PL185328B1 - Ceramiczny element grzejny i sposób wytwarzania ceramicznego elementu grzejnego - Google Patents

Ceramiczny element grzejny i sposób wytwarzania ceramicznego elementu grzejnego

Info

Publication number
PL185328B1
PL185328B1 PL97323228A PL32322897A PL185328B1 PL 185328 B1 PL185328 B1 PL 185328B1 PL 97323228 A PL97323228 A PL 97323228A PL 32322897 A PL32322897 A PL 32322897A PL 185328 B1 PL185328 B1 PL 185328B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
heating element
ceramic
tungsten
metallic
wires
Prior art date
Application number
PL97323228A
Other languages
English (en)
Other versions
PL323228A1 (en
Inventor
Takanori Mizuno
Hiroyuki Kimata
Original Assignee
Ngk Spark Plug Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ngk Spark Plug Co filed Critical Ngk Spark Plug Co
Publication of PL323228A1 publication Critical patent/PL323228A1/xx
Publication of PL185328B1 publication Critical patent/PL185328B1/pl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001Glowing plugs for internal-combustion engines
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/141Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/48Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001Glowing plugs for internal-combustion engines
    • F23Q2007/004Manufacturing or assembling methods
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/027Heaters specially adapted for glow plug igniters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

1. Ceramiczny element grzejny majacy powlekana pare wyprowadzajacych drutów wolframowych i rezystor grzejny w ksztalcie litery „U” osadzony w ceramice, znamienny tym, ze powlekana para wyprowadzajacych drutów (33, 34) polaczona z jednej strony z zakonczenia- mi (331, 341) rezystora grzejnego (32) a z drugiej strony z oslonietymi na powierzchni spieczonego korpusu (306) zakonczeniami (332, 342) jest oslonieta powloka meta- liczna (301). 6. Sposób wytwarzania ceramicznego elementu grzejnego, polegajacy na polaczeniu zakonczen powleka- nej pary wyprowadzajacych drutów zawierajacych wol- fram, do obydwu zakonczen rezystora grzejnego w ksztal- cie litery „U” dla otrzymania glównego korpusu elementu grzejnego, znamienny tym, ze powierzchnie wyprowa- dzajacych drutów (33, 34) powleka sie powloka meta- liczna (301) wybrana z grupy srebra, zlota, platyny, tyta- nu, tantalu i niklu, a nastepnie osadza sie glówny korpus (300) elementu grzejnego w proszku ceramicznym zawie- rajacym jeden srodek sposród azotku krzemu, Sialon lub azotku glinu i prasuje sie na goraco proszek zawierajacy osadzony w nim glówny korpus (300) elementu grzejnego oraz spieka sie proszek, po czym odslania sie drugie zakonczenia (332, 342) wyprowadzajacych drutów (33, 34) na powierzchni spieczonego korpusu (31). PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest ceramiczny element grzejny i sposób wytwarzania ceramicznego elementu grzejnego.
Znane są ceramiczne elementy grzejne otrzymywane przez przymocowywanie znajdujących się z jednej strony końców pary wyprowadzających drutów wolframowych do odpowiednio obydwu końców metalicznego materiału grzejnego w kształcie litery „U” (wykonanego ze stopu wolframu), osadzanie otrzymanego głównego korpusu elementu grzejnego w proszku ceramicznym zawierającym azotek krzemu (SijNJ, Sialon lub azotek glinu (A1N) jako składnik główny i prasowanie na gorąco proszku zawierającego główny korpus elementu grzejnego dla spieczenia tego proszku.
Tego rodzaju ceramiczne elementy grzejne są stosowane w ceramicznych świecach żarowych stosowanych w silnikach diesla. Przy wytwarzaniu tego rodzaju ceramicznej świecy żarowej, stosowana jest cylindryczna powłoka metaliczna, która posiada z przodu część przytrzymującą oraz z tyłu gwint śrubowy do mocowania w silniku. Ceramiczny element grzejny
185 328 powyższego rodzaju jest osadzany w części przytrzymującej głównej powłoki metalicznej za pomocą metalicznej osłony.
Jednakże w znanym sposobie wytwarzania ceramicznego elementu grzejnego (podczas prasowania na gorąco dla spiekania), węgiel zawarty w formie węglowej i/lub węgiel zawarty w organicznym spoiwie wchodzi do materiałów podlegających prasowaniu na gorąco, tworząc tym samym warstwę produktu reakcji węgla i wolframu na powierzchniach wyprowadzonych drutów wolframowych. W rezultacie, przykładowo, główny korpus elementu grzejnego (składający się z wyprowadzonych drutów i metalicznego materiału grzejnego) ma zredukowaną trwałość i wzrasta jego rezystancja, przez co na ceramice powstają pęknięcia.
Tego rodzaju rozwiązania są znane między innymi z opisów patentowych US nr 5750958 i 5362944, oraz japońskiego zgłoszenia patentowego nr 62000732A.
Przedmiotem wynalazku jest ceramiczny element grzejny mający powlekaną parę wyprowadzających drutów wolframowych i rezystor grzejny w kształcie litery „U” osadzony w ceramice, charakteryzujący się tym, że powlekana para wyprowadzających drutów połączona z jednej strony z zakończeniami rezystora grzejnego a z drugiej strony z osłoniętymi na powierzchni spieczonego korpusu zakończeniami jest osłonięta powłoką metaliczną.
Ceramiczny element grzejny posiada powłokę metaliczną zawierającą metal wybrany spośród srebra, złota, platyny, tytanu, tantalu, niklu itd.
W ceramicznym elemencie grzejnym rezystor grzejny zawiera element wolframowy i stanowi albo metaliczny materiał grzejny wykonany z wolframu, stopu wolfram-ren, itd., lub też niemetaliczny materiał grzejny wykonany z mieszaniny proszku węglika wolframu i proszku ceramicznego.
Metaliczna powłoka ceramicznego elementu grzejnego ma grubość od 1 do 10 pm, korzystnie 3 do 8 pm.
Sposób wytwarzania ceramicznego elementu grzejnego polega na połączeniu jednostronnych zakończeń pary wyprowadzających drutów zawierających wolfram do obydwu zakończeń rezystora grzejnego w kształcie litery „U” dla otrzymania głównego korpusu grzejnika, przy czym powierzchnię wyprowadzonego wolframu powleka się powłoką metaliczną wybraną z grupy srebra, złota, platyny, tytanu, tantalu lub niklu a następnie osadza się główny korpusy grzejnika w proszku ceramicznym zawierającym jeden środek z grupy azotek krzemu (Si3N4), Sialon lub azotek glinu (AlN) i prasuje się na gorąco proszek zawierający osadzony w nim główny korpus elementu grzejnego i spieka się proszek dla otrzymania tym samym spieczonego korpusu, po czym odsłania się drugie zakończenia wyprowadzające druty na powierzchnię spieczonego korpusu.
Powłoką metaliczną na powierzchniach drutu formuje się przez elektroplaterowanie, platerowanie chemiczne, zanurzanie na gorąco, natryskiwanie termiczne, osadzania pary, powlekanie dyfuzyjne, nakładanie materiału okładzinowego itd.
Jako metal w powłoce metalicznej, szczególnie skuteczne są srebro, złoto, platyna, tytan, tantal lub nikiel. Warstwa reakcyjna może przypadkowo zawierać dużą ilość C (węgla) i V (wanadu). Można założyć, że jeden z nich jest główną przyczyną wytwarzania warstwy reakcyjnej.
Otrzymany spieczony korpus zostaje poddany zeszlifowaniu lub podobnej obróbce dla odsłonięcia drugich końców przewodów wyprowadzających na powierzchni otrzymanego spieczonego korpusu.
Ponieważ powierzchnie wyprowadzających drutów wolframowych mają powłokę metaliczną, zatem podczas spiekania i prasowania na gorąco, węgiel zawarty w formie węglowej, pozostający składnik węglowy zawarty w spoiwie organicznym i wytworzony swobodny węgiel jeżeli materiał surowcowy ceramicznego elementu grzejnego zawiera węglik wolframu są powstrzymywane przed wchodzeniem do drutu wyprowadzającego. Tym samym jest możliwe zredukowanie wielkości warstwy reakcyjnej wolframu utworzonej na powierzchni drutu.
W rezultacie zapobiega się obniżeniu trwałości ceramicznego elementu grzejnego, zwiększeniu rezystancji, powstawaniu pęknięć w ceramice i tym podobnym ujemnym skutkom.
185 328
Tak więc, ceramiczny element grzejny według wynalazku łączy znakomite własności egzotermiczne (ogrzewa się w krótkim czasie) i znakomitą trwałość (wytrzymuje powtarzalne stosowanie).
Powłoka metaliczna według wynalazku skutecznie ogranicza wchodzenie węgla pochodzącego z formy węglowej lub składnika węglowego zawartego w spoiwie organicznym do drutów wprowadzających podczas prasowania na gorąco. W rezultacie jest redukowana wielkość warstwy utworzonej na powierzchniach drutów poprzez reakcję wolframu.
Stwierdzono, że jeżeli grubość powłoki metalicznej jest mniejsza niż 1 pm, to powłoka ta nie ogranicza przechodzenia węgla do drutów wyprowadzających podczas prasowania na gorąco. Tak więc, taka powłoka metaliczna jest mniej skuteczna dla zapobiegania formowaniu się niepożądanej warstwy związku wolframu.
Grubość powłoki metalicznej wynosząca 10 pm jest wystarczająca dla maksymalizacji tego efektu dla zapobiegania formowaniu się niepożądanej warstwy związku wolframu. Jednakże nawet powstaje powłoka metaliczna mająca grubość przekraczającą 10 pm, to prowadzi to jedynie do wzrostu kosztów.
Świece żarowe stosujące tego rodzaju ceramiczny element grzejny łączą znakomite własności egzotermiczne (ogrzewanie w krótkim czasie) i znakomitą trwałość (wytrzymywanie powtarzalnego stosowania).
Ponadto, takie świece żarowe są nadzwyczaj niekłopotliwe podczas stosowania, ze względu na niewystępowanie przerwania drutu, wzrostu rezystancji w głównym korpusie elementu grzejnego lub pękania ceramiki.
Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój świecy żarowej zawierającej element grzejny według wynalazku, fig. 2 - powiększony przekrój ilustrujący ważne części świecy żarowej, fig. 3 - wykres poglądowy, przedstawiający wtryskiwanie-formowanie materiału ziarnistego, fig. 4 - widok ilustrujący główny korpus elementu grzejnego według wynalazku, fig. 5A i 5B - schematy poglądowe przedstawiające formowanie korpusu przez prasowanie, a fig. 6A i 6B - schematy poglądowe przedstawiające formowanie przez prasowanie na gorąco ceramicznego korpusu spieczonego.
Pokazana na fig. 1 świeca żarowa A posiada osłonę metaliczną 1, cylindryczną główną powłokę metaliczną 2 mającą z przodu część przytrzymującą 21 do przytrzymywania tylnej części 11 osłony metalicznej 1, ceramiczny element grzejny 3 osadzony w osłonie metalicznej i zawierającą końcówkę elektrody 4 włożoną do cylindrycznej głównej powłoki metalicznej i izolowaną względem niej.
Osłona metaliczna 1 posiadająca grubość 0,6 mm jest wykonana z materiału odpornego cieplnie, zaś jej tylna część jest przylutowana do wewnętrznej ściany 211 części przytrzymującej 21 za pomocą materiału lutowniczego zawierającego srebro. Cylindryczna główna powłoka metaliczna 2 wykonana ze stali węglowej, posiada z przodu część przytrzymującą 21 wystającą do wewnątrz i posiada ponadto od strony tylnego końca sześciokątną część 22 do nakładania klucza maszynowego, zaś w środkowej części posiada gwint śrubowy 23 do wkręcania świecy żarowej do komory spalinowej silnika diesla.
Ceramiczny element grzejny 3 wytworzony poprzez opisany poniżej proces posiada wyprowadzające druty 33 i 34 oraz rezystor grzejny 32 w kształcie litery „U”, osadzony w ceramice 31 składającej się głównie z azotku tlenu (SijNJ.
Ponieważ rezystor grzejny 32 jest osadzony w ceramice 31 tak, że odległość pomiędzy powierzchnią rezystora grzejnego 32 a powierzchnią ceramiki 31 wynosi przynajmniej 0,33 mm, zatem rezystor grzejny 32 jest nie tylko zabezpieczany przed utlenieniem nawet po ogrzaniu do wysokich temperatur (800-1500°C), ale również posiada dużą wytrzymałość mechaniczną.
Każdy z wyprowadzających drutów 33 i 34 stanowi drut wolframowy mający średnicę od 0,3 do 0,4 mm i mający powłokę metaliczną ze srebra 301 osadzoną przez elektroplaterowanie, mającą grubość 3 pm na powierzchni drutu (patrz fig. 4). Jednostronne zakończenia 331 i 341 drutów są przyłączone odpowiednio do zakończeń 321 i 322 rezystora grzejnego 32, zaś drugie końce 332 i 342 są odsłonięte na powierzchni ceramiki w odpowiednio pośredniej części tylnej i części tylnej ceramiki 31. Grubość osadu srebra wynosi korzystnie od 1 do 10
185 328 pm (bardziej korzystnie od 3 do 8 pm)) ze względu na efekt zmniejszenia formowania niepożądanej warstwy wolframu i ze względu na koszty.
Druty wyprowadzające porównywalnej świecy żarowej stanowią drut wolframowy nie mający na powierzchni żadnej powłoki.
Drugi koniec 332 wyprowadzającego drutu 33 jest przyłączony elektrycznie do cylindrycznej głównej powłoki metalicznej 2 za pomocą zewnętrznego drutu łączącego 51 o kształcie sprężyny i następnie poprzez osłonę metaliczną 1.
Drugi koniec 342 wyprowadzającego drutu 34 jest przyłączony elektrycznie do zawierającej końcówkę elektrody 4 poprzez zewnętrzne druty łączące 52 i 53 w postaci sprężyny.
Zawierająca końcówkę elektroda 4 mająca śrubowy gwint 41 jest przytwierdzona do cylindrycznej głównej powłoki metalicznej 2 za pomocą izolatora 61 i nakrętki 62 tak, że elektroda 4 jest izolowana od metalicznej powłoki 2. Oznacznikiem 63 oznaczono nakrętkę do przytwierdzania obsady montażowej źródła elektrycznego (nie pokazanej) do elektrody 4.
Poniżej zostanie opisany sposób wytwarzania ceramicznego elementu grzejnego 3 według wynalazku i sposób wytwarzania ceramicznego elementu grzejnego do porównywalnej świecy żarowej.
Drut wolframowy zostaje pocięty na dane odcinki i uformowany w zadane kształty. Te pocięte wolframowe druty 33 i 34 zostają poprzez elektroplaterowanie pokryte srebrem 301 na grubość 3 pm. Dla porównywalnego ceramicznego elementu grzejnego nie wytworzono żadnej powłoki na pociętych drutach wolframowych.
Następnie najpierw przygotowuje się materiał surowcowy rezystora grzejnego. Materiał surowcowy rezystora grzejnego zawiera 58,4% wagowych węglika wolframu i 41,6% wagowych izolacyjnej ceramiki zawierającej 89 części wagowych azotku krzemu, 8 części wagowych trójtlenku erbu, 1 część wagową trójtlenku wanadu i 2 części wagowe trójtlenku wolframu.
Następnie dodaje się czynnik dyspersyjny i rozpuszczalnik, zaś mieszaninę poddaje się pokruszeniu i wysuszeniu. Następnie dodaje się spoiwo organiczne do mieszaniny dla otrzymania materiału ziarnistego 3255.
Tak otrzymany materiał ziarnisty 3255 zostaje formowany wtryskowo tak, aby był przyłączony do jednostronnych zakończeń 331 i 341 powleczonych srebrem wyprowadzających drutów 33 i 34 (i nie powleczonych drutów wyprowadzających) (patrz fig. 3). Tak więc, formowany jest główny korpus 300 elementu grzejnego składający się z niespieczonego rezystora grzejnego 32 w kształcie litery „U”, mającego scalone z nim wyprowadzające druty 33 134 (i z rezystorem grzejnym porównywalnej świecy żarowej) (patrz fig. 4).
Następnie przygotowuje się proszek ceramiczny. Materiał surowcowy proszku ceramicznego zawiera 3,5% wag. krzemo-molibdenu (MoSi2) i 96,5% wag. ceramiki izolacyjnej zawierającej 89 części wagowych azotku krzemu (Si3N4), 8 części wagowych trójtlenku erbu (Er2O3), 1 część wagową trójtlenku wanadu (V2O3) i 2 części wagowe trójtlenku wolframu (WO·,).
Spośród tych składników, najpierw dodaje się czynnik dyspersyjny i wodę do krzemomolibdenu (MoSi2) trójtlenku erbu (Er?O3), trójtlenku wanadu (V2O3) i trójtlenku wolframu (WO3), po czym mieszaninę poddaje się pokruszeniu. Następnie do mieszaniny dodaje się azotek krzemu (Si^) i mieszaninę poddaje się ponownemu kruszeniu. Następnie dodaje się spoiwo organiczne dla wytworzenia materiału ziarnistego.
Z proszku ceramicznego wytwarza się parę podzielonych na połowy prasowanych korpusów 3051, 3052. Główny korpus 300 elementu grzejnego (i porównywalny korpus grzejny) umieszcza się na podzielonym na połowy prasowanym korpusie 3051, na który jest nakładany podzielony na połowę prasowany korpus 3052 dla utworzenia formowanego przez prasowanie korpusu 305 (fig. 5A i 5B).
Otrzymany w ten sposób formowany przez prasowanie korpus 305 jest ustawiany w formie węglowej 80 i prasowany na gorąco w temperaturze 1750°C w atmosferze gazowego azotu (N2) pr/y przykładanym ciśnieniu 200 kg/cm2 dla uformowania ceramicznego spieczonego korpusu 306 w postaci prawie okrągłego pręta o półkolistym przednim końcu (fig. 6A i 6B).
Zewnętrzna powierzchnia tego ceramicznego spieczonego korpusu 306 jest zeszlifowana dla wykończenia spieczonego korpusu tak, aby posiadał dany wymiar cylindryczny, i jed6
185 328 nocześnie dla odsłonięcia drugich zakończeń 332 i 342 wyprowadzających drutów 33 i 34 na powierzchni ceramiki 31. W ten sposób zostaje zakończone wytwarzanie ceramicznego elementu grzejnego 3 według wynalazku (i ceramicznego elementu grzejnego porównywalnej świecy żarowej).
Warstwa szklana jest utworzona poprzez wypalanie na ceramicznym elemencie grzejnym 3 (i na porównywalnym elemencie grzejnym) w obszarze w którym element grzejny 3 jest przytrzymywany przez osłonę metaliczną 1 i w obszarach obwodowych w których element grzejny 3 jest przyłączany do zewnętrznych drutów łączących 51 i 52 (z wyłączeniem odsłoniętych obszarów wyprowadzających drutów 33 i 34).
Ceramiczny element grzejny 3 jest przyłączony elektrycznie do osłony metalicznej 1 i do zewnętrznych drutów łączących 51, 52 przez lutowanie. Zewnętrzny drut łączący 51 jest podobnie przyłączony elektrycznie do tylnego końca metalicznej osłony 1.
Ten zespół ceramicznego elementu grzejnego 3 zostaje włożony do cylindrycznej głównej powłoki metalicznej 2. Tylna część 11 osłony metalicznej 1 zostaje przylutowana materiałem lutowniczym zawierającym srebro do wewnętrznej ściany 211 części przytrzymującej 21 głównej powłoki metalicznej 2.
Ponadto, zawierająca końcówkę elektroda 4 jest przytwierdzona do głównej powłoki metalicznej 2 za pomocą izolatora 61 i nakrętki 62. W ten sposób zostaje zakończone wytwarzanie świecy żarowej A (i porównywalnej świecy żarowej).
W opisany powyżej sposób zostały przygotowane próbne świece żarowe A według wynalazku, zawierające wolframowe druty wyprowadzające z powłoką srebra (osadzoną przez elektroplaterowanie, grubości 3 pm) na powierzchni, i próbne porównywalne świece żarowe B, zawierające wolframowe druty wyprowadzające pozbawione powłoki srebrnej. Przeprowadzono test trwałości w którym próbki te poddano oddziaływaniu 10.000 cykli z których każdy składa się z 1-minutowego doprowadzania prądu (temperatura końcówki ceramicznego elementu grzejnego wynosiła 1400°C) i jednominutowego zatrzymania doprowadzania prądu (chłodzenie do temperatury pokojowej). Rezultaty testów trwałości zostały przedstawione w tabelach 1 i 2.
Tabela 1
Świeca żarowa A według wynalazku (osad Ag, 3 pm)
Rezystancja przed testowaniem trwałości (m Ω) Rezystancja po testowaniu trwałości (m Ω) Wzrost rezystancji (m Ω)
760 770 + 10
741 744 +3
728 740 +12
768 772 +4
760 766 +6
782 786 +4
722 730 +8
757 762 +5
784 788 +4
729 739 + 10
185 328
Tabela 2
Rezystancja przed testowaniem trwałości (ωΩ) Rezystancja po testowaniu trwałości (m Ω) Wzrost rezystancji (m Ω)
769 789 +20
746 przerwanie drutu
817 OC przerwanie drutu
757 782 +25
751 00 przerwanie drutu
706 przerwanie drutu
761 00 przerwanie drutu
777 803 +26
759 przerwanie drutu
783 825 +42
Jak pokazano w tabeli 2, w odniesieniu do porównywalnej świecy żarowej B, sześć z dziesięciu próbek wykazywały pęknięcie drutu wyprowadzającego (w pobliżu powierzchni ceramicznego elementu grzejnego) podczas okresu od 1.000 do 9.000 cyklu. W dwóch z nich stwierdzono pęknięcia ceramicznego elementu grzejnego. Jakkolwiek pozostałe próbki nie wykazywały pękniętego drutu, to jednak ich wartości rezystancji wzrosły o 20 do 42 mQ) w trakcie testu (stosunek zmiany rezystancji +2,6% do +5,4%).
W przeciwieństwie do tego, jak pokazano w tabeli 1, w próbkach świecy żarowej A według wynalazku nie stwierdzono żadnego przerwania drutu wyprowadzającego lub pęknięcia aż do zakończenia testu trwałości. Wartości rezystancji dla 10 próbek, które były poddawane testowi na trwałość były wyższe niż początkowe wartości rezystywności od 3 do 12 mQ) (stosunek zmiany rezystancji: +0,5 do +1,6%). Stanowi to potwierdzenie, że formowanie powłoki srebrnej skutecznie ogranicza reakcję wolframowych drutów wyprowadzających, utrzymując tym samym stabilną wartość rezystancji.
W przypadku rozwiązania według wynalazku w którym materiał surowcowy rezystora grzejnego zawiera węglik wolframu, część węglika wolframu może ulec zmianie po spieczeniu na tlenek wolframu.
Zgodnie z tym, powłoka ze srebra również może reagować z węglem pochodzącym z wolframowego drutu wyprowadzającego gdy węglik wolframu ulega zmianie na tlenek wolframu w procesie wytwarzania ceramicznego elementu grzejnego w czasie spiekania przez prasowanie na gorąco.
Poza rozwiązaniem opisanym powyżej, wynalazek obejmuje również następujące rozwiązania: rezystor grzejny może stanowić metaliczną cewkę grzejną (np. drut wolfram-ren lub drut wolframowy), obok niemetalicznych elementów grzejnych takich jak stosowane w powyższym rozwiązaniu (mieszanina węglika wolframu i azotku tlenu), druty wyprowadzające mogą stanowić druty ze stopu wolframu, np. stopu wolfram-krzem lub stopu wolfram-nikiel, obok drutów wyprowadzających stosowanych w powyższym rozwiązaniu (drutów z czystego wolframu), ceramika może stanowić Sialon, azotek glinu lub podobne, obok azotku krzemu, wytwarzanie powłoki metalicznej na powierzchniach drutów wyprowadzających może być prowadzone przez platerowanie chemiczne, platerowanie na gorąco, natryskiwanie termiczne, osadzanie pary, powlekanie dyfuzyjne, nakładanie materiału okładzinowego, itd., obok elektroplaterowania, materiał powłoki metalicznej może przykładowo stanowić złoto, platynę, tytan, tantal lub nikiel obok srebra. Wszystkie te materiały dają ten sam efekt, i nadają się do zapobiegania zmianie rezystancji drutów wyprowadzających składających się z wolframu lub stopu wolframu tak, że druty te mają stałą wartość rezystancji.
185 328
185 328
185 328
[[Μ^4ζ2/4//7//////////7Ζ\
185 328
185 328
185 328
185 328
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.
Cena 4.00 zł.

Claims (7)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Ceramiczny element grzejny mający powlekaną parę wyprowadzających drutów wolframowych i rezystor grzejny w kształcie litery „U” osadzony w ceramice, znamienny tym, że powlekana para wyprowadzających drutów (33, 34) połączona z jednej strony z zakończeniami (331,341) rezystora grzejnego (32) a z drugiej strony z osłoniętymi na powierzchni spieczonego korpusu (306) zakończeniami (332, 342) jest osłonięta powłoką metaliczna (301).
  2. 2. Ceramiczny element grzejny według zastrz. 1, znamienny tym, że powłoka metaliczna (301) zawiera metal wybrany z grupy srebra, złota, platyny, tytanu, tantalu i niklu.
  3. 3. Ceramiczny element grzejny według zastrz. 1, znamienny tym, że rezystor grzejny (32) stanowi metaliczny materiał grzejny zawierający wolfram lub stop wolfram-ren, lub niemetaliczny materiał grzejny zawierający mieszaninę proszku węglika wolframu i proszek ceramiczny.
  4. 4. Ceramiczny element grzejny według zastrz. 1, znamienny tym, że powłoka metaliczna (301) posiada grubość od 1 do 10.
  5. 5. Ceramiczny element grzejny według zastrz. 1, znamienny tym, że powłoka metaliczna (301) ma grubość od 3 do 8 μm.
  6. 6. Sposób wytwarzania ceramicznego elementu grzejnego, polegający na połączeniu zakończeń powlekanej pary wyprowadzających drutów zawierających wolfram, do obydwu zakończeń rezystora grzejnego w kształcie litery „U” dla otrzymania głównego korpusu elementu grzejnego, znamienny tym, że powierzchnię wyprowadzających drutów (33, 34) powleka się powłoką metaliczną (301) wybraną z grupy srebra, złota, platyny, tytanu, tantalu i niklu, a następnie osadza się główny korpus (300) elementu grzejnego w proszku ceramicznym zawierającym jeden środek spośród azotku krzemu, Sialon lub azotku glinu i prasuje się na gorąco proszek zawierający osadzony w nim główny korpus (300) elementu grzejnego oraz spieka się proszek, po czym odsłania się drugie zakończenia (332, 342) wyprowadzających drutów (33, 34) na powierzchni spieczonego korpusu (31).
  7. 7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że powłokę metaliczną (301) na powierzchniach drutu formuje się przez elektroplaterowanie, platerowanie chemiczne, powlekanie na gorąco, natryskiwanie termiczne, osadzanie pary, powlekanie dyfuzyjne lub nakładanie materiału okładzinowego.
PL97323228A 1996-11-19 1997-11-19 Ceramiczny element grzejny i sposób wytwarzania ceramicznego elementu grzejnego PL185328B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30814696 1996-11-19
JP9300372A JPH10208853A (ja) 1996-11-19 1997-10-31 セラミックヒータ、およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL323228A1 PL323228A1 (en) 1998-05-25
PL185328B1 true PL185328B1 (pl) 2003-04-30

Family

ID=26562316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL97323228A PL185328B1 (pl) 1996-11-19 1997-11-19 Ceramiczny element grzejny i sposób wytwarzania ceramicznego elementu grzejnego

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6013898A (pl)
EP (1) EP0843130B1 (pl)
JP (1) JPH10208853A (pl)
KR (1) KR100326850B1 (pl)
CN (1) CN1114065C (pl)
DE (1) DE69720651T2 (pl)
ES (1) ES2197284T3 (pl)
HU (1) HU219922B (pl)
PL (1) PL185328B1 (pl)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000141336A (ja) * 1998-11-13 2000-05-23 Ngk Insulators Ltd セラミック焼結品の製造方法
US6274855B1 (en) * 1998-11-17 2001-08-14 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Heating resistor for ceramic heaters, ceramic heaters and method of manufacturing ceramic heaters
PL347434A1 (en) * 1999-08-27 2002-04-08 Bosch Gmbh Robert Ceramic sheathed element glow plug
WO2001019139A1 (en) * 1999-09-07 2001-03-15 Ibiden Co., Ltd. Ceramic heater
JP2001230060A (ja) * 2000-02-21 2001-08-24 Tdk Corp 抵抗素子
DE10030924A1 (de) * 2000-06-24 2002-01-03 Bosch Gmbh Robert Glühstiftkerze
DE10052178C1 (de) * 2000-10-20 2002-05-29 Siemens Ag Elektrischer Widerstand
JP4068309B2 (ja) * 2001-03-02 2008-03-26 日本特殊陶業株式会社 ヒータ及びその製造方法
DE10136596B4 (de) 2001-07-30 2005-09-15 Beru Ag Verfahren zur Verbindung eines stabförmigen Heizelements mit einem rohrförmigen Gehäuse einer Glühkerze und durch dieses Verfahren hergestellte Glühkerze
RU2259023C2 (ru) * 2002-11-10 2005-08-20 ООО Научно-технический центр "НТЦ-Ползучесть" Способ изготовления композиционных нагревательных элементов
JP3816073B2 (ja) 2003-01-28 2006-08-30 日本特殊陶業株式会社 グロープラグ及びグロープラグの製造方法
US7841390B1 (en) 2003-03-03 2010-11-30 Paragon Airheater Technologies, Inc. Heat exchanger having powder coated elements
US7819176B2 (en) 2003-03-03 2010-10-26 Paragon Airheater Technologies, Inc. Heat exchanger having powder coated elements
DE10314218A1 (de) * 2003-03-28 2004-10-14 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Elektrisches Heizelement
DE10339641A1 (de) * 2003-08-28 2005-03-24 Robert Bosch Gmbh Glühstiftkerze mit besonders eingebettetem Kontaktelement
KR101167557B1 (ko) * 2007-10-29 2012-07-27 쿄세라 코포레이션 세라믹 히터 및 이것을 구비한 글로 플러그
KR101195918B1 (ko) * 2008-01-29 2012-10-30 쿄세라 코포레이션 세라믹 히터 및 글로우 플러그
EP2257119B1 (en) * 2008-02-20 2018-04-04 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Ceramic heater and glow plug
WO2010060616A2 (de) * 2008-11-27 2010-06-03 Borgwarner Beru Systems Gmbh Glühkerze und verfahren zu ihrer herstellung
US8481892B2 (en) * 2009-03-30 2013-07-09 Ngk Insulators, Ltd. Ceramic heater and method for producing same
EP2667686B1 (en) * 2011-01-20 2019-03-13 Kyocera Corporation Heater and glow plug provided with same
WO2012147920A1 (ja) 2011-04-27 2012-11-01 京セラ株式会社 ヒータおよびこれを備えたグロープラグ
EP2753144B1 (en) * 2011-08-29 2019-07-17 Kyocera Corporation Heater and glow plug equipped with same
US20150164143A1 (en) * 2012-01-25 2015-06-18 Bernard Karel Maas Electronic Simulated Cigarette and its Vaporizer
JP6152469B2 (ja) * 2014-03-27 2017-06-21 ボッシュ株式会社 セラミックスヒータ型グロープラグ
JP6689022B2 (ja) * 2014-04-09 2020-04-28 日本特殊陶業株式会社 グロープラグ
KR101578709B1 (ko) 2014-08-14 2015-12-28 주식회사 남아 비상문 개방 장치
DE102014226433A1 (de) * 2014-12-18 2016-06-23 Robert Bosch Gmbh Elektrisches Heizelement und Kontaktierung mit verbesserter Haltbarkeit
CN105007641B (zh) * 2015-07-29 2016-09-28 中广核研究院有限公司 临界热流密度试验用加热棒
EP3410819B1 (en) * 2016-01-27 2021-05-05 Kyocera Corporation Heater
CN110536491B (zh) * 2019-09-25 2024-07-05 重庆利迈科技有限公司 一种两层结构的陶瓷电热体及电烙铁
DE102022116008A1 (de) 2022-06-28 2023-12-28 Kamedi Gmbh Heizplättchen mit ausnehmung

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53769A (en) * 1976-06-22 1978-01-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Lighting heater
JPS5774646A (en) * 1980-10-29 1982-05-10 Ngk Spark Plug Co Ltd Gas-sensitive element
JPS60217A (ja) * 1983-06-15 1985-01-05 Ngk Spark Plug Co Ltd セラミツクグロ−プラグ
JPS60216A (ja) * 1983-06-15 1985-01-05 Ngk Spark Plug Co Ltd グロ−プラグ
US4650963A (en) * 1983-09-21 1987-03-17 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Ceramic glow plug
JPS61179084A (ja) * 1985-01-31 1986-08-11 京セラ株式会社 セラミツクヒ−タおよびその製法
JPH0678816B2 (ja) * 1985-01-31 1994-10-05 京セラ株式会社 セラミツクグロ−プラグ
JPS62732A (ja) * 1985-06-26 1987-01-06 Kyocera Corp セラミツクグロ−プラグ
JPH01137585A (ja) * 1987-11-24 1989-05-30 Ngk Spark Plug Co Ltd セラミックヒータと金属部材との嵌合構造
JPH02117013A (ja) * 1988-10-25 1990-05-01 Nippon Tungsten Co Ltd 電極線
JP2586945B2 (ja) * 1989-06-07 1997-03-05 帝国ピストリング株式会社 遠赤外線放射体
JPH0771646B2 (ja) * 1989-10-20 1995-08-02 ミドリ安全工業株式会社 電気式集塵装置におけるイオン化線
DE4003790A1 (de) * 1990-02-08 1991-08-22 Georg Bunz Kettenfoermiges schmuckelement
JPH04143518A (ja) * 1990-10-04 1992-05-18 Ngk Spark Plug Co Ltd 自己制御型セラミックグロープラグ
JP3044630B2 (ja) * 1991-02-06 2000-05-22 ボッシュ ブレーキ システム株式会社 セラミックヒータ型グロープラグ
US5750958A (en) * 1993-09-20 1998-05-12 Kyocera Corporation Ceramic glow plug
JPH10332149A (ja) * 1997-03-31 1998-12-15 Ngk Spark Plug Co Ltd セラミックヒータ
JPH10300085A (ja) * 1997-04-22 1998-11-13 Ngk Spark Plug Co Ltd セラミックヒータおよびセラミックグロープラグ

Also Published As

Publication number Publication date
KR100326850B1 (ko) 2002-06-26
HUP9702168A3 (en) 2000-04-28
DE69720651D1 (de) 2003-05-15
DE69720651T2 (de) 2003-10-16
HU9702168D0 (en) 1998-01-28
HUP9702168A2 (hu) 1998-11-30
JPH10208853A (ja) 1998-08-07
ES2197284T3 (es) 2004-01-01
EP0843130B1 (en) 2003-04-09
HU219922B (hu) 2001-09-28
CN1185564A (zh) 1998-06-24
CN1114065C (zh) 2003-07-09
PL323228A1 (en) 1998-05-25
EP0843130A1 (en) 1998-05-20
US6013898A (en) 2000-01-11
KR19980042534A (ko) 1998-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0843130B1 (en) Method for producing a ceramic heating element
US5264681A (en) Ceramic heater
KR100841271B1 (ko) 세라믹 히터 및 그 제조방법
US5998765A (en) Ceramic glow plug
US4814581A (en) Electrically insulating ceramic sintered body
KR101590051B1 (ko) 세라믹 히터
JP4751392B2 (ja) ロウ付け構造体、セラミックヒータおよびグロープラグ
US4931619A (en) Glow plug for diesel engines
US5086210A (en) Mo5 Si3 C ceramic material and glow plug heating element made of the same
JP2005315447A (ja) セラミックヒーターおよびグロープラグ
JPH03196484A (ja) 高温発熱体およびその製造方法
US20050236398A1 (en) Corrosion resistance structure of ceramic heater and gas sensor equipped with same
JPS59134585A (ja) 発熱体の構造
JPH0658539A (ja) ガス状燃料用の抵抗型点火装置を製造する方法
JP4044244B2 (ja) 窒化ケイ素セラミックヒータ
US6018142A (en) Glow plug ceramic heater
JPH10189226A (ja) セラミックヒータおよびその製造方法
JP4769136B2 (ja) セラミック接合体およびセラミックヒータの製造方法
JPH01157084A (ja) セラミック発熱体およびその製造法
JPH0798121A (ja) セラミックグロープラグ
JPS59165395A (ja) 発熱体
JPS6337848B2 (pl)
JPH08250262A (ja) セラミツクヒータ
JPS6282685A (ja) ヒ−タ用セラミツク発熱体およびその製造方法
JP3342612B2 (ja) 酸素センサ

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20091119