JPH04149070A - スパークプラグ - Google Patents
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、熱伝導性に優れるとともに高温で高絶縁性を
必要とするスパークプラグに好適なセラミック焼結体に
関する。
必要とするスパークプラグに好適なセラミック焼結体に
関する。
[従来の技術1
窒化物系セラミック焼結体は、熱伝導性に優れることは
知られている。
知られている。
「発明が解決しようとする課題]
しかるに、窒化物系セラミック焼結体は、熱間で電気絶
縁性が低下し、高電圧が印加されると1・9−イング劣
化(絶縁体表面に樹枝条痕ができ、それが成長すること
)を起こし易いという欠点がある。
縁性が低下し、高電圧が印加されると1・9−イング劣
化(絶縁体表面に樹枝条痕ができ、それが成長すること
)を起こし易いという欠点がある。
本発明の目的は、熱伝導性に優れ、かつ高温で高絶縁性
を保つことができるセラミック焼結体およびスパークプ
ラグの提供にある。
を保つことができるセラミック焼結体およびスパークプ
ラグの提供にある。
し課題を解決するための手段〕
上記課題の達成のため、本発明は以下の構成を採用した
。
。
(1)窒化物系セラミックの焼結体粒子内外に、酸化物
換算で1.00万分の20〜100重量%のマグネシウ
ムを均一的に拡散させた。
換算で1.00万分の20〜100重量%のマグネシウ
ムを均一的に拡散させた。
(2)アルカリ土類金属、希土類またはこれらの混合物
を、酸化物換算で合計、微量〜10重量%と、マグネシ
ウムを酸化物換算で100万分の20〜]、 O0重量
%と、残部を窒化物系セラミックで構成してなり、該セ
ラミックの焼結体粒子内外に、前記マグネシウムを均一
的に拡散させた。
を、酸化物換算で合計、微量〜10重量%と、マグネシ
ウムを酸化物換算で100万分の20〜]、 O0重量
%と、残部を窒化物系セラミックで構成してなり、該セ
ラミックの焼結体粒子内外に、前記マグネシウムを均一
的に拡散させた。
(3)スパークプラグの絶縁碍子に、上記(1)または
(2)の構成を有するセラミック焼結体を用いた。
(2)の構成を有するセラミック焼結体を用いた。
[作用および発明の効果]
〈請求項1の作用効果)
窒化物系セラミック(酸窒化物セラミックも含む)焼結
体は、共有結合性が強く、電気伝導は自由電子に拠る。
体は、共有結合性が強く、電気伝導は自由電子に拠る。
このため、通常、高温になる程、自由電子の運動が活発
になり電気抵抗値が低下する。
になり電気抵抗値が低下する。
しかし、窒化物系セラミックの焼結体粒子内外に、酸化
物(MgO>換算で100万分の20〜100重量%の
マグネシウムを均一的に拡散させることにより、自由電
子がマグネシウムイオンに捕獲され、熱間での電気抵抗
値の低下が防止できる。
物(MgO>換算で100万分の20〜100重量%の
マグネシウムを均一的に拡散させることにより、自由電
子がマグネシウムイオンに捕獲され、熱間での電気抵抗
値の低下が防止できる。
なお、セラミック焼結体中に拡散するマグネシウムが1
. OO万分の20重量%未満では焼結体の熱間での絶
縁性向上効果が少なく、また、1.00万分の100重
量%を越えると焼結体の熱伝導性が悪化する。
. OO万分の20重量%未満では焼結体の熱間での絶
縁性向上効果が少なく、また、1.00万分の100重
量%を越えると焼結体の熱伝導性が悪化する。
(請求項2の作用効果)
アルカリ土類金属、希土類またはこれらの混合物を添加
して焼成し、酸化物換算で合計、微量〜10重量%含有
するようにすれば、焼結性に優れたセラミック焼結体が
得られる。
して焼成し、酸化物換算で合計、微量〜10重量%含有
するようにすれば、焼結性に優れたセラミック焼結体が
得られる。
なお、酸化物換算で10重量%を越えて焼結体中に含有
する場合は、窒化物系セラミック本来の良熱伝導性が損
なわれる。
する場合は、窒化物系セラミック本来の良熱伝導性が損
なわれる。
(請求項3の作用効果)
絶縁碍子は、高温で高絶縁性を保つことができ、熱伝導
性にも優れるので、トリーの発生を防止し、ワイドレン
ジ化を図ったスパークプラグが提供できる。
性にも優れるので、トリーの発生を防止し、ワイドレン
ジ化を図ったスパークプラグが提供できる。
[実施例]
つぎに、本発明の実施例を第1表および第1図に基づい
て説明する。
て説明する。
窒化アルミニウム(ANN>原料は、平均粒径1゜5μ
m(セディグラフ測定に拠る)、酸素含有率0.8重量
%のものを用いた。
m(セディグラフ測定に拠る)、酸素含有率0.8重量
%のものを用いた。
焼結助剤(全て純度99,9%品)は、酸化イツトリウ
ム(Y203 ) 、酸化カルシウム(CaO)−酸化
ストロンチウム(Sro)、酸化スカンジウム(SC2
0s ) 、酸化ネオジム(Nd。
ム(Y203 ) 、酸化カルシウム(CaO)−酸化
ストロンチウム(Sro)、酸化スカンジウム(SC2
0s ) 、酸化ネオジム(Nd。
O5)、酸化ユーロピウム(Eu203 )を用いた。
本発明品および比較品のテストピースの絶縁抵抗は、第
1図に示す装置で絶縁抵抗(700℃)を測定した。な
お、第1図において、100.200は真銅製の電極、
300はヒータ、400は500■・DCのデジタル抵
抗計である。
1図に示す装置で絶縁抵抗(700℃)を測定した。な
お、第1図において、100.200は真銅製の電極、
300はヒータ、400は500■・DCのデジタル抵
抗計である。
熱伝導率についてはレーザーフラッシュ法で求めた。
また、酸化物換算したマグネシウムの含有重量%につい
ては、ICP、焼結助剤およびアルミニウムのそれにつ
いては蛍光X線の検量線に基づいて求めた。
ては、ICP、焼結助剤およびアルミニウムのそれにつ
いては蛍光X線の検量線に基づいて求めた。
以下、本発明品(試料NQI〜NQII)のテストピー
スの製造方法を述べる。なお、比較品(試料NQ12〜
Nα18)のテストピースについてもこれに準じる。
スの製造方法を述べる。なお、比較品(試料NQ12〜
Nα18)のテストピースについてもこれに準じる。
(1)焼結助剤(試料Nol〜N(19の場合)、窒化
アルミニウム原料にエタノール、ワックス系バインダー
を加え、ナイロン製のボッ1〜、ボールで一昼夜混合す
る。なお、焼結助剤は、焼成過程で添加量の一部が消失
するので、それを見越して量を決める。
アルミニウム原料にエタノール、ワックス系バインダー
を加え、ナイロン製のボッ1〜、ボールで一昼夜混合す
る。なお、焼結助剤は、焼成過程で添加量の一部が消失
するので、それを見越して量を決める。
(2)得られた泥漿を噴霧乾燥さぜな後、金型ブレス成
形(It/cm2)L、所定の大きさ(抵抗値測定用の
場合、直径50mm、厚さ3mm)の成形体を得る。
形(It/cm2)L、所定の大きさ(抵抗値測定用の
場合、直径50mm、厚さ3mm)の成形体を得る。
(3)大気雰囲気でこの成形体を仮焼脱脂(500℃−
28r)する。
28r)する。
(4)つぎに、第1表に示す焼成条件および以下に示す
マグネシウムの拡散方法を用いて焼成させた後、所定の
大きさ(抵抗値測定用は直径50mm、厚さ1□0mm
:熱伝導率測定用は直径10mm、厚さ2mm)になる
ように切削加工する。なお、焼結体中に拡散する酸化マ
グネシウムが20〜1100PP重量%になるように塗
布景や焼成条件を調整する。
マグネシウムの拡散方法を用いて焼成させた後、所定の
大きさ(抵抗値測定用は直径50mm、厚さ1□0mm
:熱伝導率測定用は直径10mm、厚さ2mm)になる
ように切削加工する。なお、焼結体中に拡散する酸化マ
グネシウムが20〜1100PP重量%になるように塗
布景や焼成条件を調整する。
■試料110.1.2.4.6.10.11・・・・・
・仮焼体表面に、90重量%BN−10重量%MgOと
エタノールとを良く混合したものをコートした後、焼成
した。
・仮焼体表面に、90重量%BN−10重量%MgOと
エタノールとを良く混合したものをコートした後、焼成
した。
■試料No、3.5.7.8.9・・・・・・・・・・
・・・・・・・・酸化マグネシウム製の匣(MgO匣)
内に仮焼体を入れて焼成を行う。
・・・・・・・・酸化マグネシウム製の匣(MgO匣)
内に仮焼体を入れて焼成を行う。
つぎに、本発明品のテストピースの作用効果を比較品の
それと比較して述べる。
それと比較して述べる。
(ア)本発明品のテストピースは、全て、700℃にお
ける絶縁抵抗が良好であり、かつ熱伝導性にも優れるの
でスパークプラグの絶縁碍子に適している。
ける絶縁抵抗が良好であり、かつ熱伝導性にも優れるの
でスパークプラグの絶縁碍子に適している。
MgOがO(試料NQ1.3.14)や20PPM重量
%未満(試料NO,12,,18)であると、700℃
の絶縁抵抗値は著しく低下する。また、MgOが110
0PP重量%を越える(試料No、 1.5.16.1
7)と、熱伝導率が著しく低下する。
%未満(試料NO,12,,18)であると、700℃
の絶縁抵抗値は著しく低下する。また、MgOが110
0PP重量%を越える(試料No、 1.5.16.1
7)と、熱伝導率が著しく低下する。
なお、熱引きの点から熱伝導率が90W/mk以上、ト
リーの発生防止の観点から絶縁抵抗が50MΩ以上(7
00’C)であることが、スパークプラグの絶縁碍子と
して必須条件とされる。
リーの発生防止の観点から絶縁抵抗が50MΩ以上(7
00’C)であることが、スパークプラグの絶縁碍子と
して必須条件とされる。
(イ)焼結体中のアルミニウムが酸化物換算で3重量%
以下であるので熱伝導性を良好にできるとともに緻密な
焼結体となっている。なお、酸素含有量が2重量%以下
の窒化アルミニラミラム原料を用いればそれを容易に3
重量%以下にできる。
以下であるので熱伝導性を良好にできるとともに緻密な
焼結体となっている。なお、酸素含有量が2重量%以下
の窒化アルミニラミラム原料を用いればそれを容易に3
重量%以下にできる。
(つ)試料Nα1〜N011と同じ材料で、スパークプ
ラグの絶縁碍子を製造し、この絶縁碍子の軸孔内に中心
電極を公知の方法である導電性ガラスシールを用いて抵
抗体、端子電極とともに封着し、これを、取付ねじを備
えた主体金具に組み付けたところ、ワイドレンジで、か
つ失火が起こらないスパークプラグが得られることが判
明しな。
ラグの絶縁碍子を製造し、この絶縁碍子の軸孔内に中心
電極を公知の方法である導電性ガラスシールを用いて抵
抗体、端子電極とともに封着し、これを、取付ねじを備
えた主体金具に組み付けたところ、ワイドレンジで、か
つ失火が起こらないスパークプラグが得られることが判
明しな。
本発明は上記実施例以外につぎの実施態様を含む。
83本明細書では、窒化物系セラミックは、窒化アルミ
ニウム等の窒化物セラミックのほか、酸窒化アルミニウ
ム(A、ll0N>等の酸窒化物セラミックやサイアロ
ンも含む。
ニウム等の窒化物セラミックのほか、酸窒化アルミニウ
ム(A、ll0N>等の酸窒化物セラミックやサイアロ
ンも含む。
b、アルカリ土類金属は、その他、バリウム(Ba)が
好適であり、希土類は、その他、ランタン(La)、セ
リウム(Ce)ジスプロシウム(Dy)が好適である。
好適であり、希土類は、その他、ランタン(La)、セ
リウム(Ce)ジスプロシウム(Dy)が好適である。
C,マグネシウムの均一的拡散は、窒化硼素置(BN匣
)の内壁に酸化マグネシウムを塗布したBN+MgO匣
内に仮焼体を入れて焼成して行っても良い。
)の内壁に酸化マグネシウムを塗布したBN+MgO匣
内に仮焼体を入れて焼成して行っても良い。
d、焼成温度は、1600℃〜]900°Cの間が好ま
しい。 (以下余白)
しい。 (以下余白)
第1図はテストピースの高温絶縁抵抗を測定ゴる装置の
説明図である。
説明図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1) 窒化物系セラミックの焼結体粒子内外に、酸化物
換算で100万分の20〜100重量%のマグネシウム
を均一的に拡散させたセラミック焼結体。 2) アルカリ土類金属、希土類またはこれらの混合物
を、酸化物換算で合計、微量〜10重量%と、マグネシ
ウムを酸化物換算で100万分の20〜100重量%と
、 残部を窒化物系セラミックで構成してなり、該セラミッ
クの焼結体粒子内外に、前記マグネシウムを均一的に拡
散させたセラミック焼結体。 3) 絶縁碍子に、請求項1または請求項2のセラミッ
ク焼結体を用いたスパークプラグ。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02274896A JP3135558B2 (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | スパークプラグ |
BR919104437A BR9104437A (pt) | 1990-10-12 | 1991-10-09 | Corpo sinterizado de ceramica da vela de ignicao |
CA002053360A CA2053360C (en) | 1990-10-12 | 1991-10-11 | Sintered ceramic body, a method of making the same and spark plug insulator made therefrom |
US07/775,815 US5198394A (en) | 1990-10-12 | 1991-10-11 | Sintered ceramic body, a method of making same and spark plug insulator made therefrom |
DE69109995T DE69109995T2 (de) | 1990-10-12 | 1991-10-14 | Gesinterter Keramikkörper, Verfahren zu seiner Herstellung und daraus hergestellter Zündkerzenisolator. |
EP91309412A EP0480768B1 (en) | 1990-10-12 | 1991-10-14 | A sintered ceramic body, a method of making the same and spark plug insulator made therefrom |
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