JPS60211790A - セラミツクヒ−タ - Google Patents
セラミツクヒ−タInfo
- Publication number
- JPS60211790A JPS60211790A JP6806084A JP6806084A JPS60211790A JP S60211790 A JPS60211790 A JP S60211790A JP 6806084 A JP6806084 A JP 6806084A JP 6806084 A JP6806084 A JP 6806084A JP S60211790 A JPS60211790 A JP S60211790A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- present
- ceramic heater
- thermal shock
- shock resistance
- 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.)
- Granted
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- Resistance Heating (AREA)
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〕
本発明は例えばディーゼルエンジン用グロープラグのヒ
ータ部分に採用して好適なセラミ・ツクヒータに関し、
特にはその材料組成に関する。
ータ部分に採用して好適なセラミ・ツクヒータに関し、
特にはその材料組成に関する。
従来、セラミックヒータの材料としてMoSi2を用い
ることが試みられているが、該M o S i2は熱衝
撃性に劣っており、従って冷熱サイクルの繰り返しを受
ける部位に用いられた場合にはクランクを発生し、破損
するという問題があった。
ることが試みられているが、該M o S i2は熱衝
撃性に劣っており、従って冷熱サイクルの繰り返しを受
ける部位に用いられた場合にはクランクを発生し、破損
するという問題があった。
そこで、本発明者は先に特願昭58−136382とし
て、上記M OS i 2にS i 3 N 4を添加
、混合して焼結した導電性セラミック材料を提案してい
る。このMo5i2 Si3N4の複合組成によれば、
耐熱衝撃性がM o S i 2の単独に比べて向上す
るが、更にもっと向上すればよいことは明らかである。
て、上記M OS i 2にS i 3 N 4を添加
、混合して焼結した導電性セラミック材料を提案してい
る。このMo5i2 Si3N4の複合組成によれば、
耐熱衝撃性がM o S i 2の単独に比べて向上す
るが、更にもっと向上すればよいことは明らかである。
本発明は、MoS+2−3i3N4の複合組成材料に比
し耐熱(h撃性を向上せしめることにある。
し耐熱(h撃性を向上せしめることにある。
ff1Jち、本発明は、MoSi2 3i3N4の導電
性セラミック月料中に、zrF32、ZrSi2、Zr
Nより選択された少なくとも一種を存在せしめ、かつそ
の存在量を七ラミック材料の全体で5〜5 Qmo 1
%としたのである。
性セラミック月料中に、zrF32、ZrSi2、Zr
Nより選択された少なくとも一種を存在せしめ、かつそ
の存在量を七ラミック材料の全体で5〜5 Qmo 1
%としたのである。
本発明において、上記ZrB2、ZrS i 2、Zr
Nより選択された少なくとも一種の存在量が5 m o
(1%を下回るとその存在効果がなく、また5 0m
o 7!%を上回ると抗折強度が低下するとともに、5
mo 1%以下の場合と同様に耐熱衝撃性の向上効果が
ない。
Nより選択された少なくとも一種の存在量が5 m o
(1%を下回るとその存在効果がなく、また5 0m
o 7!%を上回ると抗折強度が低下するとともに、5
mo 1%以下の場合と同様に耐熱衝撃性の向上効果が
ない。
本発明においては材料の一つとしてS i 3 N 4
を用いていることから焼結助材を必要とするが、これは
S i 3N4の焼結性の悪さに起因する。該焼結助材
としては、MgA7!204 (スピネル)の他にMg
O,Aj!203を各々単独に用いてもよいし、該Mg
A7!204にMgO,、Y2O3、Aβ203などを
混合してもよい。
を用いていることから焼結助材を必要とするが、これは
S i 3N4の焼結性の悪さに起因する。該焼結助材
としては、MgA7!204 (スピネル)の他にMg
O,Aj!203を各々単独に用いてもよいし、該Mg
A7!204にMgO,、Y2O3、Aβ203などを
混合してもよい。
本発明において、M o S i 2− S i 3
N 4の組成範囲はこの2成分系でM o S i 2
が5〜5Qmojl!%、残部S i 3 N 4が望
ましい。この範囲であると、M o S i 2の耐熱
衝撃強度の悪さをSi3N4で補うことができるととも
に、材料としての比抵抗の上昇を抑えることができる。
N 4の組成範囲はこの2成分系でM o S i 2
が5〜5Qmojl!%、残部S i 3 N 4が望
ましい。この範囲であると、M o S i 2の耐熱
衝撃強度の悪さをSi3N4で補うことができるととも
に、材料としての比抵抗の上昇を抑えることができる。
本発明において、前記Z r B 2、ZrS i 2
、ZrNは存在せしめる場合には、比抵抗の調整のため
MoSi2とSi3N4の比率を若干変更することが必
要となる。
、ZrNは存在せしめる場合には、比抵抗の調整のため
MoSi2とSi3N4の比率を若干変更することが必
要となる。
本発明において、焼成によってZ r B 2、ZrS
i2、ZrNの形態となる材料を用いてもよい。
i2、ZrNの形態となる材料を用いてもよい。
また、本発明においては、材料をポットブレス法によっ
て焼結することができるが、富圧焼成法により焼結して
もかまわない。
て焼結することができるが、富圧焼成法により焼結して
もかまわない。
以下本発明を具体的実施例により詳述するが、これら実
施例は本発明に何ら制限を加えるものではない。
施例は本発明に何ら制限を加えるものではない。
MoSi2、S i 3N4、Mg/M! 204、Z
rB2、ZrS i 2、ZrN、およびZrO2の各
粉末を用意する。この粉末を表1に示した出発原料組成
(mo#%)に調合し、これに出発原料の粉末に対して
50%の重量比の有機溶剤を加えて混合する。例えば出
発原料500gに対し、有機溶剤250gを加え混合す
る。次に、この混合材料を公知のドクターブレード法に
よりシート状に成形し、各ソートを数枚積層してへr雰
囲気中で1650“(Hx4min、500 kg/c
Jの条件下でホットプレス焼成し、試料を得た。該試料
の寸法は幅×厚×長さが3.4 X3.4 X 56
(単位fi)である。
rB2、ZrS i 2、ZrN、およびZrO2の各
粉末を用意する。この粉末を表1に示した出発原料組成
(mo#%)に調合し、これに出発原料の粉末に対して
50%の重量比の有機溶剤を加えて混合する。例えば出
発原料500gに対し、有機溶剤250gを加え混合す
る。次に、この混合材料を公知のドクターブレード法に
よりシート状に成形し、各ソートを数枚積層してへr雰
囲気中で1650“(Hx4min、500 kg/c
Jの条件下でホットプレス焼成し、試料を得た。該試料
の寸法は幅×厚×長さが3.4 X3.4 X 56
(単位fi)である。
上記試料の耐熱衝撃強度は次のようにして測定した。即
ち、試験温度に上昇せしめた電気炉中に試料を5分間入
れ、5分経過後直ちに水中へ落下せしめて急冷し、水中
から取り出した試料のクランク発生の有無を染色探傷剤
を用いて確認する。
ち、試験温度に上昇せしめた電気炉中に試料を5分間入
れ、5分経過後直ちに水中へ落下せしめて急冷し、水中
から取り出した試料のクランク発生の有無を染色探傷剤
を用いて確認する。
試料にクランクの発生が生じていない場合には、上記電
気炉の試験温度を50℃上昇させ、上記の実験を同一試
料にて繰り返して行く。なお、上記試験温度は300℃
から始めた。
気炉の試験温度を50℃上昇させ、上記の実験を同一試
料にて繰り返して行く。なお、上記試験温度は300℃
から始めた。
表1の○印は試料にクランクが発生していない場合を示
し、X印はクラックが発生している場合を示し′ζおり
、その各指示温度を表中に示しである。
し、X印はクラックが発生している場合を示し′ζおり
、その各指示温度を表中に示しである。
ところで、第1図は表1の各試料の室温における抗折強
度を調べた結果を示している。この試験条件はスパン3
0龍、クロスヘソドスピード0.5鶴/minとし、試
料寸法は前述の耐熱(h撃試験と同一である。
度を調べた結果を示している。この試験条件はスパン3
0龍、クロスヘソドスピード0.5鶴/minとし、試
料寸法は前述の耐熱(h撃試験と同一である。
表1から理解されるごとく、M o S i 2単独で
は試料aのように耐熱衝撃温度は300°Cである。
は試料aのように耐熱衝撃温度は300°Cである。
一方、本発明者が先に提案したもの、即ち試料すは35
0℃であり、MoSi2単独に比べて50℃の向上が見
られる。
0℃であり、MoSi2単独に比べて50℃の向上が見
られる。
これに対し、試料Cの耐熱衝撃温度は500°Cであり
、試料すに比べて数段向上している。また、試料eでは
耐熱衝撃温度が700℃であり、試料すの100%増で
あって極めて優れている。ちなみに、試料CはZ r
B 2を5 m o 1%含んでおり、試料eはZrB
2を2’Om o 42%含んでいる。
、試料すに比べて数段向上している。また、試料eでは
耐熱衝撃温度が700℃であり、試料すの100%増で
あって極めて優れている。ちなみに、試料CはZ r
B 2を5 m o 1%含んでおり、試料eはZrB
2を2’Om o 42%含んでいる。
試料QはZrB2、ZrSi2、およびZrNを各々2
0 m O1%含んでおり、全体で60 rrt 。
0 m O1%含んでおり、全体で60 rrt 。
1%占めている。このa人材QのようにZrB2、Zr
Si2、ZrNが全体で60mo 12%占めている試
料は他にり、に、nであり、これら試料り。
Si2、ZrNが全体で60mo 12%占めている試
料は他にり、に、nであり、これら試料り。
k、n、 Qの耐熱衝撃温度はいずれも350°Cであ
って、試料Bと変わらない。このように、ZrB2、Z
rSi2、ZrNの量が多くなるにつれて耐熱衝撃性に
り」する効果が希薄となる。これらの量が50moβ%
を上回ると第1図から理解されるごとく、室温での抗折
強度が試料a、bに比べて大幅に低下する。
って、試料Bと変わらない。このように、ZrB2、Z
rSi2、ZrNの量が多くなるにつれて耐熱衝撃性に
り」する効果が希薄となる。これらの量が50moβ%
を上回ると第1図から理解されるごとく、室温での抗折
強度が試料a、bに比べて大幅に低下する。
なお、試料RはZ r O2を添加したものであるが、
耐熱ih撃性に対する効果ば全く見られない。
耐熱ih撃性に対する効果ば全く見られない。
ところで、第2図は本発明のセラミックヒータを用いた
ディーゼルエンジン用グロープラグの構造を示すもので
あり、これについて説明する。ヒータ部ば、S i 3
N 4とAl2O3との混合焼結体より成る支持材2
の外面に、セラミックヒータlを接合したもので、ヒー
タlの内部にタングステン線3a、3bが封入された構
造である。なお、図中4は金属スリーブ、5は金属キャ
ップ、6は支持体2とスリーブ4及びキャップ5を接合
するメタライズ層、8ばNi線、9は中心電極、10は
電気絶縁リング、11は耐熱ゴムシールリング、12は
電気絶縁ブツシュ、13.14は外部コネクタ取イ」用
ナツトである。電流は中心電極9からNi線8を通って
、キャップ5に流れW線3bを通ってヒータ1に流れ、
W線3a、スリーブ4を通ってボディ7に流れ接地され
る。
ディーゼルエンジン用グロープラグの構造を示すもので
あり、これについて説明する。ヒータ部ば、S i 3
N 4とAl2O3との混合焼結体より成る支持材2
の外面に、セラミックヒータlを接合したもので、ヒー
タlの内部にタングステン線3a、3bが封入された構
造である。なお、図中4は金属スリーブ、5は金属キャ
ップ、6は支持体2とスリーブ4及びキャップ5を接合
するメタライズ層、8ばNi線、9は中心電極、10は
電気絶縁リング、11は耐熱ゴムシールリング、12は
電気絶縁ブツシュ、13.14は外部コネクタ取イ」用
ナツトである。電流は中心電極9からNi線8を通って
、キャップ5に流れW線3bを通ってヒータ1に流れ、
W線3a、スリーブ4を通ってボディ7に流れ接地され
る。
以上要するに、本発明によれば、耐熱衝撃性を大幅に向
上できる。
上できる。
(以下余白)
表1
第1図は本発明の説明に供する特性図、第2図は本発明
の用途例を示す断面図である。 代理人弁理士 岡 部 隆 第1図
の用途例を示す断面図である。 代理人弁理士 岡 部 隆 第1図
Claims (1)
- MoSi2、S i 3 N 4 、および焼結助材を
混合して焼結して成る導電性セラミック材料により構成
されたセラミックヒータであ、て、ZrB2、ZrSi
2、ZrNより選択された少なくとも一種を前記材料中
に存在せしめ、その存在量を前記月料の全体で5〜5
Qmo 1%としたセラミックヒータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6806084A JPS60211790A (ja) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | セラミツクヒ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6806084A JPS60211790A (ja) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | セラミツクヒ−タ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60211790A true JPS60211790A (ja) | 1985-10-24 |
JPH05838B2 JPH05838B2 (ja) | 1993-01-06 |
Family
ID=13362859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6806084A Granted JPS60211790A (ja) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | セラミツクヒ−タ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60211790A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9491803B2 (en) | 2011-11-30 | 2016-11-08 | Kyocera Corporation | Ceramic structure, ceramic heater, and glow plug including the ceramic heater |
-
1984
- 1984-04-04 JP JP6806084A patent/JPS60211790A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9491803B2 (en) | 2011-11-30 | 2016-11-08 | Kyocera Corporation | Ceramic structure, ceramic heater, and glow plug including the ceramic heater |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05838B2 (ja) | 1993-01-06 |
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