JPH0527958B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0527958B2
JPH0527958B2 JP60222507A JP22250785A JPH0527958B2 JP H0527958 B2 JPH0527958 B2 JP H0527958B2 JP 60222507 A JP60222507 A JP 60222507A JP 22250785 A JP22250785 A JP 22250785A JP H0527958 B2 JPH0527958 B2 JP H0527958B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heating element
added
ceramic
sintered body
amount
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 - Lifetime
Application number
JP60222507A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6282685A (ja
Inventor
Naoya Nunogaki
Morihiro Atsumi
Nobue Ito
Naohito Mizuno
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
NipponDenso Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Soken Inc, NipponDenso Co Ltd filed Critical Nippon Soken Inc
Priority to JP60222507A priority Critical patent/JPS6282685A/ja
Publication of JPS6282685A publication Critical patent/JPS6282685A/ja
Publication of JPH0527958B2 publication Critical patent/JPH0527958B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明はヒータ用セラミツク発熱体、特にデイ
ーゼルエンジンのグロープラグに用いるヒータと
して好適なセラミツク発熱体に関するものであ
る。 〔従来技術〕 デイーゼルエンジンには低温時の始動用部品と
してグロープラグが用いられており、エンジンの
始動性向上のために速熱性のヒータを備えたグロ
ープラグが要求されている。 発明者らはこの要求に応えるべく先に電気絶縁
性セラミツク焼結体よりなる支持体の先端に、珪
化モリブデン(MoSi2)と窒化珪素(Si3N4)の
混合物のセラミツク焼結体を発熱体として接合
し、支持体内に埋設したリード線を上記発熱体に
接続せしめたセラミツクヒータを開発した(特願
昭59−70670号、特願昭59−110109号) このヒータのセラミツク発熱体においては、
Si3N4の低熱膨脹性により耐熱衝撃性が与えられ
る。またMoSi2粉末およびSi3N4粉末の表面には
SiO2被膜が存在し、これ等粉末の焼結体の表面
はSiO2被膜で覆われるので1300℃以上の高温耐
酸化性が与えられる。従つてこのセラミツク発熱
体はエンジンルームに露出して設置することがで
き、速熱性が発揮される。 [本発明が解決しようとする問題点] グロープラグはエンジンの運転条件や燃焼室内
の温度に対応して温度制御がなされる。特に寒冷
地においてはデイーゼルエンジンはエンジンが吹
上るまでに時間を要し、始動性をガソリンエンジ
ン並みにするためには発熱体を1300℃〜1400℃程
度まで発熱させることが望まれる。 しかるにMoSi2とSi3N4の混合物の焼結体より
なる従来のセラミツク発熱体では、発熱温度1300
℃以上の使用条件で耐久性を維持することは期待
できない。 そこで本発明は耐久温度が1300℃以上であるヒ
ータ用セラミツク発熱体を提供し、もつて上記の
要望に応えることを目的とするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 発明者らはMoSi2とSi3N4の混合物の焼結体よ
りなるセラミツク発熱体の耐久性につき種々の実
験研究を重ねた結果、耐久性を阻害する主要原因
は発熱体を構成しているMoSi2,Si3N4粒子の表
面に存在するSiO2被膜の分解によることを見出
した。 即ち、通常、セラミツクを焼成するに際しては
原料に有機バインダー、あるいは有機バインダー
とともに有機物質である可塑剤を添加する。これ
等有機物質は焼成時に分解して炭素が生じてこれ
が焼結体内に残存する。この炭素はSiO2+C→
SiO(ガス)+CO(ガス)なる反応により焼結体表
面および内部のSiO2被膜を分解し、このため焼
結体の耐酸化性が劣下し、耐久性を低下せしめる
ことを確認したのである。 そこで発明者らは焼結体中の炭素がSiO2と反
応するのを防止することに着目し、原料中に珪素
(金属シリコン)を添加し、Si+C→SiCなる反
応により炭素を炭化珪素(SiC)として焼結体内
に存在せしめることによりSiO2の分解を防ぎ、
耐久性を向上せしめることに成功したのである。 しかして本発明はMoSi2およびSi3N4を基本成
分とする混合粉末の焼結体であつて、原料中に添
加された有機物質の分解残留物たる炭素が、原料
中に添加された珪素と結合したSiCとして存在す
るヒータ用セラミツク発熱体を提供する。 上記セラミツク発熱体は、MoSi2およびSi3N4
の混合粉末に有機物質たるバインダー、またはバ
インダーとともに可塑剤を添加し、かつSiを添加
してなる混合物を成形し、焼結することにより得
られる。 MoSi2とSi3N4との配合割合は、MoSi220モル
%〜75モル%,Si3N480モル%〜25モル%程度の
範囲が適当である。Si3N4が上記下限値未満では
発熱体の耐熱衝撃性が不充分であり、上限値より
多いと発熱体抵抗値が実用範囲を越えて大きくな
る。 MoSi2とSi3N4の混合粉末へのSiの添加量は、
有機物質の添加量の5重量%〜80重量%程度が適
当である。Siの添加量の最適値は厳密には焼成時
に有機物質が分解して生じ、焼結体中に残留する
炭素量に依存する。残留炭素と反応し、なお余剰
のSiが未反応で残存すると、発熱体への通電初期
においてはSiが導電粒子として作用するが、通電
時間の延長に伴なつてSi+O2→SiO2なる反応に
より発熱体内においてSiが徐々に絶縁物質に変換
され、比抵抗が上昇するので好ましくない。一
方、Siの添加量が残留炭素との反応量に達しない
と未反応の炭素が残存するので好ましくない。残
留炭素量は、有機物質の添加量が同じでも焼結条
件で変化する。例えば、混合物を成形して焼結す
る前に脱脂工程(成形体を大気雰囲気中で約8
℃/hrの昇温スピードで400℃程度にまで加熱)
を施すと有機物質の多くが除去され、従つて残留
炭素量は少なくなる。発明者らの実験によれば、
有機物質添加量の5重量%〜80重量%の範囲内に
おいて、焼成条件に応じてSi添加量を選ぶことに
より耐久温度1300℃以上の高温耐酸化性の焼結体
が得られた。 混合物への有機バインダーの添加量は混合物の
成形条件により異り、混合物に流動性を必要とす
る射出成形では混合物に対し15重量%〜30重量
%、流動性をあまり必要としないプレス成形では
0.5重量%〜1.0重量%、シート成形ではこれ等の
中間の6重量%〜25重量%程度である。シート成
形の場合には有機バインダーの他に有機物質の可
塑剤が添加される。 [発明の効果] 本発明のセラミツク発熱体では、その表面に安
定なSiO2被膜が保持され、1300℃以上の高い耐
久温度が得られる。従つてこの発熱体はデイーゼ
ルエンジンのグロープラグに好適であり、特に寒
冷地におけるエンジン始動性の向上に大きく貢献
する。また本発明のセラミツク発熱体は原料混合
粉末に適量のSiを添加し、焼結することにより容
易に製造することができる。 〔実施例〕 本発明をデイーゼルエンジンのグロープラグに
適用した実施例について説明する。 第1図は本発明の発熱体をヒータ用発熱体とし
て備えたグロープラグを示す。セラミツクヒータ
はセラミツク焼結体よりなる棒状の支持体2と、
その端面に接合されたセラミツク焼結体よりなる
断面コ字形の発熱体1と、支持体2内に埋設さ
れ、その先端が上記発熱体1に接続された1対の
リード線3a,3bにより構成されている。 支持体2の外周には金属スリーブ4が、更にそ
の外周には金属ボデー5が取付けてある。リード
線3aの後端は支持体2の基端まで延び、該基端
に嵌着した金属キヤツプに接続し、キヤツプ6お
よびニツケル線7を介して図示しない電源に接続
してある。これによりグロープラグを構成し、金
属ボデー5に形成したネジ51により、図示しな
いエンジン燃焼室に貫通固定される。 支持体2はSi3N4とアルミナ(A2O3)の混
合物の焼結体よりなる。発熱体1はMoSi2および
Si3N4の混合粉末に有機バインダー、可塑剤とと
もにSi粉末を加え成形、焼成したセラミツク焼結
体であつて、有機バインダー、可塑剤の残留物た
る炭素はSiと反応してSiCとして存在し、表面は
安定なSiO2被膜で覆われている。 次に本発明の発熱体を備えたグロープラグ用ヒ
ータの製造の実施例について説明する。 MoSi2粉末(平均粒径0.9μm)とSi3N4粉末
(平均粒径3.5μm)を30モル%:70モル%の配合
比で混合し、この混合物に粒径100メツシユ以下
のSi粉末を添加し、これをアルミナポツト中に入
れて更にエタノール等の溶媒を添加して混合、攪
拌した。 次いで、上記混合物に可塑剤のジブチルフタレ
ートを上記混合物に対して6重量%添加するとと
もに、バインダーのポリビニルブチラールを同じ
く6重量%添加し、混錬を行なつて3×104〜10
×104poiseの粘度を有するスラリーを調整し、ド
クタブレード法にて乾燥後の厚さ0.6mmの発熱体
用セラミツクシートを作製した。 一方、Si3N4粉末(平均粒径0.9μm)とA2O3
粉末(平均粒径1μm)の同量混合し、上記発熱体
用セラミツクシートと同じ工程で処理し、乾燥後
の厚さ0.6mmの支持体用セラミツクシートを作製
した。 次に第2図に示すように、発熱体用セラミツク
シート1′の複数枚を積層し、また支持体用セラ
ミツクシート2′の複数枚を積層し、積層物を図
示のように組合せ、リード線3a,3bを挟んで
1600℃、500Kg/cm2程度の条件でホツトプレスし
一体化してセラミツクヒータを得た。 次に、セラミツクヒータの発熱体に関する実験
結果について説明する。 上記製造方法によりセラミツクヒータを製造す
るに当り、発熱体用セラミツクシートの原料に添
加するSi量を種々変化させた。そして発熱体中の
Siと炭素の結合状態をオージエ電子分光分析にて
調査した。 結果を第1表に示す。なお表において、Si添加
量の値は、添加有機物質たるジブチルフタレート
(可塑剤)とポリビニルブチラール(バインダー)
の合量に対する割合を示す。
【表】 次に第1表に示す各試料について抵抗値の変化
を調べた。即ち、発熱体に通電を断続して第3図
に示す冷熱サイクルを繰返し与え、発熱温度Tを
1400℃としたときの発熱体の抵抗値変化をしらべ
た。結果を第2表に示す。
【表】 試料No.3〜No.8が本発明の発熱体であり、試料
No.1,2,9が比較材である。 第2表より知られるように発熱体の原料にSiを
添加しない場合には抵抗値上昇率は200%を越え
る。これに対しSiを添加すると抵抗値の上昇率は
低下し、特にSi添加量を有機物質の5重量%〜80
重量%とした本発明の発熱体は抵抗上昇率は40%
ないしそれ以下となる。このことは発熱体の高温
耐酸化性が大きく向上されたことを示す。 なお、試料中No.5,6は特にすぐれた特性を示
す。これは第1表で知られるように焼結体中の残
留Cと添加Siのほぼ全量が反応したことによる。
またNo.4は未反応の炭素が存在するが極く微量で
あつて表面被覆層のSiO2とはほとんど反応する
に至らず、試料No.5,6とほぼ同じ特性が示され
る。またNo.3では未反応の炭素が、No.7,8では
未反応のSiが少量存在するので、その分、No.5,
6に比して特性が若干劣るものの、Siを添加しな
い場合に比し格段にすぐれている。 以上説明したように本発明は、MoSi2とSi3N4
を基本成分とする焼結体よりなるヒータ用セラミ
ツク発熱体において、原料中に添加される有機物
質の残留物である炭素をSiCとして存在せしめ、
これにより炭素が焼結体表面のSiO2被膜と反応
するのを防いで上記被膜を安定に維持せしめるよ
うになしたものであつて、本発明の発熱体はグロ
ープラグ用セラミツクヒータの発熱体として極め
て有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のセラミツク発熱体を備えたグ
ロープラグの断面図、第2図は本発明のセラミツ
ク発熱体を備えたグロープラグ用セラミツクヒー
タの製造方法を示す図、第3図はセラミツク発熱
体に関する実験条件の一例を示す図である。 1……セラミツク発熱体、2……支持体、3
a,3b……リード線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 珪化モリブデンおよび窒化珪素を基本成分と
    する混合物の焼結体であつて、原料中に添加され
    た有機物質の分解残留物たる炭素が、原料中に添
    加された珪素と結合した炭化珪素として焼結体内
    に存在することを特徴とするヒータ用セラミツク
    発熱体。 2 上記有機物質がバインダーまたはバインダー
    と可塑剤の両方である特許請求の範囲第1項記載
    のヒータ用セラミツク発熱体。 3 珪化モリブデンおよび窒化珪素の混合粉末に
    有機物質たるバインダーまたはバインダーととも
    に可塑剤を添加し、かつ珪素を添加してなる混合
    物を成形し、焼成することを特徴とするヒータ用
    セラミツク発熱体の製造方法。 4 上記珪素の添加量が有機物質の添加量の5重
    量%ないし80重量%である特許請求の範囲第3項
    記載のヒータ用セラミツク発熱体の製造方法。
JP60222507A 1985-10-04 1985-10-04 ヒ−タ用セラミツク発熱体およびその製造方法 Granted JPS6282685A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60222507A JPS6282685A (ja) 1985-10-04 1985-10-04 ヒ−タ用セラミツク発熱体およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60222507A JPS6282685A (ja) 1985-10-04 1985-10-04 ヒ−タ用セラミツク発熱体およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6282685A JPS6282685A (ja) 1987-04-16
JPH0527958B2 true JPH0527958B2 (ja) 1993-04-22

Family

ID=16783509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60222507A Granted JPS6282685A (ja) 1985-10-04 1985-10-04 ヒ−タ用セラミツク発熱体およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6282685A (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2545970B2 (ja) * 1988-03-29 1996-10-23 日本電装株式会社 導電性セラミックヒータおよびこの導電性セラミックヒータの製造方法さらにはこの導電性セラミックヒータを有する自己制御型グロープラグ
DE69424478T2 (de) * 1993-07-20 2001-01-18 Tdk Corp Keramisches Heizelement
JP3839174B2 (ja) * 1998-01-30 2006-11-01 日本特殊陶業株式会社 セラミックヒータの製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5464512A (en) * 1977-11-02 1979-05-24 Shirikonitsuto Kounetsu Kougiy Method of making oxidationnpreventive silicon carbide heating body
JPS59134585A (ja) * 1983-01-21 1984-08-02 ティーディーケイ株式会社 発熱体の構造
JPS6028194A (ja) * 1983-07-25 1985-02-13 株式会社日本自動車部品総合研究所 セラミックヒータの製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5464512A (en) * 1977-11-02 1979-05-24 Shirikonitsuto Kounetsu Kougiy Method of making oxidationnpreventive silicon carbide heating body
JPS59134585A (ja) * 1983-01-21 1984-08-02 ティーディーケイ株式会社 発熱体の構造
JPS6028194A (ja) * 1983-07-25 1985-02-13 株式会社日本自動車部品総合研究所 セラミックヒータの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6282685A (ja) 1987-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4445595B2 (ja) セラミックヒータ、セラミックグロープラグおよびその製造方法
JPH1112040A (ja) セラミックヒータ、その製造方法、及びセラミックグロープラグ
JPH07135067A (ja) 窒化珪素質セラミックヒータ
JPH10300085A (ja) セラミックヒータおよびセラミックグロープラグ
JPH0782905B2 (ja) セラミックヒータおよびセラミックヒータ用発熱体の製造方法
US5086210A (en) Mo5 Si3 C ceramic material and glow plug heating element made of the same
JP4454191B2 (ja) セラミックヒータの製造方法
JP3933345B2 (ja) 発熱抵抗体及びセラミックヒータ用発熱抵抗体並びにその製造方法、及びセラミックヒータ
JP3889536B2 (ja) セラミックヒータ及びその製造方法、並びに該セラミックヒータを備えるグロープラグ
JPS62187174A (ja) 窒化珪素−アルミナ系複合セラミツクスおよびその製造方法
JPH0527958B2 (ja)
JPH08268760A (ja) セラミックヒータ及びその製造方法
JPS6014784A (ja) セラミツクヒ−タ
JP2998999B2 (ja) セラミックヒータ
JP3740544B2 (ja) 炭化珪素質発熱体
JPH10300084A (ja) セラミックヒータおよびセラミックグロープラグ
JP2002124365A (ja) セラミックヒータ及びその製造方法
JPS6028193A (ja) セラミックヒ−タ
JP2537606B2 (ja) セラミツクヒ−タ
JPH10300086A (ja) セラミックヒータ及びセラミックグロープラグ
JPS62140386A (ja) セラミツクヒ−タ
JPH0286086A (ja) 発熱部露出型セラミックヒータの製造方法
JP2625710B2 (ja) セラミツクヒータ
JP2512818Y2 (ja) セラミックヒ―タ―
KR20060011550A (ko) 점토결합 탄화규소, 그 제조방법 및 이를 이용한 세라믹발열체

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term