JPH0515751Y2 - - Google Patents
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- JPH0515751Y2 JPH0515751Y2 JP1986090949U JP9094986U JPH0515751Y2 JP H0515751 Y2 JPH0515751 Y2 JP H0515751Y2 JP 1986090949 U JP1986090949 U JP 1986090949U JP 9094986 U JP9094986 U JP 9094986U JP H0515751 Y2 JPH0515751 Y2 JP H0515751Y2
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Description
「産業上の利用分野」
本考案は、家庭電化製品であるホツトプレート
やポツト等に使用するセラミツクヒータに関す
る。 「従来の技術」 従来、ホツトプレート等の加熱ヒータとして、
各種のセラミツクを使用したものがあり、それら
の主材料はSiC，ZrO2，LaCrO3などである。 また、劣化しにくく軽量のセラミツクヒータと
して、Ai2O3とSiO2を材料として使用したものが
特開昭58−142778号公報に示されている。 「考案が解決しようとする問題点」 従来のセラミツクヒータは酸化されやすいた
め、酸化雰囲気中で使用した場合に寿命が短く、
また強度、耐熱衝撃性が小さいなどの欠点を有す
るものであつた。さらに使用中、温度が上るとと
もに電気抵抗が減少するので、温度の制御が困難
であつた。 そこで本考案は、耐酸化性に優れ、高温まで高
強度を有するサイアロンに、導電性物質である
Ti（Ｃ，Ｎ）固溶体を複合することにより、耐酸
化性に優れ、強度が大きくしかも耐熱衝撃性の高
いセラミツクヒータを提供することを目的とす
る。 「問題点を解決するための手段」 本考案者は、耐酸化性に優れるサイアロン焼結
体と導電性物質であるTi（Ｃ，Ｎ）固溶体粒子を
複合させることにより、これまで使われてきた各
種ヒーターの欠点を改善できることを見出した。 すなわち、本考案のセラミツクヒーターは、そ
のセラミツク発熱体が、Si6-zAlzOzN8-z（ｚ＝０
〜4.2）で示されるβ型サイアロンおよび粒界相
とこれらに対して25vol％を越え70vol％未満の
Ti（Ｃ，Ｎ）固溶体粒子を含むことを特徴とし、
セラミツク発熱体の両端に電極を設けたものであ
る。 ここでサイアロンは、βサイアロン単相ではな
く粒界相を含むものである。これは単相のβサイ
アロンは焼結性が悪く、通常ホツトプレスを用い
なければ緻密な焼結体が得られないからである。
粒界相は焼結時には液相として存在し、液相を介
してβサイアロンが形成される。また、導電性物
質としてＴ（Ｃ，Ｎ）を選ぶのは、サイアロン
の焼結を阻害することがなく、耐酸化性について
も他の化合物に比べ優れるためである。さらに
Ti（Ｃ，Ｎ）固溶体粒子の添加量が25vol％を越
え70vol％未満とするのは、25vol％以下では絶縁
体であり、70vol％以上ではサイアロン本来の性
質である耐酸化性、強度等が著しく低下するから
である。本ヒーターは正の温度係数を持つている
ので、自己温度制御型のヒーターとなる。また室
温時の電気抵抗率を10-2Ω・cm以下としたので、
温度制御を容易にする点で望ましい。 また複合粉末の成形体を焼結するときの焼結温
度を1600〜1900℃とするのは、1600℃未満では焼
結が不十分であつて緻密な焼結体が得られないた
めであり、1900℃を越えるとSi3N4の分解が著し
くなるためである。本ヒーターは耐酸化性、耐熱
性を要求される各種のヒーターとして用いること
ができ、目的とするヒーター形状に応じて、射出
成形、ラバープレス、プレス、押出し等各種の成
形方法を用いることができる。本ヒータは常圧焼
結またはガス圧焼結により焼結出来るため、上記
のような各種の成形方法が可能となり実用範囲が
極めて広い。また焼結後HIP処理を併用すること
により、さらに緻密化を計ることも可能である。 「実施例 １」 セラミツク発熱体を作るため、次の材料を使用
した。 Si3N4粉末（粒度0.7μｍ、α化率93％）、Y2O3
粉末（粒度1μｍ，99.99％），AlNポリタイプ粉末
（結晶型21R、粒度2μｍ，98.8％），Al2O3粉末
（粒度0.5μｍ，99.5％）を用いた。Si3N4−４％
AlNポリタイプ−５％Al2O3−８％Y2O3の組成
に配合し、これに対し、TiC0.5N0.5（粒度1.5μｍ）
を20vol％〜80vol％添加し原料粉末とした。これ
らを混合した後、第１図を示すセラミツク発熱体
１の形状に成形後、1780℃、４時間、１気圧窒素
中にて焼結を行なつた。 このように焼結したセラミツク発熱体の密度、
強度、電気抵抗率を第１表に示す。
やポツト等に使用するセラミツクヒータに関す
る。 「従来の技術」 従来、ホツトプレート等の加熱ヒータとして、
各種のセラミツクを使用したものがあり、それら
の主材料はSiC，ZrO2，LaCrO3などである。 また、劣化しにくく軽量のセラミツクヒータと
して、Ai2O3とSiO2を材料として使用したものが
特開昭58−142778号公報に示されている。 「考案が解決しようとする問題点」 従来のセラミツクヒータは酸化されやすいた
め、酸化雰囲気中で使用した場合に寿命が短く、
また強度、耐熱衝撃性が小さいなどの欠点を有す
るものであつた。さらに使用中、温度が上るとと
もに電気抵抗が減少するので、温度の制御が困難
であつた。 そこで本考案は、耐酸化性に優れ、高温まで高
強度を有するサイアロンに、導電性物質である
Ti（Ｃ，Ｎ）固溶体を複合することにより、耐酸
化性に優れ、強度が大きくしかも耐熱衝撃性の高
いセラミツクヒータを提供することを目的とす
る。 「問題点を解決するための手段」 本考案者は、耐酸化性に優れるサイアロン焼結
体と導電性物質であるTi（Ｃ，Ｎ）固溶体粒子を
複合させることにより、これまで使われてきた各
種ヒーターの欠点を改善できることを見出した。 すなわち、本考案のセラミツクヒーターは、そ
のセラミツク発熱体が、Si6-zAlzOzN8-z（ｚ＝０
〜4.2）で示されるβ型サイアロンおよび粒界相
とこれらに対して25vol％を越え70vol％未満の
Ti（Ｃ，Ｎ）固溶体粒子を含むことを特徴とし、
セラミツク発熱体の両端に電極を設けたものであ
る。 ここでサイアロンは、βサイアロン単相ではな
く粒界相を含むものである。これは単相のβサイ
アロンは焼結性が悪く、通常ホツトプレスを用い
なければ緻密な焼結体が得られないからである。
粒界相は焼結時には液相として存在し、液相を介
してβサイアロンが形成される。また、導電性物
質としてＴ（Ｃ，Ｎ）を選ぶのは、サイアロン
の焼結を阻害することがなく、耐酸化性について
も他の化合物に比べ優れるためである。さらに
Ti（Ｃ，Ｎ）固溶体粒子の添加量が25vol％を越
え70vol％未満とするのは、25vol％以下では絶縁
体であり、70vol％以上ではサイアロン本来の性
質である耐酸化性、強度等が著しく低下するから
である。本ヒーターは正の温度係数を持つている
ので、自己温度制御型のヒーターとなる。また室
温時の電気抵抗率を10-2Ω・cm以下としたので、
温度制御を容易にする点で望ましい。 また複合粉末の成形体を焼結するときの焼結温
度を1600〜1900℃とするのは、1600℃未満では焼
結が不十分であつて緻密な焼結体が得られないた
めであり、1900℃を越えるとSi3N4の分解が著し
くなるためである。本ヒーターは耐酸化性、耐熱
性を要求される各種のヒーターとして用いること
ができ、目的とするヒーター形状に応じて、射出
成形、ラバープレス、プレス、押出し等各種の成
形方法を用いることができる。本ヒータは常圧焼
結またはガス圧焼結により焼結出来るため、上記
のような各種の成形方法が可能となり実用範囲が
極めて広い。また焼結後HIP処理を併用すること
により、さらに緻密化を計ることも可能である。 「実施例 １」 セラミツク発熱体を作るため、次の材料を使用
した。 Si3N4粉末（粒度0.7μｍ、α化率93％）、Y2O3
粉末（粒度1μｍ，99.99％），AlNポリタイプ粉末
（結晶型21R、粒度2μｍ，98.8％），Al2O3粉末
（粒度0.5μｍ，99.5％）を用いた。Si3N4−４％
AlNポリタイプ−５％Al2O3−８％Y2O3の組成
に配合し、これに対し、TiC0.5N0.5（粒度1.5μｍ）
を20vol％〜80vol％添加し原料粉末とした。これ
らを混合した後、第１図を示すセラミツク発熱体
１の形状に成形後、1780℃、４時間、１気圧窒素
中にて焼結を行なつた。 このように焼結したセラミツク発熱体の密度、
強度、電気抵抗率を第１表に示す。
【表】
第１表からわかるとおり、Ti（Ｃ，Ｎ）の添加
量は20vol％と少ない場合には電気抵抗率が大き
すぎ、また75％と多い場合には高温強度が小さく
て望ましくない。特に好ましいのは30vol％以上
55vol％以下である。 また酸化増量は本実施例の方が比較例より少な
く、耐酸化性を有する。 さらに上記実施例中のTiC0.5N0.5が35vol％の
原料粉末でセラミツク発熱体１を作り、その両端
に電極２，２′を設け、電極を介して100V，50Hz
の交流電圧をかけたときの時間と温度との関係を
第２表に示す。
量は20vol％と少ない場合には電気抵抗率が大き
すぎ、また75％と多い場合には高温強度が小さく
て望ましくない。特に好ましいのは30vol％以上
55vol％以下である。 また酸化増量は本実施例の方が比較例より少な
く、耐酸化性を有する。 さらに上記実施例中のTiC0.5N0.5が35vol％の
原料粉末でセラミツク発熱体１を作り、その両端
に電極２，２′を設け、電極を介して100V，50Hz
の交流電圧をかけたときの時間と温度との関係を
第２表に示す。
【表】
「実施例２」
実施例１と同様の粉末、およびTiC0.7N0.3粒度
（1.5μｍ），TiC0.3N0.7（粒度1.5μｍ）を用いる。
Si3N4−３％AlNポリタイプ−４％Al2O3−６％
Y2O3の組成に配合し、これに対し30vol％の
TiC0.7N0.3粉末を添加し、この粉末を混合した
後、第２図に示すセラミツク発熱体１の形状に成
形した後、1760℃、５時間、10気圧窒素中にて焼
結を行なつた。 また、TiC0.7N0.3粉末の代りに、TiC0.5N0.5、
あるいはTiC0.3N0.7粉末を使用して同様にセラミ
ツク発熱体を焼結した。このように焼結した３つ
のセラミツク発熱体の特性を第３表に示す。
（1.5μｍ），TiC0.3N0.7（粒度1.5μｍ）を用いる。
Si3N4−３％AlNポリタイプ−４％Al2O3−６％
Y2O3の組成に配合し、これに対し30vol％の
TiC0.7N0.3粉末を添加し、この粉末を混合した
後、第２図に示すセラミツク発熱体１の形状に成
形した後、1760℃、５時間、10気圧窒素中にて焼
結を行なつた。 また、TiC0.7N0.3粉末の代りに、TiC0.5N0.5、
あるいはTiC0.3N0.7粉末を使用して同様にセラミ
ツク発熱体を焼結した。このように焼結した３つ
のセラミツク発熱体の特性を第３表に示す。
【表】
第３表中、抵抗温度係数は、20〜600℃で測定
し、酸化増量は1100℃×50時間で、測定した。各
セラミツク発熱体の抵抗率は10-2Ω・cmより小さ
いので、温度制御が容易であるが、一般に10-1
Ω・cm以下であれば適切である。また、酸化増量
が1.4〜2.0mg／cm2と小さいので、他系化合物に比
べ極めて酸化しにくく耐酸化性を有する。 次に第２実施例におけるTiC0.5N0.5固溶体を用
いたセラミツク発熱体１の両端に電極２を設け、
電極を介して5Vの直流電圧をかけたときの時間
と温度との関係を第４表に示す。
し、酸化増量は1100℃×50時間で、測定した。各
セラミツク発熱体の抵抗率は10-2Ω・cmより小さ
いので、温度制御が容易であるが、一般に10-1
Ω・cm以下であれば適切である。また、酸化増量
が1.4〜2.0mg／cm2と小さいので、他系化合物に比
べ極めて酸化しにくく耐酸化性を有する。 次に第２実施例におけるTiC0.5N0.5固溶体を用
いたセラミツク発熱体１の両端に電極２を設け、
電極を介して5Vの直流電圧をかけたときの時間
と温度との関係を第４表に示す。
【表】
「考案の効果」
本考案のセラミツクヒータは、β型サイアロン
にTi（Ｃ，Ｎ）固溶体を複合した材料を使用して
いるので、耐酸化性にすぐれ、大きな高温強度を
有する、また抵抗の温度係数が正であり、自己温
度制御型のヒータとすることができて温度制御が
極めて容易である。
にTi（Ｃ，Ｎ）固溶体を複合した材料を使用して
いるので、耐酸化性にすぐれ、大きな高温強度を
有する、また抵抗の温度係数が正であり、自己温
度制御型のヒータとすることができて温度制御が
極めて容易である。
第１図は本考案のセラミツクヒータの斜視図、
第２図は第２実施例のセラミツクヒータの斜視図
である。 １……セラミツク発熱体、２……電極。
第２図は第２実施例のセラミツクヒータの斜視図
である。 １……セラミツク発熱体、２……電極。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 (1) セラミツク発熱体に電極を介して電圧を印加
することにより発熱させるセラミツクヒータに
おいて、セラミツク発熱体が、Si6-zAlzOzN8-z
（ｚ＝０〜4.2）で示されるβ型サイアロンおよ
び粒界相と、これらに対して25vol％〜70vol％
のTi（Ｃ，Ｎ）固溶体粒子を含むことを特徴と
するセラミツクヒータ。 (2) 前記セラミツク発熱体の室温時の電気抵抗率
が10-1Ω・cm以下で、かつ温度抵抗係数が正で
あることを特徴とする実用新案登録請求の範囲
第１項に記載のセラミツクヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986090949U JPH0515751Y2 (ja) | 1986-06-14 | 1986-06-14 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986090949U JPH0515751Y2 (ja) | 1986-06-14 | 1986-06-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62202792U JPS62202792U (ja) | 1987-12-24 |
| JPH0515751Y2 true JPH0515751Y2 (ja) | 1993-04-26 |
Family
ID=30951284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986090949U Expired - Lifetime JPH0515751Y2 (ja) | 1986-06-14 | 1986-06-14 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0515751Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05290954A (ja) * | 1992-04-07 | 1993-11-05 | Sekisui Plastics Co Ltd | 平板型ヒータおよびその製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6033265A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-20 | 株式会社日立製作所 | ヒータ用セラミックス導体 |
| JPS6060983A (ja) * | 1983-09-08 | 1985-04-08 | 株式会社デンソー | セラミックヒ−タ及びその製造方法 |
| JPS62140386A (ja) * | 1985-12-13 | 1987-06-23 | 日立金属株式会社 | セラミツクヒ−タ |
-
1986
- 1986-06-14 JP JP1986090949U patent/JPH0515751Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6033265A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-20 | 株式会社日立製作所 | ヒータ用セラミックス導体 |
| JPS6060983A (ja) * | 1983-09-08 | 1985-04-08 | 株式会社デンソー | セラミックヒ−タ及びその製造方法 |
| JPS62140386A (ja) * | 1985-12-13 | 1987-06-23 | 日立金属株式会社 | セラミツクヒ−タ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62202792U (ja) | 1987-12-24 |
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