジルコニウム、酢酸イットリウム、塩化ジル
コニウム、塩化イットリウムなどの水溶性塩の水溶液、
ジルコニアゾルなどがあげられ、0〜30重量部程度の
配合範囲で使用される。
A reinforcing binder can be added to the fireproof sheet if necessary. The reinforcing binder is preferably a sol or an aqueous solution that becomes zirconia or a similar compound thereof upon firing. Examples of reinforcing binders include aqueous solutions of water-soluble salts such as zirconyl acetate, zirconium acetate, yttrium acetate, zirconium chloride, yttrium chloride;
Examples include zirconia sol, which is used in a blending range of about 0 to 30 parts by weight.

この補強バインダーの使用により、耐火シートが自硬性
になり、また強度か高くなるために、乾燥や焼成の際に
耐火シートの操作か良好となる。
By using this reinforcing binder, the fireproof sheet becomes self-hardening and has high strength, so that the fireproof sheet can be easily handled during drying and baking.

上述の様な配合の耐火シート用原料を、ロールで引き延
ばすか、押出成形によって押し出すなどしてシート状に
形成することにより、室温で可撓性を有する耐火シート
か得られる。この耐火シートの厚さは0.  1〜lm
m程度のものが好ましい。
A fireproof sheet having flexibility at room temperature can be obtained by forming a raw material for a fireproof sheet having the above-mentioned composition into a sheet by rolling it with a roll or extruding it by extrusion molding. The thickness of this fireproof sheet is 0. 1~lm
It is preferable to have a diameter of about m.

本発明において耐火シートを発熱体に固着するのは押さ
えつけて下層に固着させるか、後述する様なモルタル(
ジルコニア質硬化組成物)を塗布して固定してもよい。
In the present invention, the fireproof sheet is fixed to the heating element by pressing it down and fixing it to the lower layer, or by using mortar as described below.
It may also be fixed by applying a zirconia hardening composition.

ジルコニア質硬化組成物としては、水溶液が酸性を呈す
る水溶性ジルコニウム塩をバインダーとして使用し且つ
イットリアまたは非水溶性イットリウム化合物を硬化剤
として使用することにより常温で自硬性を呈するジルコ
ニア質硬化組成物か挙げられる。
The zirconia hardening composition is a zirconia hardening composition that exhibits self-hardening properties at room temperature by using a water-soluble zirconium salt whose aqueous solution is acidic as a binder and using yttria or a water-insoluble yttrium compound as a hardening agent. Can be mentioned.

このジルコニア質硬化組成物に使用する水溶液か酸性を
呈する水溶性ジルコニウム塩としては、酢酸ジルコニウ
ム、酢酸ジルコニル、酸塩化ジルコニウム、硝酸ジルコ
ニウム、硫酸ジルコニウム等が挙げられるが、常温硬化
によって得られる成形体を焼成する時にバインダー成分
の分解により有毒ガスが発生する点等を考慮すると酢酸
ジルコニウム又は酢酸ジルコニルを使用することが好ま
しい。
Examples of water-soluble zirconium salts whose aqueous solutions are acidic to be used in this zirconia-based hardening composition include zirconium acetate, zirconyl acetate, zirconium acid chloride, zirconium nitrate, and zirconium sulfate. Considering the fact that toxic gas is generated due to decomposition of the binder component during firing, it is preferable to use zirconium acetate or zirconyl acetate.

なお、水溶液の濃度は5%以上であることが必要であり
、濃度が5%未満の場合には硬化後の強度が不十分とな
り、硬化体の取り扱いが困難となる。
Note that the concentration of the aqueous solution must be 5% or more; if the concentration is less than 5%, the strength after curing will be insufficient and the cured product will be difficult to handle.

該ジルコニア質硬化組成物のもう1つの必須戊分はイッ
トリアまたは非水溶性イットリウム化合物である。イッ
トリアは90重量%以上の純度を有することが必要であ
る。なお、イットリアの粒度はIIIlm以下であるこ
とが望ましい。イットリアの純度が90重量%未満であ
ったり、粒度がlnuwを超える場合には、イットリア
か硬化剤としての作用効果を発現しにくくなるために好
ましくない。
Another essential component of the zirconia cured composition is yttria or a water-insoluble yttrium compound. Yttria needs to have a purity of 90% by weight or more. Note that the particle size of yttria is preferably IIIlm or less. If the purity of yttria is less than 90% by weight or if the particle size exceeds lnuw, it is not preferable because yttria becomes difficult to exert its effect as a hardening agent.

非水溶性イットリウム化合物としては炭酸イットリウム
や水酸化イットリウム等が挙げられる。
Examples of water-insoluble yttrium compounds include yttrium carbonate and yttrium hydroxide.

通常、これらの非水溶性イットリウム化合物は0.1m
n+以下の微粉形態で製造・販売されており特に、粒度
に関しては考慮する必要はないが、加熱により形成され
るイットリアの純度が90重量%以上であることが必要
である。
Usually, these water-insoluble yttrium compounds are 0.1 m
It is produced and sold in the form of a fine powder of n+ or less, so there is no need to particularly consider the particle size, but it is necessary that the purity of the yttria formed by heating is 90% by weight or more.

水溶性ジルコニウム塩に対するイットリアまたは非水溶
性イットリア化合物の添加割合は、水溶性ジルコニウム
塩より形戊される酸化ジルコニウムの重量lに対し、イ
ットリア(非水溶性イットリウム化合物を使用する場合
には、加熱により形成されるイットリアとして)0.5
〜5の範囲が好ましく、この範囲内で比率を調節するこ
とにより、硬化時間を10分〜10時間の範囲に調整す
ることができる。イットリアの添加量が0.5未満の場
合には硬化時間が長くなり過ぎるために、実用的ではな
く、また、添加量が5を超える場合には硬化時間か早く
なり過ぎて混練中に硬化することがあるため好ましくな
い。
The ratio of addition of yttria or a water-insoluble yttria compound to the water-soluble zirconium salt is to as yttria formed) 0.5
A range of 5 to 5 is preferable, and by adjusting the ratio within this range, the curing time can be adjusted to a range of 10 minutes to 10 hours. If the amount of yttria added is less than 0.5, the curing time will be too long, which is not practical, and if the amount added is more than 5, the curing time will be too fast, resulting in hardening during kneading. This is not desirable because it may occur.

上述の成分からなる組成物に、耐火原料粉末、有機物質
、繊維原料等を適宜添加混合して本発明に使用するジル
コニア質硬化組成物とすることができる。
The zirconia cured composition used in the present invention can be prepared by appropriately adding and mixing refractory raw material powder, organic substances, fiber raw materials, etc. to the composition consisting of the above-mentioned components.

この硬化組成物は、上述の如く発熱体の巻付け端部に塗
布する方法の他に、耐火シートの全面に塗布してからこ
れを発熱体に接着させても良い。
In addition to applying the cured composition to the wrapped end of the heating element as described above, it may also be applied to the entire surface of the fireproof sheet and then bonded to the heating element.

その後耐火シート表面に通電用リード部材を巻付け、又
は更にモルタルをリード部材表面に塗布、更に耐火シー
トをリード部材表面に巻き付けて接合体を得る。
Thereafter, a conductive lead member is wrapped around the surface of the fireproof sheet, or mortar is further applied to the surface of the lead member, and a fireproof sheet is further wound around the surface of the lead member to obtain a bonded body.

この様にして構戊された接合体を乾燥処理後に焼成する
ことにより、本発明によるジルコニア質耐火発熱体が得
られる。焼戊温度は例えば800℃以上で可能であるが
、1400℃以上が好ましく、より好適には1500〜
2400℃である。
A zirconia refractory heating element according to the present invention can be obtained by drying and then firing the joined body constructed in this manner. The firing temperature can be, for example, 800°C or higher, preferably 1400°C or higher, and more preferably 1500°C or higher.
The temperature is 2400°C.

この温度下限未満では焼結強度か弱い。また、焼成は乾
燥処理後の接合体を誘導加熱又は通電加熱することによ
って行うこともできる。
Below this lower temperature limit, the sintering strength is weak. Further, the firing can also be performed by induction heating or electrically heating the bonded body after the drying process.

次に、本発明の構造体を、第1図〜第4図によって更に
具体的に説明する。
Next, the structure of the present invention will be explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 4.

第1図において一定長さの丸棒型発熱体1の端部2は中
心部3より径が太くなっており、その間はスロープ部4
が形成されている。その端部2に本発明における耐火シ
一ト5が巻かれており、その周囲表面にリード線6か巻
付けられている。
In FIG. 1, an end portion 2 of a round rod-shaped heating element 1 having a constant length has a larger diameter than a central portion 3, and a slope portion 4 is formed between the end portion 2 and the central portion 3.
is formed. A fireproof sheet 5 according to the present invention is wrapped around the end portion 2, and a lead wire 6 is also wound around the surrounding surface.

第2図においてはリード線6を巻付けた上に更に耐火シ
一ト5が巻付けられている。
In FIG. 2, a fireproof sheet 5 is further wrapped around the lead wire 6.

第3図には端部まで均一径の丸捧型発熱体7に更に別体
の同種の長さの小なる発熱体8が端部周囲に設けられ、
その別体発熱体8の端部周囲に耐火シ一ト5が巻かれそ
の外側にリード線6が巻付けられている。この発熱体7
は中心に貫通孔9が設けられている。第4図は第12図
と同様スロープ部4を有しているが、又第3図と同じよ
うに中心に貫通孔10が設けられており、端部に耐火シ
一ト5が巻かれリード線6が巻付けられている。
In FIG. 3, a round heating element 7 with a uniform diameter up to the end is further provided with a separate small heating element 8 of the same length around the end.
A fireproof sheet 5 is wound around the end of the separate heating element 8, and a lead wire 6 is wound around the outside thereof. This heating element 7
A through hole 9 is provided in the center. Figure 4 has a slope part 4 similar to Figure 12, but also has a through hole 10 in the center as in Figure 3, and a fireproof sheet 5 is wrapped around the end to lead. A wire 6 is wound around it.

〔実施例〕〔Example〕

実施例1 イットリア安定化ジルコニアファイバー(品j白煉瓦社
製Y7Zファイハー)50重量部、イットリア安定化ジ
ルコニア粉末(Y203 7%、Z r 0 2  9
 2%)50重量部に、可婉性バインダーとしてポリ酢
酸ビニルエマルジョンと可塑剤(ジブチルフタレイン)
を33重量部添加配合して十分混練し、これを平板上に
移してローラーを用いて延ばし、0.5開の厚さのr=
J撓性耐火シトを作製した。
Example 1 50 parts by weight of yttria-stabilized zirconia fiber (Y7Z Fihar manufactured by Shirorenga Co., Ltd.), yttria-stabilized zirconia powder (Y203 7%, Z r 0 2 9
2%) 50 parts by weight of polyvinyl acetate emulsion as a flexible binder and a plasticizer (dibutylphthalein).
33 parts by weight were added and kneaded thoroughly, transferred onto a flat plate and rolled using a roller to give a thickness of 0.5 mm.
J flexible fireproof sheet was produced.

この耐火シートをあらかじめ1800℃で焼成した発熱
体に巻付け、押付け圧着させた後リート部材である白金
線を巻付けこの状態で100゜Cて10時間乾燥を行っ
た。その後1500℃で焼戊して発熱構逍体を得た。
This fireproof sheet was wrapped around a heating element previously fired at 1800°C and pressed and crimped, and then a platinum wire serving as a reed member was wrapped around it and dried in this state at 100°C for 10 hours. Thereafter, it was fired at 1500°C to obtain a heat generating structure.

次に、得られた発熱構造体を電気炉にセットし、二珪化
モリブデン捧材の一端を炉外へ導き、導線をクランブし
て1500℃まで予熱の後、通電し、発熱体として用い
た。この発熱体は通電により2000〜2300℃まで
の発熱が可能であり、リード部材との接合も良好であり
、通電時の接合破地か起こらない。
Next, the obtained heat generating structure was set in an electric furnace, one end of the molybdenum disilicide strip was led out of the furnace, the conducting wire was clamped, and after preheating to 1500°C, electricity was applied to use it as a heat generating element. This heating element can generate heat up to 2,000 to 2,300° C. when energized, and it is well bonded to the lead member, and does not break when energized.

実施例2 イットリア安定化ジルコニアファイバー20ffi量部
、イットリア安定化ジルコニア粉末65重量部、セリア
粉末15重量部を配合し、これに、可塑剤(エチレング
リコール)を18%添加したポリ酢酸ビニルエマルジョ
ン28重量部および酔酸ジルコニル水’l’ii lf
k ( Z r 0 2として20%濃度)8重量部を
添加配合して混練し、lmm厚の可撓性耐火シートを作
製した。このシートを1700℃で焼成したジルコニア
発熱体にジルコニアファイバーを配合した自硬性組成物
、即ち前記ジルコニア質硬化組戊物を用いて張付け、そ
の上にリード部材たる白金線を巻付け更にその上にシー
トを張付けた。この接合体を110℃で24時間乾燥後
、1200℃にて仮焼し、白金線の一端を炉外に出すよ
うに取り付け、該白金線と導線とを接続した。
Example 2 28 parts by weight of polyvinyl acetate emulsion was prepared by blending 20 parts by weight of yttria-stabilized zirconia fiber, 65 parts by weight of yttria-stabilized zirconia powder, and 15 parts by weight of ceria powder, and adding 18% of a plasticizer (ethylene glycol) thereto. and zirconyl acetate water'l'ii lf
8 parts by weight of k (20% concentration as Z r 0 2) were added and kneaded to produce a flexible fireproof sheet with a thickness of 1 mm. This sheet is attached to a zirconia heating element fired at 1700°C using a self-hardening composition containing zirconia fibers, that is, the above-mentioned zirconia hardening composition, and a platinum wire serving as a lead member is wound on top of it. I attached the sheet. After drying this joined body at 110°C for 24 hours, it was calcined at 1200°C, and one end of the platinum wire was attached to the outside of the furnace, and the platinum wire and the conducting wire were connected.

1500℃まで予熱の後、注意深く通電を開始し、徐々
に2000℃まで加熱した。リード部月の接合良好であ
り溶融トラブルは50回繰返しテストにて全く無し。
After preheating to 1500°C, electricity was carefully started and the temperature was gradually heated to 2000°C. The lead part has a good connection and there was no melting trouble after 50 repeated tests.

比較例4 第1〜4Uの発鮎体にシー!・を使用せず白金線を昼付
け1500℃迄予熱後2000℃まで加熱しようとした
が2000゜C到達直前に全てリード線が溶断した。
Comparative Example 4 See the sweetfish bodies of 1st to 4U!・I tried to preheat the platinum wire to 1500°C in the afternoon and then heat it to 2000°C without using it, but all the lead wires melted just before reaching 2000°C.

〔効 果〕〔effect〕

かくて、本発明によればジルコニア質発紬体本体と通電
用リード部材とを耐火シートを用いて接合することによ
り、従来使用時に生じていた、いわゆるアーク発生減少
を起さずそれによる接触部分との破損を来すことなく良
好に使用しうるジルコニア質発熱体を得ることができる
Thus, according to the present invention, by joining the zirconia pongee main body and the current-carrying lead member using a fireproof sheet, the so-called reduction in arc generation, which conventionally occurs during use, does not occur and the contact area due to this is reduced. It is possible to obtain a zirconia heating element that can be used satisfactorily without causing damage.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面第1〜4図は本発明にかかるジルコニア質発熱構造
体の各実施態様の説明図であ。 1・・・ジルコニア質発熱体、5・・・耐火シート、6
・・・通電用リード部材。
Figures 1 to 4 are explanatory diagrams of each embodiment of the zirconia heating structure according to the present invention. 1... Zirconia heating element, 5... Fireproof sheet, 6
...Lead member for energizing.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ジルコニア質発熱体と通電用リード部材よりなる通
電により発熱するジルコニア質発熱構造体において、該
ジルコニア質発熱体の端部に、ジルコニアファイバー5
〜80重量部、ジルコニア安定化剤を添加したジルコニ
ア粉末20〜95重量部から成る骨材100重量部に対
して、可撓性バインダー20〜50重量部を添加配合し
て形成された常温で可撓性を有する耐火シートを巻付け
、このシートの表面に前記通電用リード部材を接触接合
せしめてなることを特徴とするジルコニア質発熱構造体
。 2、リード部材表面が更に耐火シートでおおわれている
ことを特徴とするジルコニア質発熱構造体。
[Claims] 1. In a zirconia heating structure that generates heat when energized and includes a zirconia heating element and a lead member for conducting current, a zirconia fiber 5 is attached to the end of the zirconia heating element.
-80 parts by weight and 20 to 50 parts by weight of a flexible binder to 100 parts by weight of aggregate consisting of 20 to 95 parts by weight of zirconia powder to which a zirconia stabilizer has been added. 1. A zirconia heat-generating structure comprising a flexible fireproof sheet wrapped around the sheet and the current-carrying lead member contact-bonded to the surface of the sheet. 2. A zirconia heat generating structure characterized in that the surface of the lead member is further covered with a fireproof sheet.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104629235A (en) * 2015-02-21 2015-05-20 刘平 Method for preparing elastomer sheath material for wind energy cable
JP2017157331A (en) * 2016-02-29 2017-09-07 スタンレー電気株式会社 Luminous body, filament, device including filament, and incandescent light bulb

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JP2017157331A (en) * 2016-02-29 2017-09-07 スタンレー電気株式会社 Luminous body, filament, device including filament, and incandescent light bulb

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