KR100959298B1 - Ceramic glow plug - Google Patents

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Abstract

디젤기관의 연료의 착화를 용이하게 하도록 연소실을 미리 가열하는 세라믹 글로우 플러그가 개시된다. 세라믹 글로우 플러그는 중공이 형성된 금구; 상기 금구의 일단에 삽입된 중축; 및 상기 금구의 타단에 삽입된 발열부;를 포함한다. 상기 발열부는, 세라믹 재질의 발열부재; 및 일단이 상기 중축에 연결되고, 타단이 상기 금구에 접촉되며, 상기 발열부재의 내부에 내장되어, 전기에 의해 발열을 하는 발열선을 포함한다. 상기 발열부재는, 실리카나이트나이드(Si3N4)를 기본물질로 하여, 알루미나(Al2O3), 산화이트륨(Y2O3) 및 텅스텐 카바이드(WC)가 첨가된 것을 특징으로 한다. 따라서, 고온에서도 강성이 유지되며, 균일한 품질을 가지는 발열부재가 제공될 수 있다.A ceramic glow plug is disclosed that preheats a combustion chamber to facilitate ignition of fuel in a diesel engine. The ceramic glow plug comprises a hollow metal bracket; A middle shaft inserted into one end of the metal fitting; And a heat generating part inserted into the other end of the metal fitting. The heating unit may include: a heating member made of a ceramic material; And a heating wire connected at one end to the middle shaft and at the other end to contact the metal member and embedded in the heating member to generate heat by electricity. The heating member is characterized in that alumina (Al 2 O 3 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), and tungsten carbide (WC) are added with silica nitride (Si 3 N 4 ) as a base material. Accordingly, rigidity can be maintained even at a high temperature, and a heating member having uniform quality can be provided.

세라믹 글로우 플러그 Ceramic Glow Plug

Description

세라믹 글로우 플러그{CERAMIC GLOW PLUG}Ceramic glow plug {CERAMIC GLOW PLUG}

본 발명은 세라믹 글로우 플러그에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디젤기관의 연소실을 예열하는 용도에 사용되는 세라믹 글로우 플러그의 발열체에 관한 것이다. The present invention relates to a ceramic glow plug, and more particularly, to a heating element of a ceramic glow plug used for preheating a combustion chamber of a diesel engine.

일반적으로 글로우 플러그는 디젤기관의 연료의 착화를 용이하게 하도록 연소실을 미리 가열하는 장치이다.Generally, the glow plug is a device for preheating the combustion chamber to facilitate ignition of the fuel of the diesel engine.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 내연기관용 글로우 플러그는 중공의 금구(110)과, 상기 금구(110)의 일단에 결합되어 외부로부터 전원이 인가되는 전원 인가부(120)와, 상기 금구(110)의 전원인가부(120)가 결합되는 측의 반대측에 설치되어 상기 중축(120)으로부터 인가된 전압에 의하여 발열되는 발열체(130)를 포함하여 구성된다.1, a general glow plug for an internal combustion engine includes a hollow bracket 110, a power applying unit 120 coupled to one end of the bracket 110 to receive power from the outside, And a heating element 130 installed on a side opposite to a side to which the power applying unit 120 is coupled and generating heat by a voltage applied from the middle shaft 120.

상기 전원인가부(120)는 상기 금구(110)의 길이 방향으로 연장되어 상기 금구(110)의 내부에 배치되는 중축(121)과, 상기 중축(121)을 상기 금구(110)에 고정시키는 고정너트(122)와, 상기 고정너트(122)와 상기 금구(110)의 사이에 배치되는 절연와셔(123)와, 상기 절연와셔(123)와 상기 금구(110)의 사이의 기밀을 위한 링 부재(124)를 포함하여 구성된다.The power applying unit 120 includes a center shaft 121 extending in the lengthwise direction of the metal member 110 and disposed inside the metal member 110 and a fixing member 122 for fixing the center shaft 121 to the metal member 110. [ An insulating washer 123 disposed between the fixing nut 122 and the metal fitting 110 and a ring member for airtightness between the insulating washer 123 and the metal fitting 110, (124).

상기 발열체(130)는 내부에 발열부재(131)와, 상기 발열부재(131)의 내측에서 상기 중축(121)과 연결되어 인가된 전원에 의하여 발열하는 발열선(132)을 포함하여 구성된다. 발열선(132)과 중축(121)은 리드선(133)에 의해 연결된다.The heating body 130 includes a heating member 131 and a heating line 132 that is connected to the center shaft 121 and generates heat by a power source applied from the inside of the heating member 131. The heating line 132 and the center shaft 121 are connected by a lead wire 133.

상기와 같이 구성되는 종래의 글로우 플러그는 중축(121)을 통해서 전원이 인가되면, 리드선(133)을 통해서 발열선(132)에 전기가 통전되어 발열을 한다. 발열선(132)에서 발생되는 열은 발열부재(131)를 통해서 엔진 내부를 예열하게 된다. 따라서, 발열부재(131)는 엔진 시동때마다 매우 고온으로 가열되었다가, 식혀지는 것을 반복하게 된다. 이러한 발열부재(131)는 온도에 매우 강한 세라믹 소재, 즉 실리카나이트나이드(Si3N4)를 주 재료로 사용한다. 발열부재(131)는 실리카나이트나이드를 소결하여 형성하며, 실리카나이트나이드는 공유 결합성이 매우 높은 세라믹으로 단미의 소결이 매우 힘들다. 그래서 일반적으로 첨가제를 첨가하여 액상 소결을 유도하여 낮은 온도에서 높은 소결밀도를 가지는 실리카나이트나이드(Si3N4) 소결체를 제작한다. 이러한 소결 첨가재로는 매우 많은 종류가 사용되나 치밀화와 기계적 특성이 우수한 산화이트륨(Y2O3) 및 알루미나(Al2O3)가 통상 많이 사용된다.In the conventional glow plug constructed as described above, electricity is supplied to the heating wire 132 through the lead wire 133 when the power is applied through the middle shaft 121, thereby generating heat. The heat generated in the heating line 132 is preheated in the engine through the heating member 131. Therefore, the heating member 131 is heated to a very high temperature every time the engine is started, and then it is repeatedly cooled. The heat generating member 131 uses a ceramic material having a very high temperature, that is, silica nitride (Si 3 N 4 ) as a main material. The heat generating member 131 is formed by sintering silica nitride, and silica nitride is a ceramic having a very high covalent bonding property, so that it is very difficult to sinter in a short time. So, in general, additive is added to induce liquid phase sintering to produce a sintered body of silica-nitride (Si 3 N 4 ) having a high sintered density at low temperature. Many kinds of sintering additives are used, but yttrium oxide (Y 2 O 3 ) and alumina (Al 2 O 3 ), which are excellent in densification and mechanical properties, are commonly used.

그러나, 이러한 첨가제는 실리카나이트나이드의 소결체에 유리질 상을 생성하게 되며, 이러한 유리질상은 급속한 냉각에서 안정한 결정상을 가지지 못하고 불안정한 유리질 상으로 잔존하게 된다. 이러한 유리질 상은 재료의 기계적 특성을 저하할 뿐만 아니라 급열 급랭을 반복하는 급속한 온도변화를 가지는 분야 소재로 서의 응용을 제한하는 주요한 원인이 된다. 따라서, 보다 강성을 증대시킬 수 있는 첨가제의 발견이 요청되고 있는 실정이다.However, such an additive causes a vitreous phase to be formed in the sintered body of silica nitride. Such a vitreous phase does not have a stable crystalline phase upon rapid cooling and remains as an unstable vitreous phase. This glassy phase not only degrades the mechanical properties of the material but also is a major reason for restricting application as a field material having a rapid temperature change which repeats rapid quenching. Therefore, it is required to find an additive capable of increasing the stiffness.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 보다 강성이 증대된 세라믹 발열부재를 구비하는 세라믹 글로우 플러그를 제공함을 그 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a ceramic glow plug having a ceramic heating member with increased rigidity.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하고자, 중공이 형성된 금구; 상기 금구의 일단에 삽입된 중축; 및 상기 금구의 타단에 삽입된 발열부; 를 포함하고, 상기 발열부는, 세라믹 재질의 발열부재; 및 일단이 상기 중축에 연결되고, 타단이 상기 금구에 접촉되며, 상기 발열부재의 내부에 내장되어, 전기에 의해 발열을 하는 발열선을포함하며, 상기 발열부재는, 실리카나이트나이드(Si3N4)를 기본물질로 하여, 알루미나(Al2O3), 산화이트륨(Y2O3) 및 텅스텐 카바이드(WC)가 첨가된 것을 특징으로 하는 세라믹 글로우 플러그를 제공한다.In order to solve the above-described problems, the present invention provides a metal mold comprising: a metal formed with a hollow; A middle shaft inserted into one end of the metal fitting; And a heating unit inserted into the other end of the metal fitting; Wherein the heat generating unit comprises: a heat generating member made of a ceramic material; And a heating wire having one end connected to the middle shaft and the other end contacting the metal and embedded in the heating member and generating heat by electricity, and the heating member is made of silica nitride (Si 3 N 4 (Al 2 O 3 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), and tungsten carbide (WC) are added to the ceramic glow plug as a base material.

여기서, 상기 텅스텐 카바이드의 첨가량이 1wt%~3wt%인 것이 바람직하다.The amount of the tungsten carbide added is preferably 1 wt% to 3 wt%.

또한, 상기 텅스텐 카바이드는 상기 알루미나 및 상기 산화이트륨의 질량합 대비 질량비율이 1/7~3/7인 것이 효과적이다.It is effective that the tungsten carbide has a mass ratio of the alumina and the yttria to the mass sum of 1/7 to 3/7.

그리고, 상기 알루미나는 상기 산화이트륨의 질량대비 질량비율이 0.3~0.5인 것이 바람직하다.The mass ratio of the alumina to the mass of the yttria is preferably 0.3 to 0.5.

또한, 상기 알루미나의 첨가량은 1.5wt%~2.5wt%인 것이 바람직하다.The amount of the alumina added is preferably 1.5 wt% to 2.5 wt%.

여기서, 상기 알루미나는 상기 산화이트륨 및 상기 텅스텐의 질량합 대비 질량비율이 0.25~0.42인 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the mass ratio of the alumina to the mass sum of the yttria and the tungsten is 0.25 to 0.42.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.As described above, according to the present invention, various effects including the following can be expected. However, the present invention does not necessarily achieve the following effects.

먼저, 발열부재를, 알루미나와, 산화이트륨외에 텅스텐 카바이드를 추가하여 소결 성형함으로써, 텅스텐 카바이드가 크랙 발생을 억제하고 분산시켜 발열부재가 우수한 강성을 가지도록 한다.First, the heat generating member is sintered by adding alumina and tungsten carbide in addition to yttrium oxide, so that the tungsten carbide suppresses and disperses the occurrence of cracks, so that the heating member has excellent rigidity.

또한, 이들의 최적 배합 비율을 구비함으로써, 고온에서 강성이 저하되지 않으며, 편차가 크지 않도록 한다.Further, by providing these optimum mixing ratios, rigidity is not lowered at a high temperature, and deviation is not so large.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 세라믹 글로우 플러그의 형상을 도시한 단면도이다.1 is a sectional view showing the shape of a general ceramic glow plug.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 내연기관용 글로우 플러그는 중공이 형성된 금구(110)과, 상기 금구(110)의 일단에 결합되어 외부로부터 전원이 인가되는 전원 인가부(120)와, 상기 금구(110)의 전원인가부(120)가 결합되는 측의 반대측에 설치되어 상기 중축(120)으로부터 인가된 전압에 의하여 발열되는 발열부(130)를 포함하여 구성된다.1, a general glow plug for an internal combustion engine includes a bracket 110 having a hollow portion, a power applying portion 120 coupled to one end of the bracket 110 to receive power from the outside, And a heating unit 130 installed on a side opposite to a side to which the power applying unit 120 is coupled and generating heat by a voltage applied from the middle shaft 120.

상기 전원인가부(120)는 상기 금구(110)의 길이 방향으로 연장되어 상기 금 구(110)의 내부에 배치되는 중축(121)과, 상기 중축(121)을 상기 금구(110)에 고정시키는 고정너트(122)와, 상기 고정너트(122)와 상기 금구(110)의 사이에 배치되는 절연와셔(123)와, 상기 절연와셔(123)와 상기 금구(110)의 사이의 기밀을 위한 링부재(124)를 포함하여 구성된다.The power applying unit 120 includes a center axis 121 extending in a longitudinal direction of the metal member 110 and disposed inside the metal member 110 and a center shaft 121 fixed to the metal member 110, A fixing nut 122 and an insulation washer 123 disposed between the fixing nut 122 and the metal fitting 110 and a ring for airtightness between the insulation washer 123 and the metal fitting 110. [ Member 124 as shown in FIG.

상기 발열부(130)는 세라믹 재질의 발열부재(131)와, 상기 발열부재(131)의 내측에서 상기 중축(121)과 연결되어 인가된 전원에 의하여 발열하는 발열선(132)을 포함하여 구성된다. 발열선(132)은 일단이 중축(121)에 리드선(133)에 의해 연결되며, 타단이 금속캡(111)에 의해 금구(110)에 연결된다. The heating unit 130 includes a heating member 131 made of a ceramic material and a heating line 132 connected to the middle shaft 121 and generating heat by a power source applied inside the heating member 131 . One end of the heating wire 132 is connected to the center shaft 121 by a lead wire 133 and the other end is connected to the metal bracket 110 by a metal cap 111.

상기와 같이 구성되는 종래의 글로우 플러그는 중축(121)을 통해서 전원이 인가되면, 리드선(133)을 통해서 발열선(132)에 전기가 통전되어 발열을 한다. 발열선(132)에서 발생되는 열은 발열부재(131)를 통해서 엔진 내부를 예열하게 된다. 따라서, 발열부재(131)는 엔진 시동때마다 매우 고온으로 가열되었다가, 식혀지는 것을 반복하게 된다. In the conventional glow plug constructed as described above, electricity is supplied to the heating wire 132 through the lead wire 133 when the power is applied through the middle shaft 121, thereby generating heat. The heat generated in the heating line 132 is preheated in the engine through the heating member 131. Therefore, the heating member 131 is heated to a very high temperature every time the engine is started, and then it is repeatedly cooled.

전술한 바와 같이, 본원 발명은 발열부재(131)의 조성비를 조절하여 고온에서도 강성이 강한 발열부재(131)를 개발하는 데 특징이 있다.As described above, the present invention is characterized in that a heating member 131 having a high rigidity at a high temperature is developed by adjusting the composition ratio of the heating member 131.

발열부재(131)는 실리카나이트나이드(Si3N4)의 기본물질에 다수의 첨가제를 첨가한 후 이를 혼합하는 과정을 거친다. 그 다음 고온으로 압축하여 소결성형하여 형성한다.The heating member 131 is formed by adding a large number of additives to a base material of silica-nitride (Si 3 N 4 ) and then mixing them. Followed by sintering by compression at a high temperature.

본 발명의 발열부재(131)는 실리카나이트나이드(Si3N4)를 기본물질로 하여, 알루미나(Al2O3), 산화이트륨(Y2O3) 및 텅스텐 카바이드(WC)가 첨가된 것을 특징으로 한다. 본 발명자는 다양한 물질을 테스트하였으며, 그 중에서 텅스텐 카바이드가 가장 우수한 효과를 발휘함을 발견할 수 있었다.The heat generating member 131 of the present invention is a member in which alumina (Al 2 O 3 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ) and tungsten carbide (WC) are added with silica nitride (Si 3 N 4 ) . The present inventors have tested various materials, and found that tungsten carbide exerts the most excellent effects.

텅스텐 카바이드(WC)는 고온에서 매우 안정한 상을 가지는 데, 이렇게 첨가된 텅스텐 카바이드(WC)는 실리카나이트나이드(Si3N4) 결정 사이에 균일하게 분산된다. 이렇게 분산된 텅스텐 카바이드(WC)는 알루미나(Al2O3) 및 산화이트륨(Y2O3)에 의해 형성된 유리질 상 사이에 결정질의 이차상으로 존재하여 크랙 발생을 억제하고 분산시켜 종래보다 우수한 열 충격 특성을 가진다.Tungsten carbide (WC) has a very stable phase at high temperature, and the added tungsten carbide (WC) is uniformly dispersed among the silica-nitride (Si 3 N 4 ) crystals. The thus dispersed tungsten carbide (WC) exists in a crystalline secondary phase between the vitreous phase formed by alumina (Al 2 O 3 ) and yttria (Y 2 O 3 ) to suppress and disperse cracks, Impact characteristics.

도 2는 텅스텐 카바이드(WC) 첨가량 변화에 따른 열충격 특성 데이터를 도시한 것이다.FIG. 2 shows thermal shock characteristic data according to the amount of addition of tungsten carbide (WC).

도 2는 실리카나이트나이드(Si3N4)를 기본물질로 하여, 5wt%의 산화이트륨(Y2O3)과, 2wt%의 알루미나(Al2O3)에 텅스텐 카바이드(WC)의 양을 변화시켜 온도별로 파괴강성을 측정한 것이다. 도 2에서 0.5WC는 텅스텐 카바이드가 0.5wt%가 혼합되어 소결 성형 되었음을 의미한다.2 is a graph showing the relationship between the amount of tungsten carbide (WC) added to 5 wt% yttrium oxide (Y 2 O 3 ) and 2 wt% alumina (Al 2 O 3 ) with silica nitride (Si 3 N 4 ) And the fracture stiffness was measured by temperature. In FIG. 2, 0.5 WC means that 0.5 wt% of tungsten carbide is mixed and sintered.

텅스텐 카바이드(WC)를 사용하지 않고, 실리카나이트나이드(Si3N4)와 알루미나(Al2O3)를 첨가물로 사용하였을 때에는 파괴가 일어나는 파괴 강도의 편차가 심하며, 상온에서도 800MPa에 이르지 못하는 것이 많이 나왔다.When silica tungsten carbide (WC) is not used and silica-nitride (Si 3 N 4 ) and alumina (Al 2 O 3 ) are used as additives, the fracture strength of the fracture tends to vary greatly and does not reach 800 MPa even at room temperature A lot came out.

이에 반해 도 2에 도시된 바와 같이 텅스텐 카바이드(WC)가 포함된 경우, 전 체적으로 굽힘 강성이 증대되었음을 알 수 있다. 있는 상온에서의 파괴 강도가 모두 800MPa 보다 크다는 점으로 확인할 수 있다.On the contrary, when the tungsten carbide (WC) is included as shown in FIG. 2, it can be understood that the bending stiffness is increased as a whole. The fracture strength at room temperature is higher than 800 MPa.

특히, 텅스텐 카바이드(WC)가 1wt%~3wt% 범위에서는 고온(썹씨 1200도)에서도 파괴 강도가 거의 나빠지지 않음을 알 수 있다. 이 범위는 알루미나(Al2O3)와 산화이트륨(Y2O3)의 합계 질량의 비로 표시하면, 1/7~3/7의 범위에 텅스텐 카바이드(WC)가 있을 때 가장 큰 파괴 강성을 나타냄을 알 수 있다.Particularly, when the content of tungsten carbide (WC) is in the range of 1 wt% to 3 wt%, the fracture strength hardly deteriorates even at a high temperature (1200 DEG C). This range shows the largest fracture toughness when tungsten carbide (WC) is present in the range of 1/7 to 3/7, as expressed by the ratio of the total mass of alumina (Al 2 O 3 ) and yttria (Y 2 O 3 ) .

도 3 내지 도 5는 1wt% 텅스텐 카바이드(WC)에 산화이트륨(Y 2 O3) 및 알루미나(Al2O3)의 성분비를 변화시켜 파괴 강도를 측정한 것이다.3 to 5 show fracture strengths measured by varying the composition ratio of yttrium oxide (Y 2 O 3 ) and alumina (Al 2 O 3 ) to 1 wt% tungsten carbide (WC).

도 3은 알루미나(Al2O3) 대비 산화이트륨(Y2O3)의 조성비가 0.2인 경우이다. 즉, 5wt%의 산화이트륨과 1wt%의 알루미나 및 1wt%의 텅스텐 카바이드(WC)를 첨가한 경우이다. 그 결과를 보면, 전체적으로 파괴 강성이 800MPa 이상이나, 썹씨 1200도에서 파괴 강성이 낮아졌으며, 파괴 강성의 편차도 큼을 알 수 있다.FIG. 3 shows a case where the composition ratio of yttrium oxide (Y 2 O 3 ) to alumina (Al 2 O 3 ) is 0.2. That is, 5 wt% of yttria, 1 wt% of alumina and 1 wt% of tungsten carbide (WC) are added. As a result, the fracture stiffness is 800 MPa or more, but the fracture stiffness is lowered at 1200 ° C., and the variation of fracture stiffness is large.

도 4는 알루미나 대비 산화이트륨의 조성비가 0.4인 경우이다. 즉, 5wt%의 산화이트륨과 2wt%의 알루미나 및 1wt%의 텅스텐 카바이드(WC)를 첨가한 경우이다. 그 결과를 보면, 전체적으로 파괴 강성이 800MPa 이상이며, 고온에서도 파괴 강성이 많이 줄지 않았음을 알 수 있다. 따라서, 가장 이상적인 파괴강성 분포를 보여주고 있다.4 shows a case where the composition ratio of yttrium oxide to alumina is 0.4. That is, 5 wt% yttrium oxide, 2 wt% alumina, and 1 wt% tungsten carbide (WC) were added. As a result, it can be seen that the fracture stiffness is 800 MPa or more as a whole, and the fracture stiffness is not decreased much at high temperature. Therefore, the ideal fracture toughness distribution is shown.

도 5는 알루미나 대비 산화이트륨의 조성비가 0.6인 경우이다. 즉, 5wt%의 산화이트륨과 3wt%의 알루미나 및 1wt%의 텅스텐 카바이드(WC)를 첨가한 경우이다. 그 결과를 보면, 전체적으로 파괴 강성이 800MPa 이상이나, 썹씨 1200도에서 파괴 강성이 낮아졌으며, 파괴 강성의 편차도 큼을 알 수 있다.5 shows a case where the composition ratio of yttrium oxide to alumina is 0.6. That is, 5 wt% yttria, 3 wt% alumina, and 1 wt% tungsten carbide (WC) were added. As a result, the fracture stiffness is 800 MPa or more, but the fracture stiffness is lowered at 1200 ° C., and the variation of fracture stiffness is large.

상기와 같이, 산화이트륨과 알루미나의 조성비가 5:2인 주위에서 이상적인 결과가 도출됨을 알 수 있다. 따라서, 1wt% 텅스텐 카바이드(WC)와, 5wt%의 산화이트륨에 알루미나의 첨가량을 1.5wt%~2.5wt%로 하였을 때가 가장 바람직할 것으로 판단된다. 이를 산화이트륨의 질량대비 알루미나의 질량비율로 표시하면 0.3~0.5 이었을때, 강성이 가장 크게 나옴을 알 수 있다. 또한, 이는 알루미나는 상기 산화이트륨 및 상기 텅스텐의 질량합 대비 질량비율이 0.25~0.42인 것에 해당한다.As described above, it can be seen that an ideal result is obtained in the vicinity of the composition ratio of yttrium oxide to alumina of 5: 2. Therefore, it is most preferable that the addition amount of alumina to 1 wt% tungsten carbide (WC) and 5 wt% yttrium oxide is 1.5 wt% to 2.5 wt%. When the mass ratio of alumina to yttria is 0.3 to 0.5, the stiffness is the largest. Also, this corresponds to a mass ratio of the alumina to the mass sum of the yttrium oxide and the tungsten being 0.25 to 0.42.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.

도 1은 일반적인 세라믹 글로우 플러그의 형상을 도시한 단면도1 is a cross-sectional view showing the shape of a general ceramic glow plug

도 2는 텅스텐 카바이드의 첨가량 변화에 따른 열충격 특성 그래프Fig. 2 is a graph showing the thermal shock characteristic according to the amount of addition of tungsten carbide

도 3 내지 도 5는 알루미나와 산화이트륨의 성분비 변화에 따른 열충격 특성 그래프Figs. 3 to 5 are graphs showing thermal shock characteristics according to changes in composition ratio of alumina and yttrium oxide

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS

110: 금구110: bracket

121: 중축121:

130: 발열부130:

131: 발열부재131:

132: 발열선132: Heating line

Claims (6)

삭제delete 중공이 형성된 금구;A metal formed with a hollow; 상기 금구의 일단에 삽입된 중축; 및A middle shaft inserted into one end of the metal fitting; And 상기 금구의 타단에 삽입된 발열부;A heating unit inserted into the other end of the metal fitting; 를 포함하고,Lt; / RTI > 상기 발열부는,The heat- 세라믹 재질의 발열부재; 및A heating member made of a ceramic material; And 일단이 상기 중축에 연결되고, 타단이 상기 금구에 접촉되며, 상기 발열부재의 내부에 내장되어, 전기에 의해 발열을 하는 발열선을A heating wire which is connected at one end to the middle shaft and at the other end to be in contact with the metal member and which is built in the heating member and generates heat by electricity 포함하며,≪ / RTI & 상기 발열부재는, 실리카나이트나이드(Si3N4)를 기본물질로 하여, 알루미나(Al2O3), 산화이트륨(Y2O3) 및 텅스텐 카바이드(WC)가 첨가되며,The heat generating member is made of silica nitride (Si 3 N 4) as a base material, and alumina (Al 2 O 3), yttrium oxide (Y 2 O 3) and tungsten carbide (WC) 상기 텅스텐 카바이드의 첨가량이 1wt%~3wt%인 것을 특징으로 하는 세라믹 글로우 플러그.Wherein the amount of the tungsten carbide added is 1 wt% to 3 wt%. 중공이 형성된 금구;A metal formed with a hollow; 상기 금구의 일단에 삽입된 중축; 및A middle shaft inserted into one end of the metal fitting; And 상기 금구의 타단에 삽입된 발열부;A heating unit inserted into the other end of the metal fitting; 를 포함하고,Lt; / RTI > 상기 발열부는,The heat- 세라믹 재질의 발열부재; 및A heating member made of a ceramic material; And 일단이 상기 중축에 연결되고, 타단이 상기 금구에 접촉되며, 상기 발열부재의 내부에 내장되어, 전기에 의해 발열을 하는 발열선을A heating wire which is connected at one end to the middle shaft and at the other end to be in contact with the metal member and which is built in the heating member and generates heat by electricity 포함하며,≪ / RTI & 상기 발열부재는, 실리카나이트나이드(Si3N4)를 기본물질로 하여, 알루미나(Al2O3), 산화이트륨(Y2O3) 및 텅스텐 카바이드(WC)가 첨가되며,The heat generating member is made of silica nitride (Si 3 N 4) as a base material, and alumina (Al 2 O 3), yttrium oxide (Y 2 O 3) and tungsten carbide (WC) 상기 텅스텐 카바이드는 상기 알루미나 및 상기 산화이트륨의 질량합 대비 질량비율이 1/7~3/7인 것을 특징으로 하는 세라믹 글로우 플러그. .Wherein the tungsten carbide has a mass ratio of the alumina and the yttrium oxide to the sum of the mass of the alumina and the yttrium oxide is 1/7 to 3/7. . 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 2 to 3, 상기 알루미나는 상기 산화이트륨의 질량대비 질량비율이 0.3~0.5인 것을 특징으로 하는 세라믹 글로우 플러그.Wherein the mass ratio of the alumina to the mass of the yttria is 0.3 to 0.5. 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 2 to 3, 상기 알루미나의 첨가량은 1.5wt%~2.5wt%인 것을 특징으로 하는 세라믹 글로우 플러그.Wherein the amount of the alumina added is 1.5 wt% to 2.5 wt%. 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,4. The method according to any one of claims 2 to 3, 상기 알루미나는 상기 산화이트륨 및 상기 텅스텐카바이드의 질량합 대비 질량비율이 0.25~0.42인 것을 특징으로 하는 세라믹 글로우 플러그.Wherein the alumina has a mass ratio of the yttrium oxide and the tungsten carbide to the sum of masses of 0.25 to 0.42.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR960016071B1 (en) * 1993-10-04 1996-11-27 한국과학기술연구원 Plate ceramic heat building
KR0148449B1 (en) * 1995-09-25 1998-11-02 우덕창 Ceramic glow plug with spiral heating tip
KR19980075829A (en) * 1997-04-02 1998-11-16 김기호 Manufacturing method of ceramic glow plug heating element tip for diesel engine ignition

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960016071B1 (en) * 1993-10-04 1996-11-27 한국과학기술연구원 Plate ceramic heat building
KR0148449B1 (en) * 1995-09-25 1998-11-02 우덕창 Ceramic glow plug with spiral heating tip
KR19980075829A (en) * 1997-04-02 1998-11-16 김기호 Manufacturing method of ceramic glow plug heating element tip for diesel engine ignition

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