JPH08213156A - セラミック発熱体 - Google Patents
セラミック発熱体Info
- Publication number
- JPH08213156A JPH08213156A JP7054900A JP5490095A JPH08213156A JP H08213156 A JPH08213156 A JP H08213156A JP 7054900 A JP7054900 A JP 7054900A JP 5490095 A JP5490095 A JP 5490095A JP H08213156 A JPH08213156 A JP H08213156A
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- Japan
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- heat generating
- sic
- section
- heating element
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 セラミック発熱体の非発熱部の抵抗を低くし
て温度上昇を防ぎ、セラミック発熱体の寿命を延ばす。 【構成】 発熱部と非発熱部とが一体成形されてなるセ
ラミック発熱体において、発熱部が実質的にＳｉＣから
なり、非発熱部がＳｉＣとＭｏ，Ｗ，Ｎｂよりなる群か
ら選ばれた金属のホウ化物またはけい化物または炭化物
との複合材とからなるセラミック発熱体。
て温度上昇を防ぎ、セラミック発熱体の寿命を延ばす。 【構成】 発熱部と非発熱部とが一体成形されてなるセ
ラミック発熱体において、発熱部が実質的にＳｉＣから
なり、非発熱部がＳｉＣとＭｏ，Ｗ，Ｎｂよりなる群か
ら選ばれた金属のホウ化物またはけい化物または炭化物
との複合材とからなるセラミック発熱体。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスバーナの点火器等
各種燃焼機器の点火用及び加熱に用いるセラミック発熱
体に関するものである。
各種燃焼機器の点火用及び加熱に用いるセラミック発熱
体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガスバーナの点火用としては、高
電圧の火花放電を利用する点火装置が用いられている。
しかしながら、この火花放電を利用した点火装置は点火
時に雑音等の電波障害を生じたり、点火に際しても信頼
性に欠け、未着火の場合には安全性にも大きな問題があ
った。そこでこうした問題を解決するために電波障害が
なく、短時間の急速昇温が可能な点火器が要望されてい
た。
電圧の火花放電を利用する点火装置が用いられている。
しかしながら、この火花放電を利用した点火装置は点火
時に雑音等の電波障害を生じたり、点火に際しても信頼
性に欠け、未着火の場合には安全性にも大きな問題があ
った。そこでこうした問題を解決するために電波障害が
なく、短時間の急速昇温が可能な点火器が要望されてい
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】こうした問題点を解決
するために、電波障害のない点火器で短時間の急速昇温
が可能なセラミック発熱体が提案されている。一方、セ
ラミック発熱体の中でもＳｉＣ発熱体はすぐれた耐熱性
と適当な抵抗値をもち、工業炉用加熱源として幅広く用
いられているが、上記の用途の点火器としても各種提案
されている。しかし、点火器はその使用上から寸法的に
小さいことが必要であるが、他方ＳｉＣは熱伝導率が高
く、小型にした場合、非発熱部と金属リード線との接合
部の信頼性に問題があった。例えば特公昭５７−９２０
３号で提案された小型ヒータは、実質的にＳｉＣからな
り、発熱部と非発熱部とを形状的に断面積を変えてあ
る。この方法によれば、発熱部に対し、非発熱部はある
程度温度を下げられるが、ガス燃焼炉の点火用等、燃焼
ガスに長時間暴露されるような用途では接合部の信頼性
が急激に低くなり、問題であった。また、再結晶ＳｉＣ
でできたセラミック発熱体は気孔率２０体積％−２７体
積％をもつが、該発熱体においては気孔を利用して金属
Ｓｉを含浸し、抵抗を下げて非発熱部を形成する方法を
とる。この方法によれば、非発熱部の温度は下げられる
が、発熱部が多孔質のため酸化劣化が著しく長期の使用
には不適であった。
するために、電波障害のない点火器で短時間の急速昇温
が可能なセラミック発熱体が提案されている。一方、セ
ラミック発熱体の中でもＳｉＣ発熱体はすぐれた耐熱性
と適当な抵抗値をもち、工業炉用加熱源として幅広く用
いられているが、上記の用途の点火器としても各種提案
されている。しかし、点火器はその使用上から寸法的に
小さいことが必要であるが、他方ＳｉＣは熱伝導率が高
く、小型にした場合、非発熱部と金属リード線との接合
部の信頼性に問題があった。例えば特公昭５７−９２０
３号で提案された小型ヒータは、実質的にＳｉＣからな
り、発熱部と非発熱部とを形状的に断面積を変えてあ
る。この方法によれば、発熱部に対し、非発熱部はある
程度温度を下げられるが、ガス燃焼炉の点火用等、燃焼
ガスに長時間暴露されるような用途では接合部の信頼性
が急激に低くなり、問題であった。また、再結晶ＳｉＣ
でできたセラミック発熱体は気孔率２０体積％−２７体
積％をもつが、該発熱体においては気孔を利用して金属
Ｓｉを含浸し、抵抗を下げて非発熱部を形成する方法を
とる。この方法によれば、非発熱部の温度は下げられる
が、発熱部が多孔質のため酸化劣化が著しく長期の使用
には不適であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はこうした問題点
に鑑み、なされたもので、緻密なＳｉＣ発熱体の非発熱
部に関し、非発熱部の抵抗を大幅に低くおさえたもので
ある。すなわち、発熱部と非発熱部とが一体成形されて
なるセラミック発熱体において、発熱部が実質的にＳｉ
Ｃからなり、非発熱部がＳｉＣとＭｏ，Ｗ，Ｎｂよりな
る群から選ばれた金属のホウ化物またはけい化物または
炭化物との複合材とからなることを特徴とする。
に鑑み、なされたもので、緻密なＳｉＣ発熱体の非発熱
部に関し、非発熱部の抵抗を大幅に低くおさえたもので
ある。すなわち、発熱部と非発熱部とが一体成形されて
なるセラミック発熱体において、発熱部が実質的にＳｉ
Ｃからなり、非発熱部がＳｉＣとＭｏ，Ｗ，Ｎｂよりな
る群から選ばれた金属のホウ化物またはけい化物または
炭化物との複合材とからなることを特徴とする。
【０００５】
【作用】ここで発熱部はＳｉＣであればα，βのいずれ
でもよいが、気孔率が５体積％以下が望ましい。また、
非発熱部をＳｉＣとＭｏ，Ｗ，Ｎｂよりなる群から選ば
れた金属のホウ化物またはけい化物または炭化物との複
合材としたのは、これらの化合物はいずれも高融点化合
物をつくり、ＳｉＣと複合化し焼結するのに適当である
からである。
でもよいが、気孔率が５体積％以下が望ましい。また、
非発熱部をＳｉＣとＭｏ，Ｗ，Ｎｂよりなる群から選ば
れた金属のホウ化物またはけい化物または炭化物との複
合材としたのは、これらの化合物はいずれも高融点化合
物をつくり、ＳｉＣと複合化し焼結するのに適当である
からである。
【０００６】
【実施例】本発明の実施例で詳細に説明する。
【０００７】
【実施例１】β−ＳｉＣに対して助剤Ｂ，Ｃを添加した
発熱部原料と、非発熱部としてβ−ＳｉＣ７０重量部
（助剤としてＢ，Ｃ添加）に対し、ホウ化ニオブ（Ｎｂ
Ｂ２）３０重量部とした配合を準備した。これらを一軸
加圧プレス内の型に体積比１：１になるよう充填し、加
圧成形してＷ５０×Ｌ５０×ｔ５の成形体を得た。この
成形体を窒素中１９００〜１９５０℃で焼結し、それを
コの字型に切断加工して発熱体素子とした。次に、発熱
体素子の非発熱部の両端に金属リード線をロウ付け接合
し、セラミック発熱体とした。セラミック発熱体の形状
を図１に示した。この時の発熱部の比抵抗はρ＝１×１
０−１Ωｃｍで、非発熱部の比抵抗はρ＝３×１０−３
Ωｃｍであった。このセラミック発熱体を１３００℃に
通電発熱して接合部の温度を測定した。その結果を図３
−に示した。
発熱部原料と、非発熱部としてβ−ＳｉＣ７０重量部
（助剤としてＢ，Ｃ添加）に対し、ホウ化ニオブ（Ｎｂ
Ｂ２）３０重量部とした配合を準備した。これらを一軸
加圧プレス内の型に体積比１：１になるよう充填し、加
圧成形してＷ５０×Ｌ５０×ｔ５の成形体を得た。この
成形体を窒素中１９００〜１９５０℃で焼結し、それを
コの字型に切断加工して発熱体素子とした。次に、発熱
体素子の非発熱部の両端に金属リード線をロウ付け接合
し、セラミック発熱体とした。セラミック発熱体の形状
を図１に示した。この時の発熱部の比抵抗はρ＝１×１
０−１Ωｃｍで、非発熱部の比抵抗はρ＝３×１０−３
Ωｃｍであった。このセラミック発熱体を１３００℃に
通電発熱して接合部の温度を測定した。その結果を図３
−に示した。
【０００８】
【実施例２】上記実施例１の発熱部原料と非発熱部とし
てβ−ＳｉＣ７０重量部に対し、二けい化モリブデン
（ＭｏＳｉ２）３０重量部とした配合を準備した。この
時の発熱部の比抵抗はρ＝１×１０−１Ωｃｍで、非発
熱部の比抵抗はρ＝２×１０−３Ωｃｍ側であった。こ
れらを実施例１と同様の方法でセラミック発熱体を製作
した。このセラミック発熱体を１３００℃に通電発熱し
て接合部の温度を測定した。その結果を図３−に示し
た。
てβ−ＳｉＣ７０重量部に対し、二けい化モリブデン
（ＭｏＳｉ２）３０重量部とした配合を準備した。この
時の発熱部の比抵抗はρ＝１×１０−１Ωｃｍで、非発
熱部の比抵抗はρ＝２×１０−３Ωｃｍ側であった。こ
れらを実施例１と同様の方法でセラミック発熱体を製作
した。このセラミック発熱体を１３００℃に通電発熱し
て接合部の温度を測定した。その結果を図３−に示し
た。
【０００９】
【実施例３】上記実施例１の発熱部原料と非発熱部とし
てβ−ＳｉＣ７０重量部に対し、炭化タングステン（Ｗ
Ｃ）３０重量部とした配合を準備した。これらを実施例
１と同様の方法でセラミック発熱体を製作した。この時
の発熱部の比抵抗はρ＝１×１０−１Ωｃｍで、非発熱
部の比抵抗はρ＝４×１０−３Ωｃｍであった。このセ
ラミック発熱体を１３００℃に通電発熱して接合部の温
度を測定した。その結果を図３−に示した。
てβ−ＳｉＣ７０重量部に対し、炭化タングステン（Ｗ
Ｃ）３０重量部とした配合を準備した。これらを実施例
１と同様の方法でセラミック発熱体を製作した。この時
の発熱部の比抵抗はρ＝１×１０−１Ωｃｍで、非発熱
部の比抵抗はρ＝４×１０−３Ωｃｍであった。このセ
ラミック発熱体を１３００℃に通電発熱して接合部の温
度を測定した。その結果を図３−に示した。
【００１０】
【比較例１】発熱部及び非発熱部ともにβ−ＳｉＣに対
して助剤Ｂ，Ｃを添加して、Ｗ５０×Ｌ５０×ｔ５のＳ
ｉＣ焼結体を得た。それを切断加工して非発熱部の断面
積が発熱部の断面積より大きくなるようにした。発熱体
形状を図２に示した。金属リード線は実施例１と同様に
ロウ付した。この時の発熱部、非発熱部の比抵抗は共に
ρ＝１×１０−１Ωｃｍであった。このセラミック発熱
体を１３００℃に通電発熱して接合部の温度を測定し
た。その結果を図３−に示した。
して助剤Ｂ，Ｃを添加して、Ｗ５０×Ｌ５０×ｔ５のＳ
ｉＣ焼結体を得た。それを切断加工して非発熱部の断面
積が発熱部の断面積より大きくなるようにした。発熱体
形状を図２に示した。金属リード線は実施例１と同様に
ロウ付した。この時の発熱部、非発熱部の比抵抗は共に
ρ＝１×１０−１Ωｃｍであった。このセラミック発熱
体を１３００℃に通電発熱して接合部の温度を測定し
た。その結果を図３−に示した。
【００１１】
【比較例２】β−ＳｉＣのみを出発原料として、Ｗ５０
×Ｌ５０×ｔ５のＳｉＣ焼結体を得た。この焼結体は気
孔率２０体積％を有していた。非発熱部は、この気孔に
金属Ｓｉを含浸することで得られた。図１に示す形状に
加工し、発熱体とした。金属リード線は実施例１と同様
にロウ付した。この時の発熱部の比抵抗は、ρ＝１×１
０−１Ωｃｍで非発熱部の比抵抗はρ＝１×１０−２Ω
ｃｍであった。このセラミック発熱体を１３００℃に通
電発熱して接合部の温度を測定した。その結果を図３−
に示した。
×Ｌ５０×ｔ５のＳｉＣ焼結体を得た。この焼結体は気
孔率２０体積％を有していた。非発熱部は、この気孔に
金属Ｓｉを含浸することで得られた。図１に示す形状に
加工し、発熱体とした。金属リード線は実施例１と同様
にロウ付した。この時の発熱部の比抵抗は、ρ＝１×１
０−１Ωｃｍで非発熱部の比抵抗はρ＝１×１０−２Ω
ｃｍであった。このセラミック発熱体を１３００℃に通
電発熱して接合部の温度を測定した。その結果を図３−
に示した。
【００１２】
【比較例３】β−ＳｉＣのみを出発原料として、Ｗ５０
×Ｌ５０×ｔ５のＳｉＣ焼結体を得た。この焼結体は気
孔率２０体積％を有していた。非発熱部は、この気孔に
金属Ｆｅ−Ｓｉを含浸することで得られた。図１に示す
形状に加工し、発熱体とした。金属リード線は実施例１
と同様にロウ付した。この時の発熱部の比抵抗は、ρ＝
１×１０−１Ωｃｍで非発熱部の比抵抗はρ＝８×１０
−３Ωｃｍあった。このセラミック発熱体を１３００℃
に通電発熱して接合部の温度を測定した。その結果を図
３−に示した。以上から比較例におけるセラミック発
熱体が非発熱部の温度上昇により断線したりして長時間
の使用に耐えなかったのに対し、本発明のセラミック発
熱体は非発熱部の温度上昇も少なく、長時間安定して使
用できることがわかった。
×Ｌ５０×ｔ５のＳｉＣ焼結体を得た。この焼結体は気
孔率２０体積％を有していた。非発熱部は、この気孔に
金属Ｆｅ−Ｓｉを含浸することで得られた。図１に示す
形状に加工し、発熱体とした。金属リード線は実施例１
と同様にロウ付した。この時の発熱部の比抵抗は、ρ＝
１×１０−１Ωｃｍで非発熱部の比抵抗はρ＝８×１０
−３Ωｃｍあった。このセラミック発熱体を１３００℃
に通電発熱して接合部の温度を測定した。その結果を図
３−に示した。以上から比較例におけるセラミック発
熱体が非発熱部の温度上昇により断線したりして長時間
の使用に耐えなかったのに対し、本発明のセラミック発
熱体は非発熱部の温度上昇も少なく、長時間安定して使
用できることがわかった。
【００１３】
【発明の効果】本発明のセラミック発熱体はガス点火用
として従来にない安全で確実な点火器として使用でき
る。この点火器を使用すれば、長期間の使用に耐え、メ
ンテナンスを含めた大幅なコスト低減が可能となり、産
業上の効果は大きい。
として従来にない安全で確実な点火器として使用でき
る。この点火器を使用すれば、長期間の使用に耐え、メ
ンテナンスを含めた大幅なコスト低減が可能となり、産
業上の効果は大きい。
【図１】本発明によるセラミック発熱体の斜視図。
【図２】従来のセラミック発熱体の斜視図。
【図３】セラミック発熱休を１３００℃に通電発熱させ
たときの接合部の温度を示すグラフ。
たときの接合部の温度を示すグラフ。
１発熱部 ２非発熱部 ３金属リード線 ４接合部 ５発熱体素子 ６セラミック発熱体
Claims (1)
- 【請求項１】 発熱部と非発熱部とが一体成形されて
なるセラミック発熱体において、発熱部が実質的にＳｉ
Ｃからなり、非発熱部がＳｉＣとＭｏ，Ｗ，Ｎｂよりな
る群から選ばれた金属のホウ化物またはけい化物または
炭化物との複合材とからなることを特徴とするセラミッ
ク発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05490095A JP3639998B2 (ja) | 1995-02-08 | 1995-02-08 | セラミック発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05490095A JP3639998B2 (ja) | 1995-02-08 | 1995-02-08 | セラミック発熱体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08213156A true JPH08213156A (ja) | 1996-08-20 |
| JP3639998B2 JP3639998B2 (ja) | 2005-04-20 |
Family
ID=12983488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05490095A Expired - Fee Related JP3639998B2 (ja) | 1995-02-08 | 1995-02-08 | セラミック発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3639998B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0810406D0 (en) | 2008-06-06 | 2008-07-09 | Kanthal Ltd | Electrical resistance heating elements |
-
1995
- 1995-02-08 JP JP05490095A patent/JP3639998B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3639998B2 (ja) | 2005-04-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040527 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
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