JPH1174063A - セラミックヒータ - Google Patents
セラミックヒータInfo
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- JPH1174063A JPH1174063A JP23527397A JP23527397A JPH1174063A JP H1174063 A JPH1174063 A JP H1174063A JP 23527397 A JP23527397 A JP 23527397A JP 23527397 A JP23527397 A JP 23527397A JP H1174063 A JPH1174063 A JP H1174063A
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Abstract
設し、該発熱抵抗体に接続するリード端子3を基体1の
後端部に備えてなるセラミックヒータにおいて、液体に
浸漬しても浸食されることを防止し、かつ基体1の側面
にフランジ部材6を強固に接合する。 【解決手段】上記基体1の先端側表面を耐食性金属層4
で被覆するとともに、後端側に上記耐食性金属層4とは
分離した接合用金属層5を備えて、この上にフランジ部
材6をロウ付けする。
Description
するためのセラミックヒータに関するものである。
ラミックス等の基体の内部にタングステン、モリブデン
等の高融点金属からなる発熱抵抗体を埋設し、これに接
続するリード端子を備えて構成され、上記発熱抵抗体に
通電して発熱させるようになっている。
用いられるが、例えばボイラー等の高圧水中で使用され
る温水ヒータや、腐食性溶液の加熱用ヒータなど、液体
中に浸漬して加熱する用途に用いることもできる。
成すアルミナセラミックスには10重量%程度のガラス
質が存在するため、例えば強アルカリ溶液等に浸漬して
使用すると、基体を成すセラミックスの結晶粒界が浸食
されてガラス質が溶出し、微小空洞が形成されて発熱抵
抗体の短絡や漏電を引き起こす等の問題があった。
に耐食性金属層を被覆したセラミックヒータを提案した
(特開平6−223956号公報参照)。
すように、アルミナ等のセラミックスからなる基体1に
発熱抵抗体を埋設し、その後端部にリード線3を接合
し、先端側表面にニッケル、金、銀等の耐食性金属層4
を被覆したものである。そのため、図4(b)に示すよ
うに、容器20内の液体21内にセラミックヒータを浸
漬しても、上記耐食性金属層4の存在によって基体1の
浸食によるガラス質の溶出を防止することができる。
ようなセラミックヒータを用いる場合、これを保持する
ために図4(c)に示すように基体1の側面にフランジ
部材6を接合する必要が生じることがある。この場合、
接着剤等による接合では強度、シール性の点で不十分で
あることから、ロウ材7を用いてロウ付けする必要があ
る。
フランジ部材6を配置し、両者の間をロウ付けしようと
すると、ロウ材7が耐食性金属層4上に広がってしま
い、大量のロウ材7が必要になるだけでなく、肝心のフ
ランジ部材6との隙間にロウ材7を高密度に存在させる
ことができず、接合強度が低くなるという問題があっ
た。そのため、使用時にフランジ部材6が脱落する恐れ
があった。
ックス製基体の内部に発熱抵抗体を埋設し、該発熱抵抗
体に接続するリード端子を基体の後端部に備えてなるセ
ラミックヒータにおいて、上記基体の先端側表面を耐食
性金属層で被覆するとともに、後端側に上記耐食性金属
層とは分離した接合用金属層を備えて、この上にフラン
ジ部材をロウ付けしたことを特徴とする。
金属層とは分離した位置に接合用金属層を備えて、この
上にフランジ部材をロウ付けしたことによって、ロウ材
が耐食性金属層上に広がることを防止し、少ないロウ材
で強固にフランジ部材を接合できるようにしたものであ
る。
において、基体における耐食性金属層と接合用金属層の
間の表面を上記フランジ部材で覆い、かつフランジ部材
と基体とのの隙間に樹脂を充填したことを特徴とする。
性金属層と接合用金属層が分離しており、両者の間で基
体の表面が露出するため、この部分を樹脂で覆うことに
よって、耐食性を向上させたものである。
タにおいて、上記基体の先端側表面を耐食性金属層で被
覆するとともに、該耐食性金属層の後端部以外にロウ材
と濡れにくい材質を被覆し、上記後端部にフランジ部材
をロウ付けしたことを特徴とする。
よって説明する。
クスからなる円柱状の基体1に発熱抵抗体を埋設し、こ
れと接続するリード線3を基体1の後端部に接合したも
のである。また、基体1の先端側の表面は耐食製金属層
4で被覆するとともに、これよりも後端側に、一定の間
隔をあけて分離した状態で、接合用金属層5を形成して
ある。そして、この接合用金属層5上に、ロウ材7を介
してフランジ部材6をロウ付けしてある。
筒状体であり、基体1における耐食製金属層4と接合用
金属層5の間の露出面1aを覆うように配置し、その端
部の接合部6aで上記接合用金属層5とロウ付けしてあ
る。また、フランジ部材6の側面には注入孔6bを形成
し、この注入孔6bから樹脂8を注入してロウ付け部分
以外のフランジ部材6と基体1の隙間を樹脂8で充填し
てある。
4を備えていることにより、この部分を液体に浸漬して
使用しても、基体1の浸食によるガラス質の溶出を防止
できる。しかも、接合用金属層5と耐食性金属層4を分
離してあることにより、ロウ付け時にロウ材7は基体1
の表面には付着しないため、接合用金属層5の上のみに
広がり、これよりも広い範囲に流れてしまうことがな
い。その結果、少ないロウ材7でフランジ部材6の接合
部6aと接合用金属層5の間に高密度にロウ材7を介在
させることができ、フランジ部材6を強固に、かつシー
ル性を維持して接合することができる。
接合用金属層5との間の露出面1aはフランジ部材6で
覆うとともに、樹脂8を充填してあるため、使用時にこ
の露出面1aに溶液が付着することを防止できる。
法を説明する。
ムライト、窒化珪素、窒化アルミニウム等を主成分とす
るセラミックスを用いるが、一般的には80〜94重量
%のAl2 O3 を主成分とし、残部がSiO2 、Mg
O、CaO等からなるアルミナセラミックスを用いる。
スを棒状に成形した芯材11とグリーンシート12をそ
れぞれ作製し、グリーンシート12上に、タングステ
ン、モリブデン、レニウム、白金等の高融点金属の単
体、又はこれらの炭化物、窒化物等からなるペーストを
所定形状に塗布して発熱抵抗体2とその端部にパッド2
aを形成する。一方、芯材11の後端部には凹部11a
を形成しておき、この芯材11の側面に上記グリーンシ
ート12を発熱抵抗体2が内側となるようにして、パッ
ド2aが芯材11の凹部11aと一致するように巻き付
ける。
後、図2(b)に示すように、その先端側表面に耐食性
金属層4を、これよりも後端側に所定間隔をあけてリン
グ状の接合用金属層5をそれぞれ形成する。
すように、基体1側から、タングステン、モリブデン等
のメタライズ層4c、ニッケル等のメッキ層4b、及び
銀、金、白金等の耐食層4aから構成することができ
る。この場合は、まず基体1上にメタライズ層4cを成
す金属ペーストを所定パターンで塗布しておいて、焼成
し、その上にメッキ層4b、耐食層4aをそれぞれ被覆
すれば良く、このような構造としておくことによって、
基体1と耐食性金属層4の接合強度を高くすることがで
きる。
金、白金等の耐食性金属からなる耐食層4aを形成して
おく必要があり、この耐食層4aの厚みは1μm以上、
好ましくは5μm以上とする。
同様に、タングステン、モリブデン等のメタライズ層を
形成し、この表面にニッケル等のメッキ層を形成するこ
とによって構成される。
ジ部材6を基体1の周囲に配置し、図1(b)に示すよ
うに、フランジ部材6の接合部6aと接合用金属層5の
間を銀ロウや金ロウ等のロウ材7でロウ付けする。その
後、フランジ部材6の注入孔6bからエポキシ系樹脂、
フッ素系樹脂等の樹脂8を注入し、隙間に充填する。
部11aに当たる部分に発熱抵抗体2のパッド2aが露
出するため、このパッド2aにニッケル等をメッキして
おいて、リード線3をロウ付けすることにより、本発明
のセラミックヒータを得ることができる。
は、図1に示すものと同様であるが、耐食性金属層4と
接合用金属層5の間の基体1の露出面1aをフランジ部
材6で覆っておらず、樹脂による被覆も行っていない点
で相違する。
ないような場合は、上記露出面1aを樹脂等で被覆する
必要がない。
して接合用金属層5を備えたため、フランジ部材6をこ
の接合用金属層5にロウ付けすれば、ロウ材7の広がり
を防止して、少ないロウ材7で強固に接合することがで
きる。
このセラミックヒータは、耐食性金属層4の後端部4a
以外の部分にロウ材7と濡れにくい材質からなる被覆層
8を形成してある。そのため、後端部4aにフランジ部
材6をロウ付けすれば、ロウ材7が広がることを防止し
て、良好にロウ付けすることができる。
にくい材質であれば良く、例えば、ロウ材と反応しない
金属材としてNi,Al,Ti等、あるいはガラス、セ
ラミックセメント等を用いる。また、被覆層8は上記後
端部4a近傍部のみに形成しておけば良いが、後端部4
a以外の全ての耐食性金属層4上に形成すれば保護層と
しての作用も成す。
は円柱状のものを示したが、これに限らず、筒状体や角
柱状等さまざまな形状とすることができる。さらに、本
発明のセラミックヒータは、ヒータ自体を液体に浸漬し
て加熱するような用途に広く使用することができ、例え
ばボイラー用ヒータや、腐食性溶液の加熱用ヒータ等と
して使用することができる。
基体1としてAl2 O3 93重量%のアルミナセラミッ
クスを用い、その寸法は直径12mm、長さ185mm
とした。また発熱抵抗体2はW,Moにより形成し、そ
の抵抗値は34.6Ωとした。
にタングステンのメタライズ層4c、ニッケルのメッキ
層4b、及び銀の耐食層4aから形成し、基体1の先端
から162mmの位置まで形成した。これから7mm後
端側に、タングステンのメタライズとニッケルのメッキ
層からなる接合用金属層5を幅5mmで形成した。
6の接合部6aを銀ロウからなるロウ材7を用いて接合
用金属層5にロウ付けし、フランジ部材6と基体1の間
にエポキシ系接着剤8を充填した。
置に組み込んで、液体加熱試験を行ったところ、AC2
00Vの電圧を印加すると900Wで発熱し、充分に液
体を加熱することができた。また、加熱と冷却を繰り返
すヒートサイクルテストを5000回行っても、フラン
ジ部材6の脱落や、基体1の浸食による短絡や漏電の恐
れは全くなく、長期間にわたって良好に使用できること
が確認できた。
ス製基体の内部に発熱抵抗体を埋設し、該発熱抵抗体に
接続するリード端子を基体の後端部に備えてなるセラミ
ックヒータにおいて、上記基体の先端側表面を耐食性金
属層で被覆するとともに、後端側に上記耐食性金属層と
は分離した接合用金属層を備えて、この上にフランジ部
材をロウ付けしたことによって、液体に浸漬しても基体
が浸食されることを防止し、かつロウ付け時にロウ材が
耐食性金属層上に広がらないため少ないロウ材で強固に
フランジ部材を接合することができる。
間の基体表面を樹脂で被覆すれば、基体の露出面が液体
で浸食されることを防止し、さらに耐食性を向上させる
ことができる。
って良好に使用することのできる液体加熱用のセラミッ
クヒータを提供できる。
図、(b)は(a)中のX−X線断面図である。
造工程を示す斜視図、(c)は耐食性金属層の拡大断面
図である。
形態を示す側面図、(b)は(a)中のY−Y線断面
図、(c)はさらに他の実施形態を示す断面図である。
(b)はその使用形態を示す概略図、(c)はフランジ
部材を接合した部分の拡大断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】セラミックス製基体の内部に発熱抵抗体を
埋設し、該発熱抵抗体に接続するリード端子を基体の後
端部に備えてなるセラミックヒータにおいて、上記基体
の先端側表面を耐食性金属層で被覆するとともに、後端
側に上記耐食性金属層とは分離した接合用金属層を備え
て、この上にフランジ部材をロウ付けしたことを特徴と
するセラミックヒータ。 - 【請求項2】上記基体における耐食性金属層と接合用金
属層の間の表面を上記フランジ部材で覆うとともに、フ
ランジ部材と基体との隙間に樹脂を充填したことを特徴
とする請求項1記載のセラミックヒータ。 - 【請求項3】セラミックス製基体の内部に発熱抵抗体を
埋設し、該発熱抵抗体に接続するリード端子を基体の後
端部に備えてなるセラミックヒータにおいて、上記基体
の先端側表面を耐食性金属層で被覆するとともに、該耐
食性金属層の後端部以外にロウ材と濡れにくい材質を被
覆し、上記後端部にフランジ部材をロウ付けしたことを
特徴とするセラミックヒータ。
Priority Applications (1)
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