KR20120052319A - 고온 성능 전극을 포함하는 스파크 플러그 - Google Patents

고온 성능 전극을 포함하는 스파크 플러그 Download PDF

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슈웨이 마
제임스 디. 리코프스키
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페더럴-모굴 이그니션 컴퍼니
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Abstract

스파크 플러그(20)는 스파킹 단부(28, 32)를 구비하는 적어도 하나의 전극(22, 24)을 포함한다. 스파킹 단부(28, 32)는, 10.0 중량 퍼센트 내지 60.0 중량 퍼센트의 양의 크롬, 0.5 중량 퍼센트 내지 10.0 중량 퍼센트의 양의 팔라듐, 및 몰리브덴과 텅스텐 중 실질적으로 적어도 하나의 나머지 잔량을 포함하는 고온 성능 합금으로 형성된다. 스파킹 단부(28, 32)는 스파크 접촉 표면(36, 44)을 제시하고, 내연 기관에서 스파크 플러그(20)의 사용 동안과 같은 적어도 500℃의 온도에서 크롬 산화물(Cr2O3) 층(50)이 상기 스파크 접촉 표면(36, 44)에 형성된다. Cr2O3 층(50)은 대부분의 스파킹 단부(32, 28)를 연소 기관의 극한의 조건으로부터 보호하고, 부식, 침식 및 볼링을 방지한다.

Description

고온 성능 전극을 포함하는 스파크 플러그{SPARK PLUG INCLUDING HIGH TEMPERATURE PERFORMANCE ELECTRODE}
본 발명은 내연기관의 스파크 플러그에 관한 것으로, 특히, 고온 성능 전극을 포함하는 스파크 플러그에 관한 것이다.
스파크 플러그는 내연기관에서 연소를 시작하기 위해 폭넓게 사용된다. 스파크 플러그는 일반적으로 세라믹 절연체, 상기 세라믹 절연체를 둘러싸는 전도성 쉘, 상기 세라믹 절연체에 배치된 중심 전극, 및 상기 전도성 쉘에 동작가능하게 부착된 접지전극을 포함한다. 전극들은 각각, 팁, 디스크, 리벳 또는 기타 형상으로된 부분과 같은 스파킹 단부를 가진다. 각각의 스파킹 단부는 스파크 접촉 표면을 포함하는 외부 표면을 제공한다. 스카킹 단부의 스파크 접촉 표면은 일반적으로 서로 인접하여 배치된 노출된 평면들이고, 그들 사이에 스파크 갭을 형성한다. 이러한 스파크 플러그는 중심 전극과 접지 전극 사이의 스파크 갭을 점핑하는 전기 스파크를 방출시킴으로써 엔진 실린더에서 가스를 연소시키고, 이러한 연소는 엔진에서의 파워 스트로크를 생성한다.
내연 기관의 속성에 기인하여, 스파크 플러그는 적어도 500℃의 고온과 일반적으로 스파크 플러그의 수명을 감소시키는 다양한 부식성 연소 가스의 극한의 환경에서 동작한다. 전극의 스파킹 단부에 인접한 스파킹 단부와 재료들은 또한 스파크 플러그의 동작 동안의 전기 아크의 높은 아크 온도로 야기되는 국부화된 기화에 의한 전기 부식을 경험한다. 전극은 또한 특히 스파킹 단부에서 다양한 분진과 산화의 성장을 경험한다. 시간 경과에 따라, 전기 스파크 부식, 분진, 및 산화가 중심 전극과 접지 전극 사이의 스파크의 품질을 감소시키고, 이는 차례로 스파크 플러그의 성능과, 그의 결과인 점화 및 연소에 영향을 준다.
기존 스파크 플러그 전극은 대개 부식 및 산화에 고 내성을 가진 순수 Ni 또는 Ni 합금과 같은, 니켈(Ni) 재료로 형성된다. 그러나, 이러한 Ni 전극은 스파크 플러그에 이를 사용하는 것을 제한하는 현저한 크기의 전기 스파크 부식을 경험한다.
전기 스파크 부식의 크기를 감소시키고 Ni 전극의 성능을 개선시키기 위한 시도에서, 귀금속 재료로 형성된 스파킹 단부가 Ni 재료로 형성된 베이스에 부착되었다. 귀금속 재료는 일반적으로 Pt 또는 그의 합금과 같은, 백금(Pt) 재료이다. Pt 재료로 형성된 스파킹 단부는 저 전기 스파크 부식율을 가지고 따라서 전극의 성능을 개선시킨다. 그러나, 이러한 귀금속의 높은 가격은 전체 전극에 그것들을 사용하는 것을 제한한다.
또한, 스파킹 단부에서 Pt 재료를 이용하는 것은 Pt 재료가 스파크와 연소 챔버의 극심한 조건에 노출시 과도한 산화에 기인한 볼링(balling) 또는 브리징(bridging)을 경험하기 때문에 제한된다. 도 7은 Pt 합금으로 형성되고 스파킹 단부에 형성되는 금속 볼을 포함하는 종래 기술의 상기 스파킹 단부를 도시한다. 금속 볼은 일반적으로 시간에 따라 성장하고 중심 전극과 접지 전극 사이에서 스파크 갭을 브리징할 수 있다. 브리징은 일반적으로 전극의 성능을 저하시키고, 이는 차례로 파워 출력, 연료 효율, 엔진 성능, 및 배기를 포함하는 그 결과인 점화 및 연소에 영향을 준다.
스파킹 단부는 또한 순수한 Ir 또는 그의 합금과 같은 이리듐(Ir) 재료로 형성된다. Ir 재료는 Ni 재료와 Pt 재료에 의해 경험되는 볼링 또는 스파크 부식을 경험하지 않는다. 그러나, Ir 재료의 사용은 이러한 재료가 칼슘(Ca)과 인(P)의 존재에 의해 부식을 경험하기 때문에 제한된다. Ca와 P는 대개 스파킹 단부가 내연기관에서 스파크 플러그의 동작동안 노출되는, 엔진 오일 및 오일 첨가제로 제공된다. 근래에, 엔진 제조사들이 연소 챔버로 보다 많은 엔진 오일을 섞음으로써 연료 절감을 증가 시키기 위해 마찰을 감소시키는 시도를 하면서 Ca와 P의 양의 증가가 연소 물질에서 발견된다.
본 발명의 하나의 측면은 고온 성능 합금으로 형성된 스파킹 단부를 가진 적어도 하나의 전극을 구비하는 스파크 플러그를 제공한다. 고온 성능 합금은, 고온 성능 합금의 중량 퍼센트에서, 10.0 중량 퍼센트 내지 60.0 중량 퍼센트의 양의 크롬, 0.5 중량 퍼센트 내지 10.0 중량 퍼센트의 양의 팔라듐, 및 실질적으로 몰리브덴 및 텅스텐 중 적어도 하나인 나머지 잔량을 포함한다.
본 발명의 또다른 측면은 고온 성능 합금으로 형성된 스파킹 단부를 가진 내연 기관의 스파크 플러그에서 사용하는 전극을 제공한다. 고온 성능 합금은, 고온 성능 합금의 중량 퍼센트에서, 10.0 중량 퍼센트 내지 60.0 중량 퍼센트의 양의 크롬, 0.5 중량 퍼센트 내지 10.0 중량 퍼센트의 양의 팔라듐, 및 실질적으로 몰리브덴 및 텅스텐 중 적어도 하나인 나머지 잔량을 포함한다.
본 발명의 또다른 측면은 스파킹 단부를 가진 전극을 포함하는 스파크 플러그를 제조하는 방법으로서, 크롬, 팔라듐, 및 몰리브덴과 텅스텐 중 적어도 하나를 포함하는 분말 금속 재료를 제공하는 단계, 전극의 스파킹 단부로 분말 금속 재료를 형성시키는 단계, 및 고온 성능 합금의 중량 퍼센트에서, 10.0 중량 퍼센트 내지 60.0 중량 퍼센트의 양의 크롬, 0.5 중량 퍼센트 내지 10.0 중량 퍼센트의 양의 팔라듐, 및 실질적으로 몰리브덴 및 텅스텐 중 적어도 하나인 나머지 잔량을 포함하는 고온 성능 합금을 제공하기 위해 상기 분말 금속 재료를 가열하는 단계,를 포함하는 방법을 제공한다.
고온 성능 합금으로 형성된 스파킹 단부는 Ni 재료로 형성된 스파킹 단부에 제공된 부식 및 산화와 유사한 부식 및 산화에 대한 고 내성을 제공한다. 그러나, 고온 성능 합금은 Ni 재료와는 달리, 고온 성능 합금 또한 전기 스파크 부식에 대해 내성을 가지기때문에 전극의 스파킹 단부에 더 적합하다.
고온 성능 합금의 전기 스파크 부식률은 Pt 및 Pt-Ni 재료의 전기 스파크 부식률과 거의 동일하다. 그러나, 고온 성능 합금은 500℃ 이상의 온도에서 볼링을 경험하지 않기 때문에, 고온 성능 합금은 전극의 스파킹 단부에 더 적합하다. 따라서, 고온 성능 합금으로 형성된 스파킹 단부는 개선된 성능의 스파크 플러그(20)를 제공한다.
본 발명에 의하면, 본 발명은 고온 성능 전극을 포함하는 개선된 성능의 스파크 플러그를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 이점은 첨부도면과 함께 연결하여 고려될 때 하기의 상세한 설명을 참조하여 더 잘 이해되기 때문에, 용이하게 이해될 것이다.
도 1a는 적어도 500℃의 온도에 노출되기 전의 본 발명의 하나의 실시예에 따른 스파크 플러그의 장축 단면도이다.
도 1b는 적어도 500℃의 온도에 노출된 후의 도 1a의 스파크 플러그의 스파킹 단부의 확대된 단면도이다.
도 2는 적어도 500℃의 온도에 노출되기 전의 제 2 실시예의 중심 전극의 장축 단면도이다.
도 3a는 적어도 500℃의 온도에 노출되기 전에 Pd 코팅을 포함하는 제 3 실시예의 중심 전극의 단면도이다.
도 3b는 적어도 500℃의 온도에 노출된 후의 도 3a의 중심 전극의 단면도이다.
도 4는 적어도 500℃의 온도에 노출되기 전에 제 4 실시예의 접지 전극의 장축 단면도이다.
도 5a는 적어도 500℃의 온도에 노출되기 전에 제 5 실시예의 접지 전극의 장축 단면도이다.
도 5b는 적어도 500℃의 온도에 노출된 후의 도 5a의 접지 전극의 장축 단면도이다.
도 6은 본 발명의 예시 및 비교 예시의 스파크 부식률을 예시하는 그래프이다.
도 7은 볼링을 나타내는 종래 기술의 Pt합금으로 형성된 스파킹 접촉 표면의 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 내연 기관에서 연료와 공기의 혼합을 점화시키기 위한 대표적인 스파크 플러그(20)가 도시된다. 본 발명의 하나의 측면은 고온 성능 합금으로 형성된 스파킹 단부(32, 38)를 가진 전극(22, 24)을 제공하는 것이다. 스파킹 단부(32, 38)는 도 1b에 도시된 바와 같이 스파크 접촉 표면(36, 44)을 포함하는 외부 표면(34, 42)을 제공한다. 고온 성능 합금은, 고온 성능 합금의 중량 퍼센트에서, 10.0 중량 퍼센트 내지 60.0 중량 퍼센트의 양의 크롬(Cr), 0.5 중량 퍼센트 내지 10.0 중량 퍼센트의 양의 팔라듐(Pd), 및 실질적으로 몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W) 중 적어도 하나인 나머지 잔량을 양은 포함한다. 하나의 실시예에서, 스파킹 단부(32, 38)는, 도 1b에 도시된 바와 같이, 내연 기관에서 스파크 플러그(20)를 사용하는 동안과 같은 적어도 500℃의 온도에서 스파크 접촉 표면(36, 44)에 크롬 산화물(Cr2O3)의 층(50)을 포함한다. 고온 성능 합금은 현저한 전기 스파크 부식, 침식, 볼링 또는 산화 없이 500℃ 보다 더 높은 온도에서 충분한 성능을 제공한다. 따라서, 고온 성능 합금은 개선된 성능의 스파크 플러그(20)를 제공한다.
고온 성능 합금의 각각의 원소와 그의 양은 고온 성능 합금을 소결한 후에 결정된다. 각각의 원소의 중량 퍼센트는 고온 성능 합금의 총 중량에 기초한다. 각각의 개별 원소의 중량 퍼센트는 먼저 고온 성능 합금에서의 개별 원소의 질량을 결정하고, 고온 성능 합금의 총 질량으로 개별 원소의 질량을 나눔으로써 결정된다. 고온 성능 합금에서의 각각의 원소와 그의 양은 화학적 분석에 의해, 또는 스파킹 단부(32, 38)의 에너지 분광 스펙트럼(E.D.S.: Energy Dispersive Spectra)을 관찰함으로써 검출될 수 있다. E.D.S.는 주사 전자 현미경(S.E.M.: Scanning Electron Microscope) 기기에 의해 생성될 수 있다.
고온 성능 합금은, 고온 성능 합금의 산화 성능에 실질적으로 영향을 주기에 충분한 양의 Cr을 포함한다. Cr의 양은 Cr2O3 층(50)의 존재, 양, 및 두께에 직접 영향을 준다. 하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 10.0 중량 퍼센트 내지 60.0 중량 퍼센트의 양의 Cr을 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 15.0 중량 퍼센트 내지 58.0 중량 퍼센트의 양의 Cr을 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 23.0 중량 퍼센트 내지 47.0 중량 퍼센트의 양의 Cr을 포함한다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 적어도 10.0 중량 퍼센트의 양의 Cr을 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 적어도 24.0 중량 퍼센트의 양의 Cr을 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 적어도 43.0 중량 퍼센트의 양의 Cr을 포함한다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 59.0 중량 퍼센트 미만의 양의 Cr을 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 55.0 중량 퍼센트 미만의 양의 Cr을 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 30.0 중량 퍼센트 미만의 양의 Cr을 포함한다.
고온 성능 합금은 고온 성능 합금의 산화 성능에 실질적으로 영향을 주기에 충분한 양의 Pd를 포함한다. 하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.5 중량 퍼센트 내지 10.0 중량 퍼센트의 양의 Pd를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.9 중량 퍼센트 내지 7.6 중량 퍼센트의 양의 Pd를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 3.6 중량 퍼센트 내지 5.0 중량 퍼센트의 양의 Pd를 포함한다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 적어도 0.5 중량 퍼센트의 양의 Pd를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 적어도 1.6 중량 퍼센트의 양의 Pd를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 적어도 6.3 중량 퍼센트의 양의 Pd를 포함한다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 10.0 중량 퍼센트 미만의 양의 Pd를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 8.4 중량 퍼센트 미만의 양의 Pd를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 3.0 중량 퍼센트 미만의 양의 Pd를 포함한다.
고온 성능 합금은 고온 성능 합금의 스파크 부식률에 실질적으로 영향을 주기에 충분한 양의 Mo 및 W 중 적어도 하나를 포함한다. 하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 나머지 잔량을 Mo 및 W 중 적어도 하나로 포함한다. Mo 및 W 중 적어도 하나의 중량 퍼센트는 고온 성능 합금에서의 Mo의 중량 퍼센트와 고온 성능 합금에서의 W의 중량 퍼센트의 합과 같다. Mo 및 W의 중량 퍼센트는 먼저 고온 성능 합금에서의 Mo의 질량을 결정하고, 고온 성능 합금에서의 W의 질량을 결정하고, Mo의 질량과 W의 질량의 합을 획득하여, 그런다음 상기 합을 고온 성능 합금의 총 질량으로 나눔으로써 결정된다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 10.5 중량 퍼센트 내지 90.0 중량 퍼센트의 양의 Mo 및 W 중 적어도 하나를 포함한다. 즉, 고온 성능 합금의 나머지 잔량은 10.5 중량 퍼센트 내지 90.0 중량 퍼센트의 양의 Mo 및 W 중 적어도 하나를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 24.8 중량 퍼센트 내지 85.2 중량 퍼센트의 양의 Mo 및 W 중 적어도 하나를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 30.5 중량 퍼센트 내지 71.4 중량 퍼센트의 양의 Mo 및 W 중 적어도 하나를 포함한다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 적어도 10.5 중량 퍼센트의 양의 Mo 및 W 중 적어도 하나를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 적어도 30.4 중량 퍼센트의 양의 Mo 및 W 중 적어도 하나를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 적어도 41.9 중량 퍼센트의 양의 Mo 및 W 중 적어도 하나를 포함한다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 90.5 중량 퍼센트 미만의 양의 Mo 및 W 중 적어도 하나를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 84.5 중량 퍼센트 미만의 양의 Mo 및 W 중 적어도 하나를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 60.3 중량 퍼센트 미만의 양의 Mo 및 W 중 적어도 하나를 포함한다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 10.5 중량 퍼센트 내지 90.0 중량 퍼센트의 양의 Mo를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 25.7 중량 퍼센트 내지 79.2 중량 퍼센트의 양의 Mo를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 32.4 중량 퍼센트 내지 66.4 중량 퍼센트의 양의 Mo를 포함한다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 10.5 중량 퍼센트 내지 90.0 중량 퍼센트의 양의 W를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 22.3 중량 퍼센트 내지 77.1 중량 퍼센트의 양의 W를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 31.1 중량 퍼센트 내지 50.9 중량 퍼센트의 양의 W를 포함한다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 1.0 중량 퍼센트 내지 89.0 중량 퍼센트의 양의 Mo와 1.0 중량 퍼센트 내지 89.0 중량 퍼센트의 양의 W를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 1.0 중량 퍼센트 내지 30.0 중량 퍼센트의 양의 Mo와 35.0 중량 퍼센트 내지 60.0 중량 퍼센트의 양의 W를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 23.0 중량 퍼센트 내지 29.7 중량 퍼센트의 양의 Mo와 4.2 중량 퍼센트 내지 21.9 중량 퍼센트의 양의 W를 포함한다.
하나의 실시예에서, 스파킹 단부(32, 38)는 도 3b 및 5b에 도시된 바와 같이, 내연 기관에서 스파크 플러그(20)를 사용하는 동안과 같은 적어도 500℃의 온도에서 스파크 접촉 표면(36, 44)에 Cr2O3의 층(50)을 포함한다. 고온 성능 합금이 일반적으로 내연 기관의 동작 온도인 적어도 500℃의 온도까지 가열될 때, Cr2O3 층(50)은 도 3b 및 5b에 도시된 바와 같이 스파크 접촉 표면(36, 44)을 따라서 형성된다. Cr203 층(50)은 밀하고(dense), 안정적이며, 낮은 형성 자유 에너지(formatiion free energy)를 갖는다. 따라서, Cr203 층(50)은 대부분의 스파킹 단부(32, 38)가 부식, 침식되는 것에서 보호하고, 스파크 및 연소 챔버의 극한의 조건에 의한 스파킹 단부(32, 38)에서의 볼링을 방지한다. 일반적으로, Cr203 층(50)은 스파크 접촉 표면(36, 44)을 포함하는 스파킹 단부(32, 38)의 전체 외부 표면(34, 42)을 따라서 형성된다. 그러나, Cr203 층(50)은 전체 스파크 접촉 표면(36, 44)을 따라서만 제공되고, 스파크 접촉 표면(36, 44)의 부분들에서만 제공되며, 전체 스파크 접촉 표면(36, 44) 및 외부 표면(34, 42)의 부분들에서만 제공되거나, 또는 스파크 접촉 표면(36, 44)의 부분들 및 외부 표면(34, 42)의 부분들에서만 제공될 수 있다. 따라서, 적어도 500℃의 온도에서, 스파킹 단부(32, 38)는 그래디언트 구조를 포함하고, 여기서 대부분의 스파킹 단부(32, 38)는 Cr, Pd, 및 실질적으로 Mo와 W 중에서 적어도 하나인 나머지 잔량을 포함하고, 외부 표면(34, 42)은 Cr203 층(50)을 포함한다. Cr203 층(50)은 대부분의 스파킹 단부(32, 38)에 제공되지 않는다. Cr203 층(50)이 스파크 접촉 표면(36, 44)에서 형성되면, Cr203 층(50)은 모든 온도에서 잔류할 것이다.
Cr203 층(50)은 스파킹 단부(32, 38)의 산화 성능에 실질적으로 영향을 주는 두께를 가진다. 상기 두께는 또한 적어도 500℃의 온도에서 스파크 플러그(20)의 동작 동안 스파크당 충분한 방전 전압 및 융삭 볼륨(abaltion volume)을 제공한다. Cr203 층(50)의 존재, 양, 및 두께는 스파킹 단부(32, 38)를 적어도 500℃의 온도까지 가열하고, 스파킹 단부(32, 38)에 대한 화학적 분석을 수행하거나, 또는 S.E.M. 기기로 스파킹 단부(32, 38)의 에너지 분광 스펙트럼(E.D.S.)을 생성 및 관찰함으로써 검출될 수 있다.
하나의 실시예에서, Cr203 층(50)은 0.10 마이크로미터(㎛) 내지 10.0㎛의 두께를 가진다. 또다른 실시예에서, Cr203 층(50)은 0.20㎛ 내지 8.5㎛의 두께를 가진다. 또다른 실시예에서, Cr203 층(50)은 1.8㎛ 내지 6.3㎛의 두께를 가진다. 하나의 실시예에서, Cr203 층(50)의 두께는 스파킹 단부(32, 38)의 전체 외부 표면(34, 42)과 스파크 접촉 표면(36, 44)을 따라서 일정하다. 또다른 실시예에서, Cr203 층(50)의 두께는 외부 표면(34, 42)과 스파크 접촉 표면(36, 44)를 따라서 변한다.
상술한 바와 같이, Cr의 양은 직접적으로 Cr203 층(50)의 존재, 양, 및 두께에 영향을 준다. 스파킹 단부(32, 38)의 고온 성능 합금은 Cr203 층(50)에 대해 스파킹 단부(32, 38)의 산화 성능에 실질적으로 영향을 주는 두께를 가지도록 하기 위해 적어도 10.0 중량 퍼센트의 양의 Cr을 필요로한다. 그러나, Cr이 60.0 중량 퍼센트보다 더 많은 양으로 주어질때, Cr203 층(50)은 10㎛ 보다 더 큰 두께를 가지고, 이는 스파크 플러그(20)의 동작 동안 스파크당 증가되고 바람직하지 않은 방전 전압 및 융삭 볼륨을 가져온다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 고온 성능 합금의 산화 성능에 실질적으로 영향을 주기에 충분한 양의 이트륨(Y)을 포함한다. Y는 Cr203 층(50)의 대부분의 스파킹 단부(32, 38)로의 부착을 증가시킨다. 하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.0001 중량 퍼센트 내지 0.200 중량 퍼센트의 양의 Y를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.040 중량 퍼센트 내지 0.150 중량 퍼센트의 양의 Y를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.130 중량 퍼센트 내지 0.174 중량 퍼센트의 양의 Y를 포함한다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 적어도 0.001 중량 퍼센트의 양의 Y를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 적어도 0.036 중량 퍼센트의 양의 Y를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 적어도 0.090 중량 퍼센트의 양의 Y를 포함한다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.200 중량 퍼센트까지의 양의 Y를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.175 중량 퍼센트까지의 양의 Y를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.110 중량 퍼센트까지의 양의 Y를 포함한다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 고온 성능 합금의 산화 성능에 실질적으로 영향을 주기에 충분한 양의 실리콘(Si)을 포함한다. 하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.001 중량 퍼센트 내지 0.500 중량 퍼센트의 양의 Si를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.009 중량 퍼센트 내지 0.441 중량 퍼센트의 양의 Si를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.010 중량 퍼센트 내지 0.391 중량 퍼센트의 양의 Si를 포함한다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 적어도 0.001 중량 퍼센트의 양의 Si를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 적어도 0.010 중량 퍼센트의 양의 Si를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 적어도 0.200 중량 퍼센트의 양의 Si를 포함한다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.500 중량 퍼센트까지의 양의 Si를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.450 중량 퍼센트까지의 양의 Si를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.388 중량 퍼센트까지의 양의 Si를 포함한다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 고온 성능 합금의 산화 성능에 실질적으로 영향을 주기에 충분한 양의 Si 및 망간(Mn) 중 적어도 하나를 포함한다. Si 및 Mn 중 적어도 하나의 중량 퍼센트는 고온 성능 합금에서의 Si의 중량 퍼센트와 고온 성능 합금에서의 Mn의 중량 퍼센트의 합과 같다. 상술한 바와 같이, 하나의 실시예에서, Si의 중량 퍼센트는 고온 성능 합금의 0.500 중량 퍼센트로 제한된다. Si와 Mn의 중량 퍼센트는 먼저 고온 성능 합금에서의 Si의 질량과 고온 성능 합금에서의 Mn의 질량을 결정하고, Si의 질량과 Mn의 질량의 합을 획득하여, 그런다음 상기 합을 고온 성능 합금의 총 질량으로 나눔으로써 결정된다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.001 중량 퍼센트 내지 2.000 중량 퍼센트의 양의 Si 및 Mn 중 적어도 하나를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.055 중량 퍼센트 내지 1.600 중량 퍼센트의 양의 Si 및 Mn 중 적어도 하나를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.690 중량 퍼센트 내지 1.100 중량 퍼센트의 양의 Si 및 Mn 중 적어도 하나를 포함한다. 상술한 바와 같이, Si의 중량 퍼센트는 고온 성능 합금의 0.500 중량 퍼센트로 제한된다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 적어도 0.001 중량 퍼센트의 양의 Si 및 Mn 중 적어도 하나를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 적어도 0.066 중량 퍼센트의 양의 Si 및 Mn 중 적어도 하나를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 적어도 0.990 중량 퍼센트의 양의 Si 및 Mn 중 적어도 하나를 포함한다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 2.000 중량 퍼센트까지의 양의 Si 및 Mn 중 적어도 하나를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 1.700 중량 퍼센트까지의 양의 Si 및 Mn 중 적어도 하나를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.953 중량 퍼센트까지의 양의 Si 및 Mn 중 적어도 하나를 포함한다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.001 중량 퍼센트 내지 2.000 중량 퍼센트의 양의 Mn을 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.077 중량 퍼센트 내지 1.922 중량 퍼센트의 양의 Mn을 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.188 중량 퍼센트 내지 1.550 중량 퍼센트의 양의 Mn을 포함한다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.001 중량 퍼센트 내지 1.900 중량 퍼센트의 양의 Si와 0.001 중량 퍼센트 내지 1.900 중량 퍼센트의 양의 Mn을 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.001 중량 퍼센트 내지 0.500 중량 퍼센트의 양의 Si와 0.5 중량 퍼센트 내지 1.950 중량 퍼센트의 양의 Mn을 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.540 중량 퍼센트 내지 1.800 중량 퍼센트의 양의 Si와 0.001 중량 퍼센트 내지 0.780 중량 퍼센트의 양의 Mn을 포함한다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금으로 형성된 스파킹 단부(32, 38)는 어떠한 의도적으로 첨가된 니켈(Ni)을 포함하지 않고, 실질적으로 Ni이 포함되어있지 않다. 하나의 실시예에서, 고온 성능 합금은 5.0 중량 퍼센트 미만의 양의 Ni를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 2.7 중량 퍼센트 미만의 양의 Ni를 포함한다. 또다른 실시예에서, 고온 성능 합금은 0.2 중량 퍼센트 미만의 양의 Ni를 포함한다.
하나의 실시예에서, 스파킹 단부(32, 38)는 도 3a 도 3b에 도시된 바와 같이, 스파크 접촉 표면(36, 44)을 포함하는, 외부 표면(34, 42)을 따라서 있는 팔라듐(Pd) 코팅(48)을 포함한다. 상술한 바와 같이, 대부분의 스파킹 단부(32, 38)는 Cr, Pd, 및 실질적으로 Mo 및 W 중 적어도 하나인 나머지 잔량을 포함한다. Pd 코팅(48)은 대부분의 스파킹 단부(32, 38) 위에 배치되어 스파킹 단부(32, 38)가 전체 온도에서 그래디언트 구조를 포함하도록 한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, Cr2O3 층(50)은 스파킹 단부(32, 38)가 일반적으로 내연 기관의 동작 온도인 적어도 500℃까지 가열될 때 Pd 코팅(48)을 따라서 형성된다.
Pd 코팅(48)은 전기도금과 같은 마이크로-코팅 공정에 의해 전극(22, 24)의 스파킹 단부(32, 38)에 도포된다. Pd 코팅(48)은 스파킹 단부(32, 38)의 전체 외부 표면(34, 42)을 따라서 배치되고, 전체 스파크 접촉 표면(36, 44)을 따라서만 제공되고, 외부 표면(34, 42)의 부분들에서만 제공되고, 또는 스파크 접촉 표면(36, 44)의 부분들에서만 제공될 수 있다. Pd 코팅(48)의 존재, 양, 및 두께는 스파킹 단부(32, 38)를 적어도 500℃의 온도까지 가열하고, 스파킹 단부(32, 38)에 대한 화학적 분석을 수행하거나, 또는 S.E.M. 기기로 스파킹 단부(32, 38)의 에너지 분광 스펙트럼(E.D.S.)을 생성 및 관찰함으로써 검출될 수 있다.
Pd 코팅(48)은 스파킹 단부(32, 38)의 산화 성능에 실질적으로 영향을 주는 두께를 가진다. 하나의 실시예에서, Pd 코팅(48)은 1.0㎛ 내지 1000.0㎛, 또는 1.0 밀리미터(mm)의 두께를 가진다. 또다른 실시예에서, Pd 코팅(48)은 9.0㎛ 내지 900.0㎛의 두께를 가진다. 또다른 실시예에서, Pd 코팅(48)은 55.0㎛ 내지 700.0㎛의 두께를 가진다. 하나의 실시예에서, Pd 코팅(48)의 두께는 스파킹 단부(32, 38)의 전체 외부 표면(34, 42)과 스파크 접촉 표면(36, 44)을 따라서 일정하다. 또다른 실시예에서, Pd 코팅(48)의 두께는 외부 표면(34, 42)과 스파크 접촉 표면(36, 44)을 따라서 변한다.
하나의 실시예에서, Pd 코팅(48)은 적어도 2.0㎛의 두께를 가진다. 또다른 실시예에서, Pd 코팅(48)은 적어도 64.0㎛의 두께를 가진다. 또다른 실시예에서, Pd 코팅(48)은 적어도 390.0㎛의 두께를 가진다.
하나의 실시예에서, Pd 코팅(48)은 1000.0㎛까지의 두께를 가진다. 또다른 실시예에서, Pd 코팅(48)은 534.0㎛까지의 두께를 가진다. 또다른 실시예에서, Pd 코팅(48)은 90.0㎛까지의 두께를 가진다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 하나의 측면은 내연 기관에서 연료와 공기의 혼합을 점화하기 위한 스파크 플러그(20)를 제공한다. 도 1의 대표적인 스파크 플러그(20)는 중심 전극(22)과 접지 전극(24)을 포함하고 각각 고온 성능 합금으로 형성된 스파킹 단부(32, 38)를 포함한다. 그러나, 또다른 실시예에서, 중심 전극(22) 만이 고온 성능 합금으로 형성된 스파킹 단부(32, 38)를 포함하고, 접지 전극(24)은 포함하지 않는다. 또다른 실시예에서, 접지 전극(24)만이 고온 성능 합금으로 형성된 스파킹 단부(32, 38)를 포함하고, 중심 전극(22)은 포함하지 않는다.
각각의 전극(22, 24)의 스파킹 단부(32, 38)는 팁, 패드, 디스크, 구, 리벳, 또는 기타 형상의 부분이 될 수 있다. 상술한 바와 같이, 스파킹 단부(32, 38) 중 적어도 하나는, 그러나 바람직하게는 스파크 플러그(20)의 스파킹 단부(32, 38) 모두는 고온 성능 합금을 포함한다. 고온 성능 합금은 분말 금속 재료로 제조될 수 있다. 분말 금속 재료는 종래 기술에 공지된 프레스 성형 또는 기타 방법에 의해 전극(22, 24)의 스파킹 단부(28, 32)로 형성된다. 추가로, 분말 금속 재료는 소결 또는 아크 용융에 의한 분말 금속 재료 가열과 같은, 다양한 야금 공정에 의해 고온 성능 합금으로 제조될 수 있다.
도 1의 대표적인 스파크 플러그(20)는 또한 세라믹 재료로 된 절연체(26)와 전도성 금속 재료로 된 쉘(28)을 포함한다. 세라믹 절연체(26)는 전체적으로 환상형이고 금속 쉘(28)의 내부에서 지지가능하게 배치되어 금속 쉘(28)이 세라믹 절연체(26)의 일부를 둘러싸도록 한다.
대표적인 스파크 플러그(20)의 중심 전극(22)은 세라믹 절연체(26)의 축방향 공동 내에 배치된다. 중심 전극(22)은 제 1 베이스 컴포넌트(30)와 제 1 스파킹 단부(32)를 포함한다. 제 1 스파킹 단부(32)는 도 1b에 도시된 바와 같이 제 1 스파크 접촉 표면(36)을 포함하는 제 1 외부 표면(34)을 제공한다. 제 1 스파크 접촉 표면(36)은 세라믹 절연체(26)의 전면 단부를 벗어나서 뻗어있다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금으로 형성된 제 1 스파킹 단부(32)는 도 1a, 1b, 및 2에 도시된 것과 같이 제 1 베이스 컴포넌트(30)에 독립적이다. 제 1 스파킹 단부(32)는 제 1 베이스 컴포넌트(30)에 부착된다. 제 1 스파킹 단부(32)는 제 1 베이스 컴포넌트(30)에 고정되어 용접, 본딩, 또는 부착된다. 하나의 실시예에서, 제 1 베이스 컴포넌트(30)는 니켈 또는 니켈 합금을 포함한다. 그러나, 상술한 바와 같이, 고온 성능 합금으로 형성된 제 1 스파킹 단부(32)는 어떠한 의도적으로 첨가된 Ni를 포함하지 않고, 실질적으로 Ni이 포함되어있지 않다. 또다른 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 베이스 컴포넌트(30)는 순수한 구리 또는 구리 합금과 같은 구리 재료로 된 제 1 코어(31)를 포함한다.
하나의 실시예에서, 중심 전극(22)의 제 1 베이스 컴포넌트(30)의 적어도 일부는 또한 고온 성능 합금으로 형성된다. 제 1 베이스 컴포넌트(30)와 제 1 스파킹 단부(32)는 도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이 서로 통합되어있다. 종래 기술의 귀금속 재료에 비해, 고온 성능 합금의 고 열전도성 및 상대적으로 낮은 비용은 중심 전극(22)이 전체적으로 고온 성능 합금으로 형성되도록 한다.
대표적인 스파크 플러그(20)의 접지 전극(24)은 도 1에 도시된 바와 같이 금속 쉘(28)의 전면 단부에 고정되어 용접, 본딩, 또는 부착된다. 접지 전극(24)은 제 2 베이스 컴포넌트(40)와 제 2 스파킹 단부(38)를 포함한다. 제 2 스파킹 단부(38)는 도 1b에 도시된 바와 같이 제 2 스파크 접촉 표면(44)을 포함하는 제 2 외부 표면(42)을 제공한다. 제 2 스파크 접촉 표면(44)은 중심 전극(22)의 제 1 스파크 접촉 표면(36)에 인접하여 배치된다. 스파크 접촉 표면(36, 44)은 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이 자신들의 사이에서 스파크 갭(46)을 형성한다.
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금으로 형성된 제 2 스파킹 단부(38)는 도 1a, 1b, 및 4에 도시된 것과 같이 제 2 베이스 컴포넌트(40)에 독립적이다. 접지 전극(24)은 제 2 베이스 컴포넌트(40)에 부착된다. 제 2 스파킹 단부(38)는 제 2 베이스 컴포넌트(40)에 고정되어 용접, 본딩, 또는 부착된다. 하나의 실시예에서, 제 2 베이스 컴포넌트(40)는 Ni 또는 Ni 합금을 포함한다. 그러나, 상술한 바와 같이, 고온 성능 합금으로 형성된 제 2 스파킹 단부(38)는 어떠한 의도적으로 첨가된 Ni를 포함하지 않고, 실질적으로 Ni이 포함되어있지 않다. 또다른 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 베이스 컴포넌트(40)는 순수한 구리 또는 구리 합금과 같은 구리 재료로 된 제 2 코어(33)를 포함한다.
하나의 실시예에서, 접지 전극(24)의 제 2 베이스 컴포넌트(40)의 적어도 일부는 또한 고온 성능 합금으로 형성된다. 제 2 베이스 컴포넌트(40)와 제 2 스파킹 단부(38)는 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이 서로 통합되어있다. 종래 기술의 귀금속 스파킹 단부(32, 38)에 비해, 고온 성능 합금의 고 열전도성 및 상대적으로 낮은 비용은 전체 접지 전극(24)이 고온 성능 합금으로 형성되도록 한다.
예시 1
하나의 실시예에서, 고온 성능 합금으로 형성된 스파킹 단부(32, 38)는 49.0 중량 퍼센트의 양의 Cr, 2.0 중량 퍼센트의 양의 Pd, 및 49.0 중량 퍼센트의 양의 텅스텐을 포함한다. 고온 성능 합금은 분말 금속으로 제조되어 0.7밀리미터의 직경 및 1.0 밀리미터의 두께를 가진 최종 디스크 형상으로 소결된다.
예시 2
제 2 실시예에서, 고온 성능 합금으로 형성된 스파킹 단부(32, 38)는 39.0 중량 퍼센트의 양의 Cr, 2.0 중량 퍼센트의 양의 Pd, 및 59.0 중량 퍼센트의 양의 텅스텐을 포함한다. 고온 성능 합금은 분말 금속으로 제조되어 최종 형상으로 소결된다.
예시 1- 핫 스파크 부식률
제 2 실시예에서, 고온 성능 합금으로 형성된 8개의 추가적인 예시적인 스파킹 단부(32, 38) 뿐 아니라, 예시 1 및 예시 2의 스파킹 단부(32, 38)의 핫 스파크 부식률은 종래 기술의 귀금속 합금 또는 종래 기술의 니켈 합금으로 형성된 비교 스파킹 단부의 핫 스파크 부식률에 비교된다. 비교 스파킹 단부는 0.7밀리미터의 직경과 1.0 밀리미터의 두께를 가진 예시적인 스파킹 단부(32, 38)와 동일한 크기를 포함한다. 예시적인 스파킹 단부(32, 38)와 비교 스파킹 단부의 종래 기술의 합금의 조성은 표 1에 나열되어있다.
예시적인 스파킹 단부(32, 38)와 비교 스파킹 단부는 내연 기관의 조건과 유사한 조건하에서 시험되었다. 핫 스파크 부식률 테스트는 스파킹 조건 및 온도 조건 모두인 환경을 시뮬레이션 한다. 샘플은 300시간 테스트 동안 캐소드로서 테스트되었다. 샘플은 전체 300시간 동안 스파크 플러그(20)의 전극(22, 24)의 일반적인 동작 온도인 775℃의 온도까지 가열되고 유지되었다. 테스트 동안, 20KV의 스파킹 전압이 또한 300시간 동안 유지되었다. 스파킹 주파수는 158Hz였다. 부식률은 샘플에 인가된 스파크 당 소모된 샘플 재료의 양과 같았다. 부식률은 고온 성능 합금의 볼륨 안정성의 지시를 제공한다. 부식률은 ㎛3/스파크로 측정된다. 샘플의 부식률은 2개의 부식 메커니즘, 고온 산화 부식과 스파크 부식에 의한 부식률을 포함한다. 핫 스파크 부식 실험의 샘플의 부식률은 실제 연소기관에서 사용되는 스파킹 단부의 부식률과 유사하다. 고온 성능 합금으로 형성된 예시적인 스파킹 단부(32, 38)의 부식률과 비교 스파킹 단부의 부식률이 또한 표 1에 표시된다. 스파크 부식률 테스트 결과의 그래픽 표시는 도 6에 도시된다.
조성
(중량 퍼센트, wt%)		 스파크 부식률
(㎛3/스파크)
비교예 6 98wt% Ir + 2wt% Rh 0.6
비교예 7 100wt% Ir 1.0
비교예 8 90wt% Pt + 10wt% Ni 2.6
비교예 9 70wt% Pt + 30wt% Ni 4.5
본 발명의 예 1 49wt% Cr+2wt% Pd+49wt% W 3.1
본 발명의 예 2 39wt% Cr+2wt% Pd+59wt% W 4.2
본 발명의 예 3 29wt% Cr+2wt% Pd+69wt% W 5.0
본 발명의 예 4 29wt% Cr+1wt% Pd+
35wt% Mo+35wt% W		 6.9
본 발명의 예 5 29wt% Cr+1wt% Pd+
35wt% Mo+35wt% W		 7.3
본 발명의 예 6 49wt% Cr+2wt% Pd+
24wt% Mo+25wt% W		 7.5
본 발명의 예 7 19wt% Cr+1wt% Pd+
40wt% Mo+40wt% W		 8.3
본 발명의 예 8 19wt% Cr+1wt% Pd+
40wt% Mo+40wt% W		 9.0
본 발명의 예 9 29wt% Cr+2wt% Pd+
34wt% Mo+35wt% W		 11.2
본 발명의 예 10 39wt% Cr+2wt% Pd+
29wt% Mo+30wt% W		 11.2
실험 결과
고온 성능 합금으로 형성된 예시적인 스파킹 단부(32, 38)의 핫 전기 스파크 부식률은 종래 기술의 Pt 및 Pt-Ni 재료의 부식률과 거의 동일하다. 그러나, 고온 성능 합금은, 고온 성능 합금으로 형성된 예시적인 스파킹 단부(32, 38)가 500℃를 초과하는 온도에서 볼링을 경험하지 않기 때문에 스파크 플러그 전극(22, 24)에 보다 적합한다. 추가로, 본 발명의 합금의 비용은 Pt 및 Pt-Ni 합금과 같은, 귀금속에 비해 현저하게 더 저렴하고, 보다 용이하게 입수가능하다. 따라서, 고온 성능 합금으로 형성된 스파킹 단부(32, 38)는 개선된 성능의 스파크 플러그(20)를 제공한다.
명백하게, 본 발명의 다수의 변형과 변조는 상기의 교안에 따라 가능하며, 첨부된 청구범위의 범위내에 명확하게 기술되어 있는 대로 실시될 수 있다. 추가로, 청구범위의 참조번호는 편의를 위한 것일 뿐이며, 어떠한 형태로건 한정으로 해석되어서는 안된다.

Claims (20)

  1. 스파킹 단부(28, 32)를 가진 적어도 하나의 전극(22, 24);
    을 포함하는 스파크 플러그(20)로서,
    상기 스파킹 단부(28, 32)는 고온 성능 합금을 포함하고,
    상기 고온 성능 합금은, 상기 고온 성능 합금의 중량 퍼센트에서, 10.0 중량 퍼센트 내지 60.0 중량 퍼센트의 양의 크롬, 0.5 중량 퍼센트 내지 10.0 중량 퍼센트의 양의 팔라듐, 및 실질적으로 몰리브덴과 텅스텐 중 적어도 하나의 나머지 잔량을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그(20).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스파킹 단부(28, 32)는 스파크 접촉 표면(36, 44)을 구비하고, 적어도 약 500℃의 온도에서 상기 스파크 접촉 표면(36, 44)에서의 크롬 산화물(Cr2O3) 층(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그(20).
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 스파킹 단부(28, 32)는 상기 스파크 접촉 표면(36, 44)을 포함하는 외부 표면(34, 42)을 구비하고, 상기 표면들(34, 36, 42, 44) 각각은 적어도 약 500℃의 온도에서 상기 크롬 산화물(Cr2O3) 층(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그(20).
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 고온 성능 합금은 5.0 중량 퍼센트 미만의 양의 니켈을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그(20).
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 고온 성능 합 금은 0.2 중량 퍼센트까지의 양의 이트륨을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그(20).
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 고온 성능 합금은 2.0 중량 퍼센트까지의 양의 실리콘 및 망간 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그(20).
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 고온 성능 합금은 0.5 중량 퍼센트까지의 양의 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그(20).
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 스파킹 단부(28, 32)는 외부 표면(34, 42)을 가지고, 상기 외부 표면(34, 42)에서 1.0 밀리미터 미만의 두께를 가진 팔라듐 코팅(48)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그(20).
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 나머지 잔량은 10.5 중량 퍼센트 내지 90.0 중량 퍼센트의 양의 몰리브덴 및 텅스텐 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그(20).
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 고온 성능 합금은, 30.0 중량 퍼센트 내지 55.0 중량 퍼센트의 양의 크롬, 1.0 중량 퍼센트 내지 3.0 중량 퍼센트의 양의 팔라듐, 및 40.0 중량 퍼센트 내지 55.0 중량 퍼센트의 양의 텅스텐을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그(20).
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 고온 성능 합금은, 20.0 중량 퍼센트 내지 40.0 중량 퍼센트의 양의 크롬, 0.5 중량 퍼센트 내지 2.5 중량 퍼센트의 양의 팔라듐, 25.0 중량 퍼센트 내지 45.0 중량 퍼센트의 양의 텅스텐, 및 25.0 중량 퍼센트 내지 45.0 중량 퍼센트의 양의 몰리브덴을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그(20).
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 전극(22, 24)은 베이스 컴포넌트(30, 40)를 포함하고, 상기 베이스 컴포넌트(30, 40)와 상기 스파킹 단부(28, 32)는 서로 독립적이며, 상기 스파킹 단부(28, 32)는 상기 베이스 컴포넌트(30, 40)에 부착되는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그(20).
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 전극(22, 24)은 상기 고온 성능 합금의 적어도 일부로 형성된 베이스 컴포넌트(30, 40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그(20).
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 베이스 컴포넌트(30, 40)와 상기 스파킹 단부(28, 32)는 서로 통합되어 있는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그(20).
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 전극(22, 24)의 베이스 컴포넌트(30, 40)는 구리 재료로 된 코어(31, 33)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그(20).
  16. 제 1 항에 있어서, 중심 전극(22)과 접지 전극(24)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그(20).
  17. 제 16 항에 있어서, 축방향 공동을 가지는 세라믹 재료로 된 절연체(26)를 포함하고,
    상기 중심 전극(22)은 상기 절연체(26)의 상기 축방향 공동에 배치되고,
    전도성 금속 재료로 된 쉘(28)이 상기 절연체(26)를 둘러싸고, 및
    상기 접지 전극(24)이 상기 쉘(28)에 부착되는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그(20).
  18. 고온 성능 합금을 포함하는 스파킹 단부(28, 32),
    를 포함하는 스파크 플러그(20)에 사용하는 전극(22, 24)으로서,
    상기 고온 성능 합금은, 상기 고온 성능 합금의 중량 퍼센트에서, 10.0 중량 퍼센트 내지 60.0 중량 퍼센트의 양의 크롬, 0.5 중량 퍼센트 내지 10.0 중량 퍼센트의 양의 팔라듐, 및 실질적으로 몰리브덴과 텅스텐 중 적어도 하나의 나머지 잔량을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그(20)에 사용하는 전극(22, 24).
  19. 스파킹 단부(28, 32)를 가진 전극(22, 24)을 포함하는 스파크 플러그(20)를 제조하는 방법으로서,
    크롬, 팔라듐, 및 몰리브덴과 텅스텐 중 적어도 하나를 포함하는 분말 금속 재료를 제공하는 단계,
    전극(22, 24)의 스파킹 단부(28, 32)로 상기 분말 금속 재료를 형성시키는 단계, 및
    고온 성능 합금의 중량 퍼센트에서, 10.0 중량 퍼센트 내지 60.0 중량 퍼센트의 양의 크롬, 0.5 중량 퍼센트 내지 10.0 중량 퍼센트의 양의 팔라듐, 및 실질적으로 몰리브덴과 텅스텐 중 적어도 하나의 나머지 잔량을 구비하는 상기 고온 성능 합금을 제공하기 위해 상기 분말 금속 재료를 가열하는 단계,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 분말 금속 재료를 가열하기 전에 팔라듐의 코팅(48)을 상기 분말 금속 재료에 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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