WO2011036833A1 - スパークプラグ - Google Patents

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WO2011036833A1
WO2011036833A1 PCT/JP2010/004163 JP2010004163W WO2011036833A1 WO 2011036833 A1 WO2011036833 A1 WO 2011036833A1 JP 2010004163 W JP2010004163 W JP 2010004163W WO 2011036833 A1 WO2011036833 A1 WO 2011036833A1
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WO
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component
mass
alumina
sintered body
based sintered
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PCT/JP2010/004163
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中川敬太
黒野啓一
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日本特殊陶業株式会社
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    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics

Definitions

  • the present invention relates to a spark plug, and more particularly to a spark plug excellent in acid resistance and high-temperature withstand voltage characteristics.
  • Spark plugs used in internal combustion engines such as automobile engines are also referred to as spark plug insulators (“insulators”) made of an alumina-based sintered body containing alumina (Al 2 O 3 ) as a main component. ).
  • insulators made of an alumina-based sintered body containing alumina (Al 2 O 3 ) as a main component.
  • the reason why this insulator is formed of an alumina-based sintered body is that the alumina-based sintered body is excellent in heat resistance and mechanical strength.
  • a ternary system composed of silicon oxide (SiO 2 ) -calcium oxide (CaO) -magnesium oxide (MgO) is generally used for the purpose of reducing the firing temperature and improving the sinterability.
  • a sintering aid or the like is used.
  • a combustion chamber of an internal combustion engine to which such a spark plug is attached may reach a temperature of about 700 ° C., for example, and therefore the spark plug exhibits excellent withstand voltage characteristics in a temperature range of room temperature to about 700 ° C. Is required.
  • an alumina-based sintered body suitably used for an insulator of a spark plug exhibiting such a withstand voltage characteristic For example, Patent Document 1 states that “an alumina-based sintered body in which pores exposed on an arbitrary mirror-polished surface of a sintered body have the following characteristics.
  • the spark plug attached to such an internal combustion engine is required to have a withstand voltage characteristic at a higher temperature (sometimes referred to as a “high temperature withstand voltage characteristic”) than ever before. . *
  • biofuels such as ethanol, mixed fuels of fossil fuels and biofuels, etc.
  • fossil fuels such as gasoline
  • biofuels such as ethanol, mixed fuels of fossil fuels and biofuels, etc.
  • the combustion chamber becomes an acid atmosphere, and the spark plug is exposed to the acid at a high temperature.
  • the spark plugs since most of the conventional spark plugs are not assumed to be exposed to an acid atmosphere in the combustion chamber, the spark plugs, particularly the insulators, are not sufficiently resistant to the acid atmosphere, Or, if a conventional spark plug is attached to an internal combustion engine using a mixed fuel as a fuel, it may not function sufficiently as a spark plug.
  • An object of the present invention is to provide a spark plug excellent in resistance to an acid atmosphere (hereinafter sometimes referred to as acid resistance) and high-temperature withstand voltage characteristics.
  • the present invention as means for solving the above-mentioned problems is a spark comprising an insulator having a through-hole penetrating in the axial direction and having a substantially cylindrical shape, and a center electrode inserted in the through-hole. It is a plug, and the insulator contains a Si component, a Ba component, a Ca component, and a Mg component so as to satisfy the following conditions (1) and (2), and is substantially free of a B component. It is characterized by being formed of an alumina-based sintered body.
  • Condition (1) Ratio of Ca component mass (oxide conversion) to the mass of Si component (oxide conversion)
  • R Ca is 0.05 to 0.40
  • the spark plug according to the present invention contains an Si component, a Ba component, a Ca component, and an Mg component so as to satisfy the above conditions (1) and (2), and is substantially free of a B component. Therefore, even when exposed to an acid atmosphere, the function is not greatly impaired. Therefore, according to the present invention, a spark plug excellent in acid resistance and high-temperature withstand voltage characteristics can be provided.
  • FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view showing a spark plug which is an embodiment of the spark plug according to the present invention.
  • FIG. 2 is a partially enlarged longitudinal sectional view showing an enlarged main part on the tip side of the spark plug which is an embodiment of the spark plug according to the present invention.
  • FIG. 3 shows “mass change rate of Ca and Si components before and after 10 minutes immersion in concentrated hydrochloric acid at room temperature (%)” and “intensity change rate before and after 10 minutes immersion in concentrated hydrochloric acid at room temperature (%) in Examples. ) ".
  • FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining an example of an apparatus for measuring high-temperature withstand voltage characteristics.
  • the spark plug according to the present invention includes an insulator having a through-hole penetrating in the axial direction and formed in a substantially cylindrical shape, and a center electrode inserted in the through-hole.
  • the spark plug according to the present invention is a spark plug having such a configuration, other configurations are not particularly limited, and various known configurations can be adopted.
  • the spark plug according to the present invention includes the insulator, the center electrode, a metal shell that is formed in a substantially cylindrical shape and holds the inserted insulator, and one end thereof is opposed to the center electrode. You may provide the ground electrode which forms a spark discharge space
  • the spark plug 100 is used as an ignition plug for an internal combustion engine such as an automobile engine.
  • the axis of the spark plug 100 configured in a substantially rod shape (the chain line shown in FIGS. 1 and 2) is referred to as “axis O”. 1 and 2, the lower side of the drawing, that is, the side on which the ground electrode 4 is installed is referred to as the tip side of the spark plug 100, and the upper side of the drawing, that is, the side on which the corrugation portion 40 is formed. This is called the rear end side.
  • the spark plug 100 is formed in a substantially cylindrical shape so as to have a small leg long portion 30 on the distal end side, and has an insulator 2 having a through hole 6 penetrating in the axis O direction,
  • the center electrode 3 inserted at the tip end side of the through-hole 6 and the engaging projection 56 protruding radially inward are formed in a substantially cylindrical shape on the inner peripheral surface, and the inserted insulator 2 is engaged.
  • the metal shell 1 held by the convex portion 56 and one end thereof are joined to the metal shell 1, and the other end faces the center electrode 3 to form a spark discharge gap g between the other end and the center electrode 3.
  • the spark plug 100 includes a substantially cylindrical metal shell 1 having an engagement protrusion 56 protruding radially inward in a ring shape on the inner peripheral surface, and the main metal shell 1.
  • a substantially cylindrical insulator (also referred to as “insulator” in the present invention) 2 that is inserted into the metal fitting 1 and held by the engaging convex portion 56 so as to protrude from the tip end portion of the metal shell 1 in the axis O direction.
  • a substantially rod-shaped center electrode 3 inserted in the through hole 6 of the insulator 2 so that the electrode tip 36 protrudes from the tip of the insulator 2, and one end at the tip of the metal shell 1 in the axis O direction.
  • the ground electrode 4 is provided so that the other end side opposite to the one end side is bent sideways and the side surface thereof is arranged to face the electrode tip portion 36 of the center electrode 3 while being welded. . *
  • the insulator 2 specifically, the vicinity of the distal end portion of the leg length portion 30, which will be described later, protrudes to the ground electrode 4 side from the distal end surface of the metal shell 1,
  • the center electrode 3 has an electrode tip 36 protruding from the tip surface of the insulator 2 toward the ground electrode 4.
  • a base gap S formed between the inner peripheral surface 59 of the metal shell 1 and the outer peripheral surface of the leg long portion 30 is formed between the metal shell 1 and the leg long portion 30 of the insulator 2. . *
  • the metal shell 1 is formed of a metal such as low carbon steel into a substantially cylindrical shape having an engagement convex portion 56 on the inner peripheral surface, and is used as a housing for the spark plug 100. .
  • An attachment screw portion 7 for attaching to an engine head is formed on the outer peripheral surface of the metal shell 1 on the tip end side in the axis O direction.
  • the standard of the mounting screw portion 7 there are M10, M12, M14, and the like.
  • the designation of the mounting screw portion 7 means a value defined in ISO 2705 (M12), ISO 2704 (M10), etc., and naturally allows variation within the range of dimensional tolerances defined in various standards. To do.
  • the spark plug according to the present invention may be a small spark plug in which the nominal diameter of the mounting screw portion 7 is, for example, M12 or less.
  • a tool engagement portion 11 for engaging a tool such as a spanner or a wrench from the outside when the metal shell 1 is attached to the engine head is provided on the rear end side of the attachment screw portion 7 in the metal shell 1 in the axis O direction. Is formed.
  • the cross section perpendicular to the axis O direction of the tool engaging portion 11 has a hexagonal shape.
  • the metal shell 1 is provided on the distal end side in the axis O direction of the tool engaging portion 11 and protrudes outward in the outer diameter direction at a substantially intermediate portion in the axis O direction.
  • a flange 61 is formed. The gasket 10 is inserted into the vicinity of the rear end side of the mounting screw portion 7 in the axis O direction, that is, the seat surface 62 of the flange portion 61.
  • the metal shell 1 includes a metal shell rear end portion 54 provided at the front end side of the flange portion 61 in the axis O direction and on the flange portion 61 side, A metal shell front end portion 53 provided on the front end side of the metal fitting 1 and having at least a portion on the rear end side whose inner diameter is smaller than the inner diameter of the metal metal rear end portion 54, the metal metal rear end portion 54, and the metal shell front end It comprises a first metal shell step 55 that connects the portion 53.
  • the metal shell 1 includes a metal shell rear end portion 54 formed on the front end side in the axis O direction with respect to the tool engaging portion 11 of the metal shell 1.
  • An engagement convex portion 56 also referred to as a “metal fitting base” in the present invention
  • a first metal shell step 55 that connects the metal base 56 and the metal shell rear end 54, and an inner diameter substantially the same as that of the metal shell rear end 54, formed on the front end side in the axis O direction of the metal shell base 56.
  • the metal shell 1 is arranged such that the metal shell rear end portion 54, the first metal shell step 55, the metal shell base 56, and the second metal shell step 57 from the flange portion 61 toward the front end side in the axis O direction.
  • the metal shell front part 58 is formed continuously in this order.
  • the metal shell front end 53 is formed of a metal shell front portion 58, a second metal shell step 57, and a metal shell base 56.
  • the first metal shell step 55 is a metal fitting-side engaging portion for engaging with a first insulator step 27 of the insulator 2 described later. *
  • the engaging convex portion 56 is an annular convex portion whose inner diameter is substantially constant in the axis O direction and makes a round in the circumferential direction of the inner hole of the metal shell 1.
  • the engaging convex portion 56 forms a trapezoidal cross section together with the first metal shell step 55 and the second metal shell step 57. Therefore, the inner peripheral surface 59 of the engaging convex portion 56 extends along the axis O.
  • the insulator 2 is a substantially cylindrical body that interpolates and holds the center electrode 3.
  • the insulator 2 has a through hole 6 that penetrates along the direction of the axis O.
  • a substantially rod-shaped terminal fitting 13 is inserted into the rear end of the through-hole 6 in the axis O direction.
  • a substantially rod-shaped center electrode 3 is inserted on the other end side opposite to the one end side of the through hole 6 in which is inserted, that is, on the tip end side of the through hole 6.
  • a resistor 15 is disposed between the terminal fitting 13 inserted in the through hole 6 and the center electrode 3.
  • Conductive glass seal layers 16 and 17 are disposed at both ends of the resistor 15 in the direction of the axis O, that is, at the front end and the rear end.
  • the center electrode 3 and the terminal fitting 13 are electrically connected to each other through the conductive glass seal layers 16 and 17.
  • the resistor 15 and the conductive glass seal layers 16 and 17 constitute a sintered conductive material portion.
  • the resistor 15 is configured as a resistor composition using as a raw material a mixed powder of glass powder, conductive material powder and, if necessary, ceramic powder other than glass.
  • a high voltage cable (not shown in FIG. 1) is connected to the rear end portion of the terminal fitting 13 in the axis O direction via a plug cap (not shown in FIG. 1) so that a high voltage is applied. It has become.
  • the insulator 2 is formed in a flange shape with a protruding portion 23 that protrudes outward in the outer diameter direction from the outer peripheral surface of the insulator 2 at a substantially intermediate portion in the axis O direction of the insulator 2.
  • the insulator 2 is formed with a corrugation portion 40 having a corrugated shape with a stepped surface including the axis of the insulator 2 on the outer peripheral surface on the rear end side in the axis O direction from the protrusion 23. ing.
  • the corrugation 40 is provided with a corrugated shape on the outer peripheral surface of the insulator 2 to increase the surface area of the outer peripheral surface of the insulator 2.
  • the insulator 2 is provided on the front end side of the insulator rear end portion 26 extending from the protrusion portion 23 to the front end side on the front end side in the axis O direction than the protrusion portion 23.
  • a long leg portion 30 also referred to as “insulator front end portion” in the present invention
  • 30 having a diameter smaller than the outer diameter of the insulator rear end portion 26 is connected to the insulator rear end portion 26 and the leg length portion 30.
  • the insulator 2 is located behind the insulator formed on the rear end side in the axis O direction with respect to the protrusion 23 in the axis O direction of the insulator 2.
  • Part 24, insulator rear end portion 26 formed on the front side of protrusion 23, leg length portion 30 formed on the tip end side in the axis O direction of insulator rear end portion 26, and leg length portion 30 It has the 1st insulator step part 27 which connects the insulator rear-end part 26 and forms the circumferential direction step part.
  • the leg length portion 30 is smaller in diameter than the outer diameter of the insulator rear end portion 26 and is reduced in diameter so that the outer diameter gradually decreases toward the front end side in the axis O direction.
  • the leg portion 30 has a substantially truncated cone shape as well shown in FIGS.
  • the base gap S sandwiched between the inner peripheral surface 59 and the outer peripheral surface of the leg long portion 30 is a plate packing, which will be described later, disposed between the first insulator step portion 27 and the first metal shell step portion 55. It is formed on the tip side in the direction of the axis O rather than 8.
  • the insulator 2 is inserted from the opening on the rear end side in the axis O direction of the metal shell 1, and as shown in FIG. 1, the first insulator step portion 27 of the insulator 2 is the metal shell 1.
  • the first metal shell step 55 is engaged or locked.
  • the first insulator step portion 27 is an insulator-side engagement portion for engaging with the first metal shell step portion 55.
  • a substantially ring-shaped plate packing 8 is disposed as shown in FIGS. 1 and 2. In this way, the first insulator step 27 and the first metal shell step 55 are engaged with each other via the plate packing 8 so that the insulator 2 is prevented from being pulled out in the axis O direction.
  • the plate packing 8 is made of a material having high thermal conductivity such as copper.
  • a material having high thermal conductivity of the plate packing 8 is high, the heat extraction of the spark plug 100 is improved and the heat resistance is improved.
  • a material having a thermal conductivity of 200 W / m ⁇ K or more such as copper or aluminum is preferable.
  • the designation of the mounting screw portion 7 in the spark plug 100 is as small as M12 or less, a particularly high heat resistance effect is exhibited.
  • a substantially ring-shaped packing 41 that engages with the rear peripheral edge of the protrusion 23 is formed between the inner surface of the opening on the rear end side in the axis O direction of the metal shell 1 and the outer peripheral surface of the insulator 2.
  • a substantially ring-shaped packing 42 is arranged on the rear side of the packing layer 9 through a filling layer 9 such as talc. Then, the crimping portion 12 is formed by pushing the insulator 2 toward the distal end side in the axis O direction of the metal shell 1 and crimping the opening peripheral edge of the metal shell 1 toward the packing 42 in that state. The metal shell 1 is held by the insulator 2.
  • the center electrode 3 is fixed to the shaft hole of the insulator 2 with its tip portion protruding from the tip surface of the insulator 2, and is insulated and held with respect to the metal shell 1.
  • the center electrode 3 has an electrode base material 21 made of Ni (nickel) alloy such as Inconel (trade name) 600 or 601 at least in the surface layer portion, and inside thereof is Cu (copper) for promoting heat dissipation.
  • the core material 33 which has Cu alloy etc. as a main component is embed
  • the spark plug 100 including the center electrode 3 in which the core material 33 is deeply embedded is resistant to “burn” and is preferably used as a wide-range plug having a wide operating temperature range. *
  • the ground electrode 4 is made of a metal having high corrosion resistance and corrosion resistance, and an Ni alloy such as Inconel (trade name) 600 or 601 is used as an example.
  • the ground electrode 4 has a substantially rectangular cross section perpendicular to the longitudinal direction of the ground electrode 4 and has a bent rectangular bar-like outer shape. As shown in FIG. 1, one end of the rectangular bar shape is joined to the joint 60 at one end on the front end side in the axis O direction of the metal shell 1 by welding or the like. On the other hand, the other end portion (also referred to as a tip portion) opposite to the one end portion of the ground electrode 4 is folded back to face the electrode tip portion 36 of the center electrode 3 in the direction of the axis O of the center electrode 3. As shown in FIGS. 1 and 2, a spark discharge gap g is formed in the gap between the electrode tip portion 36 of the center electrode 3 and the ground electrode 4. This spark discharge gap g is normally set to 0.3 to 1.5 mm. *
  • the insulator 2 of the spark plug 100 is formed of an alumina-based sintered body containing an Al component as a main component.
  • This alumina-based sintered body contains the Ba component and the Si component, the Ca component, and the Mg component so as to satisfy the following conditions (1) and (2), and is substantially free of the B component. It is formed of a base sintered body.
  • the spark plug 100 can exhibit high acid resistance and high temperature withstand voltage characteristics.
  • Condition (1) Ratio R of the mass of the Ca component (converted to oxide) to the mass of the Si component (converted to oxide)
  • R Ca is 0.05 to 0.40
  • the Al component is usually alumina (Al 2 O 3 ) and is present as a main component in the alumina-based sintered body.
  • the “main component” means a component having the highest content rate.
  • the sintered body is excellent in withstand voltage characteristics (hereinafter, including high temperature withstand voltage characteristics), heat resistance, mechanical characteristics, and the like.
  • the content of the Al component in the alumina-based sintered body is 89.0% by mass or more and 97.0% by mass or less when the total mass (as oxide) of the alumina-based sintered body is 100% by mass. And is particularly preferably 90.0% by mass or more and 93.8% by mass or less.
  • the alumina-based sintered body itself is dense with, for example, an area ratio (S 4 / S) described below of 1.0% or less, and is resistant to acid and resistance. Both voltage characteristics, particularly high temperature withstand voltage characteristics, can be achieved. For example, if the Al component is less than 89.0% by mass, the proportion of the glass phase in the grain boundary of the alumina-based sintered body may increase and the high-temperature withstand voltage characteristics may deteriorate.
  • the content of the Al component is defined as mass% in terms of oxide when converted to “alumina (Al 2 O 3 )” which is an oxide of the Al component.
  • the Si component is a component derived from a sintering aid and is present in the alumina-based sintered body as an oxide, an ion, or the like.
  • the Si component melts during sintering and normally generates a liquid phase, and thus functions as a sintering aid that promotes densification of the sintered body.
  • the Si component often forms a low-melting glass or the like in the grain boundary phase of alumina crystal particles after sintering.
  • the alumina-based sintered body has other specific components to be described later in addition to the Si component, it is easy to preferentially form a high melting point glass phase together with other components than the low melting point glass phase.
  • the content of the Si component is preferably 1.0 to 8.0% by mass when the total mass (as oxide) of the alumina-based sintered body is 100% by mass.
  • the content ratio and weight of Si component is an oxide reduced mass% and the oxide reduced mass when converted into an oxide of Si component "SiO 2".
  • the Ca component is contained in the alumina-based sintered body as one type of Group 2 element (hereinafter sometimes referred to as Group 2 element component) of the periodic table based on the IUPAC 1990 recommendation.
  • This Ca component is a component derived from a sintering aid, and is present in the alumina-based sintered body as oxides, ions, etc., and functions as a sintering aid, and the high-temperature strength of the obtained alumina-based sintered body. It has the function to improve. Therefore, when the alumina-based sintered body contains the Ca component, the alumina-based sintered body becomes a dense alumina-based sintered body, and the withstand voltage characteristics and the high temperature strength are improved.
  • This Ca component forms a glass phase, such as a SiO 2 —CaO glass phase, together with the Si component in the grain boundary phase of the alumina crystal particles.
  • the inventors of the present invention have found that the mass of the Ca component relative to the Si component in the glass phase is particularly important for the acid resistance of the alumina-based sintered body.
  • the Ca component is present in the alumina-based sintered body at a content satisfying the condition (1). That is, the ratio of the mass of the Ca component (converted to oxide) to the mass of the Si component (converted to oxide) in the alumina-based sintered body (hereinafter sometimes referred to as a mass ratio) R Ca is 0.05 to 0. .40.
  • the alumina-based sintered body When the mass ratio R Ca of the Ca component in the alumina-based sintered body is less than 0.05, the alumina-based sintered body has a low sinterability and is not dense. Can not demonstrate. On the other hand, if the mass ratio R Ca of the Ca component in the alumina-based sintered body exceeds 0.40, the sinterability of the alumina-based sintered body increases, but the glass phase itself is easily eroded by acid. The alumina-based sintered body cannot exhibit sufficient acid resistance. The reason why the glass phase itself is easily eroded by the acid is that the inventors of the present invention stated that the glass phase is not as stable as Si with respect to the acid and Ca is rich in Ca component because Ca is bonded by an ionic bond in the glass phase.
  • the mass ratio R Ca of the Ca component in the alumina-based sintered body is within the above range, the alumina-based sintered body is dense and the glass phase is less likely to be eroded by the acid, and the acid resistance of the alumina-based sintered body is reduced. Increases nature. As a result, the spark plug 100 provided with the insulator 2 formed of the alumina-based sintered body exhibits high acid resistance. In this invention, the sinterability of the alumina-based sintered body and the acid erosion resistance of the glass phase can be compatible at a higher level, and the alumina-based sintered body exhibits even higher acid resistance.
  • the mass ratio R Ca is preferably 0.1 to 0.2.
  • the content rate of the Ca component in the alumina-based sintered body is, for example, when the total mass (as oxide) of the alumina-based sintered body is 100% by mass so that the mass ratio R Ca is within the above range. Further, it is appropriately selected from the range of 0.2 to 2.5% by mass.
  • the mass and content of the Ca component are the oxide equivalent mass and the oxide equivalent mass% when converted to the oxide “CaO”.
  • the Ba component is contained in the alumina-based sintered body as one type of Group 2 element component.
  • This Ba component is a component derived from a sintering aid, like the Ca component, and is present in the alumina-based sintered body as oxides, ions, etc., and functions as a sintering aid and is obtained as an alumina. It has a function of improving the high temperature strength of the base sintered body.
  • the alumina-based sintered body contains the Ba component, a part of the Ca component or the like is replaced with the Ba component, and migration at a high temperature or when a high voltage is applied is less likely to occur. Withstand voltage characteristics of the bonded body, particularly high temperature withstand voltage characteristics are improved.
  • the content of the Ba component in the alumina-based sintered body is suitably within the range of 0.1 to 2.1% by mass when the total mass (as oxide) of the alumina-based sintered body is 100% by mass. Selected.
  • the content of the Ba component is the mass% in terms of oxide when converted to “BaO” which is the oxide.
  • the Mg component is contained in the alumina-based sintered body as one type of Group 2 element component.
  • This Mg component is a component derived from a sintering aid, and is present in the alumina-based sintered body as oxides, ions, etc., and functions as a sintering aid in the same manner as the Si component before sintering. Therefore, when the Mg component is contained in the alumina-based sintered body, its withstand voltage characteristics and high-temperature strength are improved and the sintering temperature during firing is lowered.
  • the Mg component is present in the alumina-based sintered body at a content satisfying the condition (2).
  • the mass of the Mg component relative to the total mass of the mass of the Si component (as oxide), the mass of the Ca component (as oxide) and the mass of the Mg component (as oxide) (oxide) Conversion) ratio (hereinafter also referred to as mass ratio) R Mg is 0.01 to 0.08.
  • mass ratio R Mg of the Mg component in the alumina-based sintered body is less than 0.01, the alumina-based sintered body has low sinterability and is not dense. Can not demonstrate.
  • the mass ratio R Mg of the Mg component in the alumina-based sintered body exceeds 0.08, sufficient high-temperature withstand voltage characteristics cannot be exhibited.
  • the alumina-based sintered body is dense and has high acid resistance, and particularly high-temperature withstand voltage characteristics are improved.
  • the spark plug 100 including the insulator 2 formed of the alumina-based sintered body exhibits high acid resistance and high temperature withstand voltage characteristics.
  • the content of the Mg component in the alumina-based sintered body is, for example, when the total mass (in oxide conversion) of the alumina-based sintered body is 100% by mass so that the mass ratio R Mg is within the above range. Further, it is appropriately selected from the range of 0.01 to 0.60 mass%.
  • the mass and content of the Mg component are the oxide equivalent mass and the oxide equivalent mass% when converted to “MgO” as the oxide.
  • the alumina-based sintered body contains substantially no B component. If the alumina-based sintered body does not contain the B component, since the B component does not exist in the glass phase because the bonding strength is relatively weak and easily eroded by acid, the acid resistance of the glass phase and the alumina-based sintered body is reduced. I will not let you.
  • substantially free of B component means that the B component is not actively contained in the alumina-based sintered body by addition or the like, and B contained as an inevitable impurity in other components or the like. It does not mean that the ingredients are not contained. *
  • the alumina-based sintered body contains an Al component, a Si component, a Ba component, a Ca component, and a Mg component, and is substantially free of the B component.
  • the alumina-based sintered body is a second component other than the Ca component, the Ba component, and the Mg component.
  • a group element component and / or a rare earth element component also referred to as an RE component may be contained.
  • the Group 2 element component is a Group 2 element component of the periodic table, and examples of components other than the Ca component, Ba component, and Mg component include Sr components from the viewpoint of low toxicity.
  • This Sr component is a component derived from a sintering aid, and is present in the alumina-based sintered body as an oxide, an ion, etc., and functions as a sintering aid in the same manner as the Ca component and the Ba component. It has a function of improving the high temperature strength of the alumina-based sintered body obtained together. Therefore, when the Sr component is contained in the alumina-based sintered body, its withstand voltage characteristics and high-temperature strength are improved and the sintering temperature during firing is lowered. *
  • the Group 2 element component may be at least three of the Ca component, Ba component, and Mg component, and may be four types of Mg component, Ba component, Ca component, and Sr component.
  • the content of the Sr component when the alumina-based sintered body contains the Sr component is, for example, 0.2 to 0.00 when the total mass of the alumina-based sintered body (as oxide) is 100% by mass. It is appropriately selected from the range of 9% by mass.
  • the content rate of Sr is taken as the oxide conversion mass% when converted into "SrO" which is the oxide.
  • the content of the Group 2 element component only needs to satisfy the above conditions (1) and (2), and the total content of each component of the Group 2 element component is, for example, relatively large.
  • the total mass of the alumina-based sintered body (in oxide conversion) in that it becomes dense even when using raw material powder having a particle size, and becomes an alumina-based sintered body with excellent withstand voltage characteristics and high-temperature strength when used as an insulator. Is preferably from 0.3 to 6.0% by mass, with respect to 100% by mass. *
  • the rare earth element component is a component containing Sc, Y and a lanthanoid element. Specifically, the Sc component, Y component, La component, Ce component, Pr component, Nd component, Pm component, Sm component, Eu component , Gd component, Tb component, Dy component, Ho component, Er component, Tm component, Yb component, and Lu component.
  • the RE component is present in the alumina-based sintered body as an oxide, ion, or the like.
  • the RE component is contained at the time of sintering, so that alumina grain growth at the time of sintering is prevented from excessively occurring, and RE-Si glass (rare earth glass) together with the Si component is used as a grain boundary.
  • the alumina-based sintered body contains a rare earth element component
  • the content of the rare earth element component is, for example, 0.5 to 4.0 mass% when the total mass (in terms of oxide) is 100 mass%. Is preferred.
  • the content of the rare earth element component in the alumina-based sintered body is the oxide “RE 2 O 3 ” of each component, or “Pr 6 O 11 ” when the component is a Pr component.
  • the mass is in terms of oxide.
  • the alumina-based sintered body contains a plurality of rare earth element components
  • the content of the rare earth element component is the sum of the contents of the respective rare earth element components.
  • the content of each component contained in the alumina-based sintered body is, for example, quantitative analysis using an electron beam microanalyzer (EPMA), energy dispersive microanalyzer (EPMA / EDS), fluorescent X-ray analysis or It can be measured as oxide-based mass% by chemical analysis.
  • EPMA electron beam microanalyzer
  • EDS energy dispersive microanalyzer
  • fluorescent X-ray analysis or It can be measured as oxide-based mass% by chemical analysis.
  • the result calculated by subjecting the alumina-based sintered body to the quantitative analysis, the fluorescent X-ray analysis or the chemical analysis is almost the same as the mixing ratio of the raw material powder used for producing the alumina-based sintered body.
  • the alumina-based sintered body substantially consists of the above components.
  • “substantially” means that components other than the above components are not actively contained by addition or the like. Therefore, the alumina-based sintered body may contain inevitable impurities as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of such inevitable impurities include Na, S, and N.
  • the content of these inevitable impurities is preferably small. For example, when the total mass is 100% by mass, the content is preferably 1% by mass or less.
  • the alumina-based sintered body may contain a small amount of other components such as a Ti component, a Mn component, and a Ni component in addition to the inevitable impurities. *
  • the alumina-based sintered body has a ratio of the mass of the liquid phase (in terms of oxide) to the total mass (in terms of oxide) (hereinafter sometimes referred to as a mass ratio) RG of 6.2 to 10.0. It is preferable that it is mass%.
  • the alumina-based sintered body has a liquid phase in which the mass ratio RG falls within the above range, the alumina-based sintered body exhibits higher acid resistance while maintaining high high-temperature withstand voltage characteristics.
  • the liquid phase is also referred to as a grain boundary phase, and usually refers to an amorphous phase composed of components other than the Al component among the components contained in the alumina-based sintered body.
  • the mass ratio RG of the mass of the liquid phase is 6.2 to 10.0% by mass.
  • the oxide equivalent mass of the Al component is 100% of the total mass (oxide equivalent) of the alumina-based sintered body. It is 90.0 to 93.8% by mass with respect to mass%.
  • the alumina-based sintered body has a circle-equivalent diameter existing in the observation region with respect to the area S of the observation region when observing a plurality of, for example, nine locations at a magnification of 500 times in a 250 ⁇ m ⁇ 190 ⁇ m region on the mirror-polished surface. It is preferable that the area ratio (S 4 / S) of the total area S 4 of pores having a diameter of 4 ⁇ m or more is 0 to 1.0%. When the alumina-based sintered body has the area ratio (S 4 / S) of 0 to 1.0%, there are almost no pores having an equivalent circle diameter of 4 ⁇ m or more.
  • the withstand voltage characteristics can be maintained, the surface area of the alumina-based sintered body is hardly increased by the existing pores, and the acid is less likely to enter the alumina-based sintered body. Therefore, this alumina-based sintered body exhibits high withstand voltage characteristics, particularly high temperature withstand voltage characteristics and even higher acid resistance.
  • the area ratio (S 4 / S) is calculated as follows. First, a surface obtained by polishing an alumina-based sintered body or the like to a mirror state, that is, a mirror-polished surface is prepared.
  • the mirror-polished surface is formed by processing an arbitrary surface such as an alumina-based sintered body or an arbitrary cut surface into a flat surface using a 45 ⁇ m diamond grindstone, and sequentially using 9 ⁇ m, 3 ⁇ m, and 0.25 ⁇ m diamond pastes. Prepare by mirror polishing until the roughness Ra becomes about 0.01 ⁇ m.
  • the alumina-based sintered body exhibits high acid resistance.
  • the alumina-based sintered body has a small mass change rate (%) of the Ca component and the Si component before and after exposure in an acidic atmosphere.
  • the mass change rate (%) of the Si component exhibits an acid resistance of ⁇ 36% or less, preferably ⁇ 30% or less, particularly preferably ⁇ 20% or less. That is, the mass change rate (%) is the mass change rate (%) of the Ca component and the Si component before and after being immersed in concentrated hydrochloric acid at room temperature for 10 minutes, so if the mass change rate (%) is small, it is an acid.
  • the mass change rate (%) is the change rate (%) of the total mass of the Ca component and the Si component in the alumina-based sintered body before and after being immersed in concentrated hydrochloric acid at room temperature for 10 minutes.
  • the total mass of the Ca component and Si component in the alumina-based sintered body before being immersed in concentrated hydrochloric acid is W1
  • the total mass of the Ca component and Si component in the alumina-based sintered body after being immersed in concentrated hydrochloric acid at room temperature is Assuming W2, it is represented by the formula: [(W2-W1) / W1] ⁇ 100 (%).
  • the total mass W1 and the total mass W2 are the masses of the Ca component and the Si component (the oxide equivalent mass) in the same manner as in the measurement method of the content of each component using the electron beam microanalyzer (EPMA) or the like. ) Can be calculated.
  • the alumina-based sintered body exhibits high acid resistance.
  • the alumina-based sintered body has a small rate of change in strength (%) before and after exposure in an acidic atmosphere.
  • the rate of change in strength (%) before and after immersion in concentrated hydrochloric acid at room temperature for 10 minutes is ⁇ It exhibits an acid resistance of 18% or less, preferably ⁇ 15% or less, particularly preferably ⁇ 10% or less. That is, the rate of change in strength (%) is the rate of change in strength (%) before and after immersion in concentrated hydrochloric acid at room temperature for 10 minutes, so if this rate of change in strength (%) is small, it is sufficient for concentrated hydrochloric acid, which is an acid. It will have a good tolerance.
  • the spark plug 100 including the insulator 2 formed of this alumina-based sintered body can be obtained. Even if it is installed in an internal combustion engine that uses biofuel or mixed fuel as fuel, it has sufficient acid resistance, and even if it is exposed to an acid atmosphere, it exhibits its intended functions including high-temperature withstand voltage characteristics over a long period of time.
  • the strength change rate (%) is the change rate (%) of the three-point bending strength of the alumina-based sintered body before and after being immersed in concentrated hydrochloric acid for 10 minutes at room temperature, specifically, immersed in concentrated hydrochloric acid at room temperature.
  • the three-point bending strength of the alumina-based sintered body before being sintered is S1
  • the three-point bending strength of the alumina-based sintered body after being immersed in concentrated hydrochloric acid at room temperature is S2
  • the three-point bending strength is 48 mm ⁇ 4 mm ⁇ 3 mm, which is basically the same as that of the alumina-based sintered body, and the span is 30 mm in accordance with the measurement method defined in JIS R1604. It is the intensity measured under the conditions. *
  • the mass change rate (%) and the strength change rate (%) tend to decrease when the mass ratio RCa is decreased, and tend to decrease when the Al component content (%) decreases.
  • the surface area of the alumina-based sintered body that is, the area ratio (S 4 / S) tends to be small.
  • the insulator 2 is formed of an alumina-based sintered body, the insulator 2 and the alumina-based sintered body have the same composition and characteristics. Therefore, according to the present invention, a spark plug excellent in acid resistance and high-temperature withstand voltage characteristics can be provided. Furthermore, according to the present invention, there is provided a spark plug that exhibits a small change in strength and excellent high-temperature withstand voltage even when mounted on a high-power internal combustion engine having an acid atmosphere in the combustion chamber, and exhibits high durability under an acid atmosphere. Can be provided. *
  • Al compound powder, Si compound powder, Ba compound powder, Ca compound powder and Mg compound powder as the main components satisfy the following conditions (3) to (5).
  • the raw material powder which does not contain B compound powder is sintered after pressure molding, and the process of manufacturing an insulator is included.
  • the spark plug manufacturing method according to the present invention will be specifically described below.
  • Condition (3) Ratio R Ca of mass (oxide conversion) to mass (oxide conversion) of the Si compound powder 0.05 to 0.40
  • the raw material powder may be the same material as the Al component, the same material as the Si component, the same material as the Ba component, the same material as the Ca component, or the Mg depending on circumstances.
  • Each powder of the same substance as the component may be contained.
  • the raw material powder should just contain Al compound powder, Si compound powder, Ba compound powder, Ca compound powder, and Mg compound powder, and in addition to these, for example, Ba compound powder, Ca compound powder, and Mg Other than the compound powder, it may contain a compound powder of a group 2 element of the periodic table based on the IUPAC 1990 recommendation (hereinafter sometimes referred to as a group 2 element compound powder) and / or a rare earth compound powder. . *
  • the raw material powder is mixed in the slurry.
  • the mixing ratio of each powder can be set, for example, to be the same as the content of each component. This mixing is preferably performed for 8 hours or more so that the mixed state of the raw material powders can be made uniform and the obtained sintered body can be highly densified.
  • the Al compound powder is not particularly limited as long as it is a compound that can be converted into an Al component by firing, and usually alumina (Al 2 O 3 ) powder is used. Since the Al compound powder may actually contain unavoidable impurities such as Na, it is preferable to use a high-purity one. For example, the purity of the Al compound powder is 99.5% or more. Is preferred.
  • As the Al compound powder in order to obtain a dense alumina-based sintered body, it is usually preferable to use a powder having an average particle size of 0.1 to 5.0 ⁇ m.
  • the average particle diameter is a value measured by a laser diffraction method (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., Microtrac particle size distribution measuring device (MT-3000)).
  • the Si compound powder is not particularly limited as long as it is a compound that can be converted into a Si component by firing.
  • Si oxides including complex oxides
  • hydroxides carbonates, chlorides, sulfates, nitrates.
  • various inorganic powders such as phosphates. Specific examples include SiO 2 powder.
  • the usage-amount is grasped
  • the purity of the Si compound powder is basically the same as that of the Al compound powder.
  • the average particle diameter D50 of the Si compound powder is preferably 0.5 to 3.0 ⁇ m.
  • the average particle size D50 is a particle size having an integrated value of 50% in the particle size distribution, and is a value measured by a laser diffraction method using a Microtrac particle size distribution measuring device (MT-3000) manufactured by Nikkiso Co., Ltd.
  • the Ba compound powder is not particularly limited as long as it is a compound that can be converted into a Ba component by firing.
  • Ba oxide including complex oxide
  • hydroxide carbonate, chloride, sulfate, nitrate
  • various inorganic powders such as phosphates.
  • the Ba compound powder BaO powder, BaCO 3 powder and the like.
  • the usage-amount is grasped
  • the purity of the Ba compound powder is basically the same as that of the Al compound powder.
  • the average particle diameter D50 of the Ba compound powder is preferably 0.5 to 3.0 ⁇ m for the same reason as the Si compound powder.
  • the Ca compound powder is not particularly limited as long as it is a compound that can be converted into a Ca component by firing.
  • Ca oxide including complex oxide
  • hydroxide carbonate, chloride, sulfate, nitrate
  • various inorganic powders such as phosphates.
  • a Ca compound powder CaO powder, CaCO 3 powder, and the like.
  • the usage-amount is grasped
  • the purity of the Ca compound powder is basically the same as that of the Al compound powder.
  • the average particle diameter D50 of the Ca compound powder is preferably 0.5 to 3.0 ⁇ m for the same reason as the Si compound powder.
  • the Mg compound powder is not particularly limited as long as it is a compound that can be converted into an Mg component by firing.
  • Mg oxide including composite oxide
  • hydroxide carbonate
  • chloride sulfate
  • nitrate various inorganic powders
  • various inorganic powders such as phosphates.
  • MgO powder MgO powder
  • MgCO 3 powder MgO powder
  • the usage-amount is grasped
  • the purity of the Mg compound powder is basically the same as that of the Al compound powder.
  • the average particle diameter D50 of the Mg compound powder is preferably 0.5 to 3.0 ⁇ m for the same reason as the Si compound powder.
  • the Group 2 element compound powder optionally added is a powder other than the Ba compound powder, the Ca compound powder, and the Mg compound powder, and the second group other than the Ba component, Ca component, and Mg component by firing.
  • oxides including complex oxides
  • hydroxides including complex oxides
  • carbonates including chlorides, sulfates of Group 2 elements other than Ba, Ca and Mg.
  • various inorganic powders such as nitrates and phosphates.
  • the Group 2 element compound powder is preferably Sr compound powder.
  • examples of the Sr compound powder include SrO powder and SrCO 3 powder.
  • the usage-amount is grasped
  • the purity of the Group 2 element compound powder is basically the same as that of the Al compound powder.
  • the average particle diameter D50 of the Group 2 element compound powder is preferably 0.5 to 3.0 ⁇ m for the same reason as the Si compound powder.
  • the rare earth element compound powder that is optionally added is not particularly limited as long as it is a compound that is converted into an RE component by firing, and examples thereof include rare earth element oxides and composite oxides thereof.
  • the usage-amount is grasped
  • the purity and average particle size of the rare earth element compound powder are basically the same as those of the Al compound powder.
  • the raw material powder is basically the same as each content rate in the alumina-based sintered body in terms of each oxide equivalent content such as Al compound powder, Si compound powder, Ba compound powder, Ca compound powder and Mg compound powder. is there. *
  • a hydrophilic binder can also be mix
  • the hydrophilic binder include polyvinyl alcohol, water-soluble acrylic resin, gum arabic, and dextrin.
  • distributes raw material powder water, alcohol, etc. can be used, for example.
  • These hydrophilic binders and solvents can be used alone or in combination of two or more.
  • the use ratio of the hydrophilic binder and the solvent is 0.1 to 5.0 parts by mass, preferably 0.5 to 3.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw material powder.
  • water is 40 to 120 parts by mass, preferably 50 to 100 parts by mass.
  • the slurry thus obtained can be prepared to have an average particle size of 1.4 to 5.0 ⁇ m, for example.
  • the slurry thus obtained is spray-dried by a spray drying method or the like, and granulated to have an average particle size of 50 to 200 ⁇ m, preferably 70 to 150 ⁇ m.
  • the average particle size is a value measured by a laser diffraction method (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., Microtrac particle size distribution measuring device (MT-3000)). *
  • the granulated product is pressure-molded to obtain an unsintered molded body preferably having the shape and dimensions of the insulator 2.
  • This pressure molding is performed under a pressure of 50 to 70 MPa.
  • the area ratio (S 4 / S) in the obtained alumina-based sintered body can be adjusted to 0 to 1.0%.
  • the area ratio (S 4 / S) increases when the pressurizing pressure is reduced, and conversely, the area ratio (S 4 / S) decreases when the pressurizing pressure is increased.
  • the obtained green molded body is ground to adjust its own shape. Since this green body is formed of a granulated product having a relatively large average particle size, it is excellent in processability and is easily shaped into a desired shape with high productivity by the above-mentioned industrially inexpensive method. Can.
  • the green molded body thus ground and shaped into a desired shape is calcined at 1500 to 1700 ° C., preferably 1550 to 1650 ° C. in the air atmosphere for 1 to 8 hours, preferably 3 to 7 hours.
  • a base sintered body is obtained.
  • the firing temperature is 1500 to 1700 ° C.
  • the sintered body is easily sufficiently densified, and abnormal grain growth of the alumina component is unlikely to occur, so that the withstand voltage characteristics and mechanical strength of the obtained alumina-based sintered body are ensured. be able to.
  • the sintered body is likely to be sufficiently densified and abnormal grain growth of the alumina component is unlikely to occur, so that the resulting alumina-based sintered body has acid resistance, voltage resistance characteristics and mechanical properties. Strength can be ensured.
  • an alumina-based sintered body containing an Al component, a Si component, a Ba component, a Ca component, and a Mg component as main components is obtained.
  • the alumina-based sintered body has the acid resistance, the area ratio (S 4 / S) in the range, and the mass ratio RG in the range. Therefore, this alumina-based sintered body exhibits high acid resistance and high withstand voltage characteristics, particularly high temperature withstand voltage characteristics when used as an insulator for a spark plug.
  • this alumina-based sintered body is used as a material for forming an insulator provided in a spark plug for an internal combustion engine with high output, or an internal combustion engine using biofuel or a mixed fuel as a fuel. It is suitably used as a material for forming an insulator provided in a spark plug for an internal combustion engine with high output that uses mixed fuel as fuel.
  • This alumina-based sintered body may be shaped again if desired so as to conform to the shape and dimensions of the insulator 2. In this manner, the alumina-based sintered body and the insulator 2 for the spark plug 100 made of the alumina-based sintered body can be produced. *
  • the center electrode 3 is inserted into the through hole 6 of the obtained insulator 2.
  • the insulator 2 with the center electrode 3 inserted therein is inserted into the metal shell 1 and the first metal shell step 55 and the first insulator step 27 are engaged with each other so that the metal shell 1 is insulated. 2 is attached.
  • the metal shell 1 is adjusted to the shape and dimensions.
  • the ground electrode 4 is joined to the vicinity of the end of the metal shell 1 by electric resistance welding or the like before or after the insulator 2 is attached. In this way, the spark plug 100 can be manufactured.
  • the insulator and the metal shell for example, an embodiment of the spark plug according to the present invention shown in FIGS. Can do. *
  • the spark plug according to the present invention is used as an ignition plug for an internal combustion engine for automobiles, and the mounting screw portion 7 is screwed into a screw hole provided in a head (not shown) that defines a combustion chamber of the internal combustion engine. And fixed at a predetermined position.
  • the leg length portion 30 has a substantially truncated cone shape.
  • the leg length portion has a leg length base portion having a cylindrical shape having a substantially uniform outer diameter, and a step difference from the leg length base portion. It may be provided with a substantially truncated cone-shaped leg length tip portion having a diameter smaller than that of the leg length base portion.
  • the spark plug 100 includes the center electrode 3 and the ground electrode 4.
  • a noble metal tip may be provided at the tip of the center electrode and / or the surface of the ground electrode.
  • the tip of the center electrode and the noble metal tip formed on the surface of the ground electrode usually have a cylindrical shape, are adjusted to an appropriate size, and the tip of the center electrode by an appropriate welding technique such as laser welding or electric resistance welding. Then, it is fused and fixed to the surface of the ground electrode.
  • the spark discharge gap is formed by the surface of the noble metal tip formed on the tip of the center electrode and the surface of the noble metal tip formed on the surface of the ground electrode.
  • the material forming the noble metal tip include noble metals such as Pt, Pt alloy, Ir, and Ir alloy.
  • a slurry was prepared by adding a hydrophilic binder to the raw material powder (sample No. 5) and the powder (mixed powder types are shown in Table 1).
  • the average particle diameter D50 of the Si compound powder and the Group 2 element compound powder was within the above range.
  • the obtained slurry was spray-dried by a spray drying method or the like to granulate a powder having an average particle diameter of about 100 ⁇ m.
  • This powder was subjected to rubber press molding at a pressing pressure of 50 to 70 MPa to obtain a green compact.
  • the green compact was fired in an air atmosphere at a firing temperature of 1500 to 1700 ° C. with a firing time set to 1 to 8 hours, and had a size of 48 mm ⁇ 4 mm ⁇ 3 mm.
  • Each alumina-based sintered body was obtained. The firing conditions were all set to the same within the above range.
  • Samples marked with “*” in Table 1 (Part 1) and Table 1 (Part 2) (hereinafter sometimes collectively referred to as Table 1) are comparative examples. *
  • the mass ratio R Ca and the mass ratio R Mg are calculated from the content of each component, and the results are shown in Table 1. Furthermore, the total content of the Si component, Ca component, Mg component, Ba component, La 2 O 3 component and B component (sample number 19) is added together, and the result is designated as “mass ratio R g ”. Shown in the table. In addition, the content rate of each component shown by Table 1 was substantially in agreement with the mixing ratio in the said raw material powder. Table 1 shows the results of measuring or calculating the area ratio (S 4 / S) of each of the obtained alumina-based sintered bodies by the above method.
  • the three-point bending strength S1 of each of the alumina-based sintered bodies of sample numbers 3, 4, 6, and 10 to 13 was measured according to the above method.
  • the alumina-based sintered bodies of Sample Nos. 3, 4, 6, and 10 to 13 manufactured in the same manner were immersed in concentrated hydrochloric acid at room temperature for 10 minutes, and then taken out from the concentrated hydrochloric acid.
  • the three-point bending strength S2 was obtained. It was measured.
  • the alumina-based firing is based on the three-point bending strength S2 after immersion in concentrated hydrochloric acid at room temperature and the three-point bending strength S1 before immersion in concentrated hydrochloric acid at ordinary temperature.
  • the “strength change rate (%) before and after immersion in concentrated hydrochloric acid for 10 minutes” in the joint was calculated, and the results are shown in FIG. *
  • Insulators 70 for measuring withstand voltage shown in FIG. 4B were produced in basically the same manner as in the production of the alumina-based sintered body.
  • This withstand voltage measuring insulator 70 is provided with a shaft hole at the center in the axial direction, and the end of the shaft hole is closed. The withstand voltage at high temperatures was measured using each of the withstand voltage measuring insulators 70.
  • An apparatus for measuring withstand voltage is shown in FIG. 4A is an overhead view of the withstand voltage measuring insulator 70 and a metal ring 71 surrounding the vicinity of the tip of the withstand voltage measuring insulator 70, and FIG. 4B is for withstand voltage measurement.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of an insulator 70 and the ring 31.
  • the ring 71 has an axial length L of 3 to 4 mm, and is fixed in the vicinity of the tip of the withstand voltage measuring insulator 70 by fixing means (not shown).
  • One end of the withstand voltage measuring insulator 70 is fixed by the base 72, and the other end protrudes from the base 72.
  • a center electrode D is inserted into the shaft hole.
  • a portion protruding from the base 72 of the withstand voltage measuring insulator 70 is heated at a high frequency to 600 to 950 ° C. to easily heat the metal ring 31 in the withstand voltage measuring insulator 70.
  • the alumina-based sintered body contains the Ba component and the Si component, the Ca component, and the Mg component so as to satisfy the conditions (1) and (2). If not contained, for example, as shown in Sample Nos. 2 to 10, 22 to 26, and 28 to 38, the mass change rate (%) is ⁇ 30.0% or less, 800 ° C., 850 ° C. and The withstand voltage value at 900 ° C. was a large value of 16 to 31 kV. Even if the alumina-based sintered body contains a rare earth element component in addition to the Al component, the Si component, the Ba component, the Ca component, and the Mg component, similar results are obtained as shown in sample numbers 5 and 6. Obtained.
  • the mass ratio R Ca of the alumina-based sintered body is 0.1 to 0.2, for example, as shown in sample numbers 3 to 6 and 28 to 38, a large withstand voltage value is maintained.
  • the mass change rate (%) was ⁇ 24.5% or less.
  • the strength change rate (%) when the mass change rate (%) is ⁇ 30% or less, the strength change rate (%) is ⁇ 15% or less, and the mass change rate (%) is ⁇ 24.5%.
  • the strength change rate (%) is about ⁇ 12% or less when the ratio is below, and the strength change rate (%) is ⁇ 10% or less when the mass change ratio (%) is ⁇ 18% or less. Understandable. *
  • the mass ratio R Ca and the mass ratio R Mg in the alumina-based sintered body are adjusted within the above ranges, the acid resistance of the glass phase in the alumina-based sintered body is increased as described above.
  • the acid resistance of the alumina-based sintered body itself is increased, and as a result, the strength reduction of the alumina-based sintered body is reduced.
  • An insulator formed of such an alumina-based sintered body exhibits high acid resistance, and the mass change rate (%) and the strength change rate (%) are small.
  • the alumina-based sintered bodies of the sample numbers 2 to 10, 22 to 26, and 28 to 38 are excellent in acid resistance and high-temperature withstand voltage characteristics.
  • the alumina-based sintered bodies of the sample numbers 3 to 6 and 28 to 38 are It had higher acid resistance while maintaining high temperature withstand voltage characteristics.
  • the area ratio (S 4 / S) in the alumina-based sintered body is 0 to 1.0%, as shown in Sample Nos. 6 and 35 to 38, the large withstand voltage value is maintained.
  • the alumina-based sintered body in which the mass change rate (%) decreases from ⁇ 18.0% to ⁇ 9.5% and the area ratio (S 4 / S) is in the range of 0 to 1.0% is high temperature. It had higher acid resistance while maintaining the withstand voltage characteristics.
  • the mass change rate (%) was as extremely large as -38.0% or -55.0% to -100.0%. Referring to FIG. 3, it can be understood that when the mass change rate (%) is ⁇ 55.0% (sample No. 11) or less, the intensity change rate (%) is ⁇ 25% or more. Therefore, it was understood that the alumina-based sintered bodies of Sample Nos. 1 and 11 to 18 did not have sufficient acid resistance.
  • the alumina-based sintered body contains a Si component, a Ba component, a Ca component, and a Mg component
  • the mass ratio R Mg when the mass ratio R Mg is less than 0.01, the mass change as shown in the sample number 21 The ratio (%) was a very large value of ⁇ 59.5%.
  • the mass ratio R Mg when the mass ratio R Mg was 0.09, all of the withstand voltage values greatly decreased as shown in Sample No. 27.
  • the alumina-based sintered body (Sample No. 1) containing no Ca component has a large mass change rate (%) and is inferior in acid resistance, and is an alumina containing 0.40% by mass of the B component.
  • the base sintered body (Sample No. 19) has a large mass change rate (%) compared to the alumina base sintered body of Sample No. 9 and is inferior in acid resistance, and does not contain a Ba component.
  • the bonded body (Sample No. 20) had a small withstand voltage value at 800 ° C., 850 ° C. and 900 ° C., and was inferior in the high temperature withstand voltage characteristics. *
  • Insulators 2 were manufactured in substantially the same manner as the alumina-based sintered bodies of sample numbers 2 to 10, 22 to 26, and 28 to 38, and these insulators 2 were used. Each spark plug was manufactured as described above. Each manufactured spark plug was excellent in acid resistance and high-temperature withstand voltage characteristics like the insulator 2.
  • the spark plug according to the present invention is suitably used as a spark plug for an internal combustion engine with high output, or an internal combustion engine using biofuel or mixed fuel as fuel, and in particular, biofuel or mixed fuel is used as fuel. It is suitably used as a spark plug for an internal combustion engine with high output used as

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Abstract

　耐酸性及び高温耐電圧特性に優れたスパークプラグを提供すること。略筒状に形成され、軸線方向に貫通する貫通孔（６）を有する絶縁体（２）と、貫通孔（６）に挿設された中心電極（３）とを備えたスパークプラグ（１００）であって、前記絶縁体（２）は、Ｓｉ成分とＢａ成分とＣａ成分とＭｇ成分とを下記条件（１）及び（２）を満足するように含有し、Ｂ成分を実質的に無含有であるアルミナ基焼結体で形成されてなることを特徴とするスパークプラグ１００。　条件（１）：Ｓｉ成分の酸化物換算質量に対するＣａ成分の酸化物換算質量の割合ＲＣａが０．０５～０．４０、条件（２）：Ｓｉ成分の酸化物換算質量、Ｃａ成分の酸化物換算質量及びＭｇ成分の酸化物換算質量の合計質量に対するＭｇ成分の酸化物換算質量の割合ＲＭｇが０．０１～０．０８

Description

スパークプラグ
この発明は、スパークプラグに関し、さらに詳しくは、耐酸性及び高温耐電圧特性に優れたスパークプラグに関する。
自動車エンジン等の内燃機関に使用されるスパークプラグは、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とするアルミナ基焼結体により形成されたスパークプラグ用絶縁体（「絶縁体」とも称する。）を備えている。この絶縁体がアルミナ基焼結体で形成される理由としては、アルミナ基焼結体が耐熱性及び機械的強度等に優れていることが挙げられる。アルミナ基焼結体を得るには、焼成温度の低減及び焼結性の向上を目的として、一般に、酸化珪素（ＳｉＯ２）－酸化カルシウム（ＣａＯ）－酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる三成分系の焼結助剤等が使用される。　
このようなスパークプラグが装着される内燃機関の燃焼室は例えば７００℃程度の温度に達することがあり、したがって、スパークプラグには室温から７００℃程度の温度範囲において優れた耐電圧特性を発揮することが要求される。このような耐電圧特性を発揮するスパークプラグの絶縁体等に好適に用いられるアルミナ基焼結体が提案されている。例えば、特許文献１には、「焼結体の任意の鏡面研磨面に露出した気孔が以下の特徴を有するアルミナ基焼結体。（ａ）前記鏡面研磨面を面積率で１００％とした場合の前記気孔の面積率が４％以下である。（ｂ）前記気孔の最大長径Ｄｍａｘが１５μｍ以下である。（ｃ）前記気孔の各長径（単位；μｍ）を確率変数とした場合の面積分布を対数正規分布で表示した際の標準偏差σが２μｍ以下である。」が記載されている。　
ところで、内燃機関を高出力化等すると燃焼室内の温度はこれまで以上の高温、例えば８００℃以上に達することがある。それ故、このような内燃機関に装着されるスパークプラグには、これまで以上の高温下における耐電圧特性（「高温耐電圧特性」と称することがある。）が要求されるようになっている。　
一方、近年、地球環境の保護等によって、内燃機関用の燃料としてガソリン等の化石燃料の他にエタノール等のバイオ燃料、化石燃料とバイオ燃料との混合燃料等が注目されている。このようなバイオ燃料又は混合燃料を燃焼させると、燃焼室内は酸雰囲気になり、スパークプラグは高温で酸に曝されることになる。　
ところが、従来のスパークプラグはその大部分が燃焼室内で酸雰囲気に曝されることを想定されていないので、スパークプラグ特に絶縁体が酸雰囲気に対して十分な耐性を有してなく、バイオ燃料又は混合燃料を燃料として用いる内燃機関に従来のスパークプラグを装着すると、スパークプラグとして十分に機能しなくなることがある。
特開２０００－２４７７２９号公報
この発明は、酸雰囲気に対する耐性（以下、耐酸性と称することがある。）及び高温耐電圧特性に優れたスパークプラグを提供することを、課題とする。
前記課題を解決するための手段としてのこの発明は、軸線方向に貫通する貫通孔を有すると共に略筒状に形成された絶縁体と、前記貫通孔に挿設された中心電極とを備えたスパークプラグであって、前記絶縁体は、Ｓｉ成分とＢａ成分とＣａ成分とＭｇ成分とを、下記条件（１）及び（２）を満足するように、含有し、Ｂ成分を実質的に無含有であるアルミナ基焼結体で形成されてなることを特徴とする。　条件（１）：前記Ｓｉ成分の質量（酸化物換算）に対する前記Ｃａ成分の質量（酸化物換算）の割合ＲＣａが０．０５～０．４０　条件（２）：前記Ｓｉ成分の質量（酸化物換算）、前記Ｃａ成分の質量（酸化物換算）及び前記Ｍｇ成分の質量（酸化物換算）の合計質量に対する前記Ｍｇ成分の質量（酸化物換算）の割合ＲＭｇが０．０１～０．０８
この発明に係るスパークプラグは、その絶縁体がＳｉ成分とＢａ成分とＣａ成分とＭｇ成分とを前記条件（１）及び（２）を満足するように含有し、Ｂ成分を実質的に無含有であるアルミナ基焼結体で形成されているから、これまで以上の高温下においても耐電圧特性に優れ、また、酸雰囲気に曝されてもその機能を大きく損なうことがない。したがって、この発明によれば、耐酸性及び高温耐電圧特性に優れたスパークプラグを提供することができる。
図１は、この発明に係るスパークプラグの一実施例であるスパークプラグを示す部分縦断面図である。 図２は、この発明に係るスパークプラグの一実施例であるスパークプラグの先端側の要部を拡大して示す部分拡大縦断面図である。 図３は、実施例における「常温における濃塩酸への１０分間浸漬前後のＣａ成分及びＳｉ成分の質量変化率（％）」と「常温における濃塩酸への１０分間浸漬前後の強度変化率（％）」との関係を示すグラフである。 図４は、高温耐電圧特性を測定する装置の一例を説明する説明図である。
この発明に係るスパークプラグは、軸線方向に貫通する貫通孔を有すると共に略筒状に形成された絶縁体と、前記貫通孔に挿設された中心電極とを備えている。この発明に係るスパークプラグは、このような構成を有するスパークプラグであれば、その他の構成は特に限定されず、公知の種々の構成を採ることができる。例えば、この発明に係るスパークプラグは、前記絶縁体と、前記中心電極と、略筒状に形成され、内挿された前記絶縁体を保持する主体金具と、一端部が中心電極に対向して一端部及び中心電極の間に火花放電間隙を形成する接地電極とを備えていてもよい。　
この発明に係るスパークプラグの一実施例であるスパークプラグについて、図１及び図２を参照して説明する。このスパークプラグ１００は、自動車用エンジン等の内燃機関の着火用プラグとして使用される。なお、以下の説明において、略棒状に構成されたスパークプラグ１００の軸線（図１及び図２に示す一点鎖線）を「軸線Ｏ」と称する。また、図１及び図２において、図面の下方側すなわち接地電極４が設置される側をスパークプラグ１００の先端側と称し、図面の上方側すなわちコルゲーション部４０が形成される側をスパークプラグ１００の後端側と称する。　
このスパークプラグ１００の基本的な構成について説明する。このスパークプラグ１００は、図１に示されるように、先端側に小径の脚長部３０を有するように略筒状に形成され、軸線Ｏ方向に貫通する貫通孔６を有する絶縁体２と、この貫通孔６の先端側に挿設された中心電極３と、径方向内側に突出する係合凸部５６を内周面に有する略筒状に形成され、内挿された絶縁体２を係合凸部５６で保持する主体金具１と、一端部が主体金具１に接合され、他端部が中心電極３に対向してこの他端部及び中心電極３の間に火花放電間隙ｇを形成する接地電極４とを備えて成る。　
より具体的には、スパークプラグ１００は、図１に示されるように、径方向内側にリング状に突出する係合凸部５６を内周面に有する略筒状の主体金具１と、この主体金具１に内挿され、主体金具１の軸線Ｏ方向の先端部から突出するように係合凸部５６で保持された略筒状の絶縁体（この発明において「絶縁碍子」とも称する。）２と、絶縁体２の先端から電極先端部３６が突出するように絶縁体２の貫通孔６に内挿された略棒状の中心電極３と、主体金具１の軸線Ｏ方向の先端部に一端が溶接されると共に、この一端側とは反対の他端側が側方に曲げ返されて、その側面が中心電極３の電極先端部３６と対向するように配置された接地電極４とを備えて成る。　
スパークプラグ１００においては、図１及び図２に示されるように、絶縁体２、具体的には後述する脚長部３０の先端部近傍が主体金具１の先端面よりも接地電極４側に突出し、前記中心電極３はその電極先端部３６が絶縁体２の先端面よりも接地電極４側に突出している。そして、前記主体金具１と絶縁体２の脚長部３０との間には主体金具１の内周面５９と脚長部３０の外周面とで挟まれて形成される基部間隙Ｓが形成されている。　
前記主体金具１は、図１に示されるように、低炭素鋼等の金属により、係合凸部５６を内周面に有する略筒状に形成され、スパークプラグ１００のハウジングとして使用されている。主体金具１における前記軸線Ｏ方向の先端部側の外周面には、図示しないエンジンヘッドに取り付けるための取付ネジ部７が形成されている。この取付ネジ部７の規格の一例としては、Ｍ１０、Ｍ１２及びＭ１４等が挙げられる。この発明において、取付ネジ部７の呼びは、ＩＳＯ２７０５（Ｍ１２）及びＩＳＯ２７０４（Ｍ１０）等に規定された値を意味し、当然に、諸規格に定められた寸法公差の範囲内での変動を許容する。この発明に係るスパークプラグは、取付ネジ部７の呼び径が例えばＭ１２以下となるような小型のスパークプラグとすることもできる。主体金具１における前記取付ネジ部７の前記軸線Ｏ方向の後端側には主体金具１をエンジンヘッドに取り付ける際にスパナやレンチ等の工具を外側から係合させるための工具係合部１１が形成されている。スパークプラグ１００において工具係合部１１の軸線Ｏ方向に直交する断面は六角形状を呈している。また、前記主体金具１は、図１に示されるように、前記工具係合部１１の前記軸線Ｏ方向の先端側であって前記軸線Ｏ方向の略中間部に外径方向外側に凸設された鍔部６１が形成されている。そして、取付ネジ部７の前記軸線Ｏ方向の後端側近傍すなわち鍔部６１の座面６２にガスケット１０が嵌挿されている。　
前記主体金具１は、図１及び図２に示されるように、前記鍔部６１の前記軸線Ｏ方向の先端側であって前記鍔部６１側に設けられた主体金具後端部５４と、主体金具１の先端側に設けられ、内径が主体金具後端部５４の内径よりも縮径された部分を少なくとも後端側に有する主体金具先端部５３と、主体金具後端部５４と主体金具先端部５３とを連結する第１主体金具段部５５とから構成されている。　
より具体的には、主体金具１は、図１及び図２に示されるように、主体金具１の工具係合部１１よりも軸線Ｏ方向の先端側に形成された主体金具後端部５４と、この主体金具後端部５４の軸線Ｏ方向の先端側に主体金具１の内径方向内側に凸設された係合凸部（この発明において「主体金具基部」とも称する。）５６と、この主体金具基部５６と主体金具後端部５４とを連結する第１主体金具段部５５と、前記主体金具基部５６の軸線Ｏ方向の先端側に形成され、主体金具後端部５４と略同一の内径を有する主体金具前方部５８と、この主体金具前方部５８と前記主体金具基部５６とを連結する第２主体金具段部５７とを有して成る。したがって、主体金具１は、その鍔部６１から前記軸線Ｏ方向の先端側に向かって、主体金具後端部５４、第１主体金具段部５５、主体金具基部５６、第２主体金具段部５７及び主体金具前方部５８がこの順に連続して形成されて成る。この発明において、前記主体金具先端部５３は主体金具前方部５８と第２主体金具段部５７と主体金具基部５６とで形成されている。前記第１主体金具段部５５は後述する絶縁体２の第１絶縁体段部２７と係合するための主体金具側係合部位である。　
前記係合凸部５６は、図１及び図２に示されるように、その内径が前記軸線Ｏ方向に略一定で主体金具１の内孔の周方向に一巡する環状凸部である。この係合凸部５６は前記第１主体金具段部５５及び第２主体金具段部５７と共に台形断面を成している。したがって、係合凸部５６の内周面５９は前記軸線Ｏに沿って延在している。　
前記絶縁体２は、図１に示されるように、中心電極３を内挿して保持する略筒状体である。この絶縁体２は前記軸線Ｏ方向に沿って貫通する貫通孔６を有している。この貫通孔６の軸線Ｏ方向の後端部には略棒状の端子金具１３が挿設され、その端子金具１３
が挿設されている貫通孔６の一端側とは反対の他端側すなわち貫通孔６の先端側には略棒状の中心電極３が挿設されている。前記貫通孔６に挿設された端子金具１３及び中心電極３の間には、図１に示されるように、抵抗体１５が配設されている。この抵抗体１５の、軸線Ｏ方向の両端部すなわち先端部及び後端部には導電性ガラスシール層１６及び１７が各々配設されている。そして、導電性ガラスシール層１６及び１７を介して中心電極３と端子金具１３とが互いに電気的に接続されている。このように、抵抗体１５と導電性ガラスシール層１６及び１７とが焼結導電材料部を構成している。前記抵抗体１５は、ガラス粉末と導電材料粉末と必要に応じてガラス以外のセラミック粉末との混合粉末を原料とする抵抗体組成物として構成されている。また、端子金具１３の軸線Ｏ方向の後端部には、高圧ケーブル（図１に図示しない。）がプラグキャップ（図１に図示しない。）を介して接続され、高電圧が印加されるようになっている。　
前記絶縁体２は、図１に示されるように、絶縁体２の軸線Ｏ方向の略中間部に絶縁体２の外周面より外径方向外側に向かって突出する突出部２３がフランジ状に形成されている。この絶縁体２は、図１に示されるように、前記突出部２３よりも軸線Ｏ方向後端側の外周面に絶縁体２の軸線を含む段面が波打ち形状を有するコルゲーション部４０が形成されている。このコルゲーション部４０は絶縁体２の外周面に波打ち形状を設けて絶縁体２の外周面の表面積を広くする。したがって、例えば絶縁体２の外周面を伝わってリークした電気が流れ、漏電（リーク現象）が生じたときでも、絶縁体２の外周面を伝わるうちに消尽するため、漏電防止の効果が得られる。　
前記絶縁体２は、前記突出部２３よりも前記軸線Ｏ方向の先端側であって前記突出部２３から前記先端側に延在する絶縁体後端部２６と、その先端側に設けられ、この絶縁体後端部２６の外径よりも縮径された脚長部（この発明において「絶縁体先端部」とも称する。）３０と、前記絶縁体後端部２６及び前記脚長部３０を連結する第１絶縁体段部２７とから構成されている。　
より具体的には、絶縁体２は、図１及び図２に示されるように、絶縁体２の軸線Ｏ方向において、突出部２３よりも軸線Ｏ方向の後端側に形成された絶縁体後方部２４と、突出部２３よりも前方側に形成された絶縁体後端部２６と、絶縁体後端部２６の軸線Ｏ方向の先端側に形成された脚長部３０と、この脚長部３０と絶縁体後端部２６とを連結し、周方向段部を形成する第１絶縁体段部２７とを有してなる。前記脚長部３０は、絶縁体後端部２６の外径よりも小径で、かつ、前記軸線Ｏ方向先端側に向かって徐々に外径が小さくなるように細径化されている。すなわち、この脚長部３０は図１及び図２によく示されるように略円錐台形をなしている。前記内周面５９と脚長部３０の外周面とで挟まれている前記基部間隙Ｓは、第１絶縁体段部２７と第１主体金具段部５５との間に配置された後述する板パッキン８よりも軸線Ｏ方向の先端側に形成されている。　
スパークプラグ１００において、絶縁体２は主体金具１における軸線Ｏ方向の後端側の開口部から挿入され、図１に示されるように、絶縁体２の第１絶縁体段部２７が主体金具１の第１主体金具段部５５に係合又は係止している。前記第１絶縁体段部２７は前記第１主体金具段部５５に係合するための絶縁体側係合部となっている。主体金具１の第１主体金具段部５５と第１絶縁体段部２７との間には、図１及び図２に示されるように、略リング状の板パッキン８が配設されている。このように、第１絶縁体段部２７と第１主体金具段部５５とが板パッキン８を介して係合することにより、絶縁体２の軸線Ｏ方向の抜き止めがなされている。前記板パッキン８は、例えば銅のような熱伝導率の高い材質で形成されている。板パッキン８の熱伝導率が高いと、スパークプラグ１００の熱引きがよくなり、耐熱性が向上する。このような前記材質として、例えば、銅、アルミニウム等の熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材質であるのが好ましい。特に、スパークプラグ１００における取付ネジ部７の呼びがＭ１２以下と小さいと、特に高い耐熱性効果を発揮する。　
スパークプラグ１００において、主体金具１における軸線Ｏ方向の後端側の開口部内面と絶縁体２の外周面との間には突出部２３の後方側周縁と係合する略リング状のパッキン４１が配置され、さらに、その後方側にはタルク等の充填層９を介して略リング状のパッキン４２が配置されている。そして、絶縁体２を主体金具１の軸線Ｏ方向の先端側に向けて押し込み、その状態で主体金具１の開口周縁部をパッキン４２に向けて加締めることにより、加締め部１２が形成され、主体金具１が絶縁体２に保持されている。　
前記中心電極３は、その先端部が絶縁体２の先端面から突出した状態で絶縁体２の軸孔に固定されており、主体金具１に対して絶縁保持されている。前記中心電極３はインコネル（商標名）６００又は６０１等のＮｉ（ニッケル）系合金等からなる電極母材２１を少なくとも表層部に有し、その内部には、放熱促進のためのＣｕ（銅）又はＣｕ合金等を主成分とする芯材３３が埋設されている。すなわち、この中心電極３は、本体となる外材と、この外材の内部の軸心部に同心的に埋め込まれるように形成されてなる芯材３３とにより形成されている。このように内部に前記芯材３３が深く埋設された中心電極３を備えてなるスパークプラグ１００は、「焼け」にも強く、使用温度範囲の広いワイドレンジ型プラグとして好適に使用される。　
前記接地電極４は、図１に示されるように、耐腐食性耐腐食性の高い金属から構成され、一例としてインコネル（商標名）６００又は６０１等のＮｉ合金が用いられている。この接地電極４は、自身の長手方向と直交する横断面が略長方形であり、屈曲された角棒状の外形を呈している。そして、図１に示されるように、角棒状の一端部が主体金具１の軸線Ｏ方向の先端側の一端部の接合部６０に溶接等により接合されている。一方、この接地電極４の一端部とは反対の他端部（先端部とも称する。）は、中心電極３の電極先端部３６とこの中心電極３の軸線Ｏ方向に対向するよう側方に折り返され、図１及び図２に示されるように、中心電極３の電極先端部３６と接地電極４との対向面の隙間に火花放電間隙ｇが形成されている。この火花放電間隙ｇは、通常、０．３～１．５ｍｍに設定される。　
この発明において、スパークプラグ１００の絶縁体２は、Ａｌ成分を主成分として含有するアルミナ基焼結体で形成されている。このアルミナ基焼結体は、Ｂａ成分と、下記条件（１）及び（２）を満足するようにＳｉ成分、Ｃａ成分及びＭｇ成分とを含有し、Ｂ成分を実質的に無含有であるアルミナ基焼結体で形成されている。絶縁体２等がこのようなアルミナ基焼結体で形成されていると、スパークプラグ１００が高い耐酸性及び高温耐電圧特性を発揮できる。条件（１）：前記Ｓｉ成分の質量（酸化物換算）に対する前記Ｃａ成分の質量（酸化物換算）の割合ＲＣａが０．０５～０．４０条件（２）：前記Ｓｉ成分の質量（酸化物換算）、前記Ｃａ成分の質量（酸化物換算）及び前記Ｍｇ成分の質量（酸化物換算）の合計質量に対する前記Ｍｇ成分の質量（酸化物換算）の割合ＲＭｇが０．０１～０．０８　
前記Ａｌ成分は、通常、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）であり、アルミナ基焼結体中に主成分として存在する。この発明において「主成分」とは含有率が最も高い成分をいう。Ａｌ成分を主成分として含有すると、焼結体の耐電圧特性（以下、高温耐電圧特性を含む。）、耐熱性及び機械的特性等に優れる。アルミナ基焼結体中におけるＡｌ成分の含有率は、アルミナ基焼結体の全質量（酸化物換算）を１００質量％としたときに、８９．０質量％以上９７．０質量％以下であるのが好ましく、９０．０質量％以上９３．８質量％以下であるのが特に好ましい。Ａｌ成分の含有率が前記範囲内にあると、アルミナ基焼結体自体が、例えば後述する面積割合（Ｓ４／Ｓ）が１．０％以下となって緻密であると共に、耐酸性と耐電圧特性特に高温耐電圧特性とを両立できる。例えば、Ａｌ成分が８９．０質量％未満であると、アルミナ基焼結体の粒界に占めるガラス相の割合が大きくなって高温耐電圧特性が低下することがある。一方、Ａｌ成分が９７．０質量％を超えると、アルミナ基焼結体自体は緻密になるものの、液相量が少なくなり、アルミナ基焼結体が酸に浸食される速度が速くなって耐酸性が低下することがある。なお、この発明において、Ａｌ成分の含有率はＡｌ成分の酸化物である「アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）」に換算したときの酸化物換算質量％とする。　
前記Ｓｉ成分は、焼結助剤由来の成分であり、酸化物、イオン等として、アルミナ基焼結体中に存在する。前記Ｓｉ成分は、焼結時には溶融して通常液相を生じるので、焼結体の緻密化を促進する焼結助剤として機能する。更に、Ｓｉ成分は、焼結後はアルミナ結晶粒子の粒界相に低融点ガラス等を形成することが多い。しかし、前記アルミナ基焼結体がＳｉ成分に加えて後述する他の特定成分を有していると、低融点ガラス相よりも他の成分と共に高融点ガラス相等を優先的に形成しやすい。よって、前記アルミナ基焼結体は低温において融解し難いので、絶縁破壊の原因と成り得るマイグレーション等が生じ難くなる。Ｓｉ成分の含有率は、アルミナ基焼結体の全質量（酸化物換算）を１００質量％としたときに、１．０～８．０質量％であるのが好ましい。なお、この発明において、Ｓｉ成分の含有率及び質量はＳｉ成分の酸化物である「ＳｉＯ２」に換算したときの酸化物換算質量％及び酸化物換算質量とする。　
前記Ｃａ成分は、ＩＵＰＡＣ１９９０年勧告に基づく周期表の第２族元素の成分（以下、第２族元素成分と称することがある。）の１種として、アルミナ基焼結体に含有する。このＣａ成分は、焼結助剤由来の成分であり、酸化物、イオン等として、アルミナ基焼結体中に存在し、焼結助剤として機能すると共に得られるアルミナ基焼結体の高温強度を向上させる機能を有する。したがって、アルミナ基焼結体が前記Ｃａ成分を含有していると、緻密なアルミナ基焼結体となり、耐電圧特性及び高温強度が向上する。このＣａ成分は、アルミナ結晶粒子の粒界相にＳｉ成分と共にガラス相、例えば、ＳｉＯ２－ＣａＯ系ガラス相を形成する。このガラス相におけるＳｉ成分に対するＣａ成分の質量がアルミナ基焼結体の耐酸性に特に重要であることをこの発明の発明者は見出した。この発明において、前記Ｃａ成分は条件（１）を満足する含有率でアルミナ基焼結体中に存在している。すなわち、アルミナ基焼結体中におけるＳｉ成分の質量（酸化物換算）に対するＣａ成分の質量（酸化物換算）の割合（以下、質量割合と称することがある。）ＲＣａは０．０５～０．４０である。アルミナ基焼結体におけるＣａ成分の前記質量割合ＲＣａが０．０５未満であると、アルミナ基焼結体はその焼結性が低く緻密ではなくなるから、アルミナ基焼結体は十分な耐酸性を発揮できない。一方、アルミナ基焼結体におけるＣａ成分の前記質量割合ＲＣａが０．４０を超えると、アルミナ基焼結体の焼結性が高くなるものの、前記ガラス相自体が酸に浸食されやすくなるから、アルミナ基焼結体は十分な耐酸性を発揮できない。ガラス相自体が酸に浸食されやすくなる理由として、この発明の発明者らは、ガラス相においてＣａはイオン結合で結合しているので酸に対してＳｉほど安定ではなく、Ｃａ成分が多いガラス相ほど酸に対して不安定なためではないかと推測している。すなわち、アルミナ基焼結体におけるＣａ成分の前記質量割合ＲＣａが前記範囲内にあると、アルミナ基焼結体が緻密でかつガラス相が酸に浸食されにくくなり、アルミナ基焼結体の耐酸性が高くなる。その結果、このアルミナ基焼結体で形成された絶縁体２を備えたスパークプラグ１００は高い耐酸性を発揮す
る。この発明において、アルミナ基焼結体の焼結性とガラス相の耐酸浸食性とをより一層高い水準で両立することができ、アルミナ基焼結体がより一層高い耐酸性を発揮する点で、前記質量割合ＲＣａは０．１～０．２であるのが好ましい。アルミナ基焼結体中におけるＣａ成分の含有率は、前記質量割合ＲＣａが前記範囲内となるように、例えば、アルミナ基焼結体の全質量（酸化物換算）を１００質量％としたときに、０．２～２．５質量％の範囲内から適宜に選択される。なお、この発明において、Ｃａ成分の質量及び含有率はその酸化物である「ＣａＯ」に換算したときの酸化物換算質量及び酸化物換算質量％とする。　
前記Ｂａ成分は、第２族元素成分の１種として、アルミナ基焼結体に含有する。このＢａ成分は、前記Ｃａ成分と同様に、焼結助剤由来の成分であり、酸化物、イオン等として、アルミナ基焼結体中に存在し、焼結助剤として機能すると共に得られるアルミナ基焼結体の高温強度を向上させる機能を有する。アルミナ基焼結体がＢａ成分を含有していると、前記Ｃａ成分等の一部がＢａ成分で置き換えられて高温下又は高電圧印加時におけるマイグレーションが発生しにくくなり、その結果、アルミナ基焼結体の耐電圧特性特に高温耐電圧特性が向上する。アルミナ基焼結体中におけるＢａ成分の含有率は、アルミナ基焼結体の全質量（酸化物換算）を１００質量％としたときに、０．１～２．１質量％の範囲内から適宜に選択される。なお、この発明において、Ｂａ成分の含有率はその酸化物である「ＢａＯ」に換算したときの酸化物換算質量％とする。　
前記Ｍｇ成分は、第２族元素成分の１種として、アルミナ基焼結体に含有する。このＭｇ成分は、焼結助剤由来の成分であり、酸化物、イオン等として、アルミナ基焼結体中に存在し、焼結前のＳｉ成分と同様に焼結助剤として機能する。したがって、アルミナ基焼結体にＭｇ成分が含有されていると、その耐電圧特性及び高温強度が向上するとともに焼成時の焼結温度が低下する。この発明において、前記Ｍｇ成分は条件（２）を満足する含有率でアルミナ基焼結体中に存在している。すなわち、アルミナ基焼結体中において、Ｓｉ成分の質量（酸化物換算）、Ｃａ成分の質量（酸化物換算）及びＭｇ成分の質量（酸化物換算）の合計質量に対するＭｇ成分の質量（酸化物換算）の割合（以下、質量割合と称することがある。）ＲＭｇが０．０１～０．０８である。アルミナ基焼結体におけるＭｇ成分の前記質量割合ＲＭｇが０．０１未満であると、アルミナ基焼結体はその焼結性が低く緻密ではなくなるから、アルミナ基焼結体は十分な耐酸性を発揮できない。一方、アルミナ基焼結体におけるＭｇ成分の前記質量割合ＲＭｇが０．０８を超えると、十分な高温耐電圧特性を発揮できない。すなわち、アルミナ基焼結体におけるＭｇ成分の前記質量割合ＲＭｇが前記範囲内にあると、アルミナ基焼結体が緻密で耐酸性が高くなると共に特に高温耐電圧特性が向上する。その結果、このアルミナ基焼結体で形成された絶縁体２を備えたスパークプラグ１００は高い耐酸性及び高温耐電圧特性を発揮する。アルミナ基焼結体中におけるＭｇ成分の含有率は、前記質量割合ＲＭｇが前記範囲内となるように、例えば、アルミナ基焼結体の全質量（酸化物換算）を１００質量％としたときに、０．０１～０．６０質量％の範囲内から適宜に選択される。なお、この発明において、Ｍｇ成分の質量及び含有率はその酸化物である「ＭｇＯ」に換算したときの酸化物換算質量及び酸化物換算質量％とする。　
前記アルミナ基焼結体は、Ｂ成分を実質的に含有していない。アルミナ基焼結体がＢ成分を含有していないと、結合力が比較的弱く酸に浸食されやすいＢ成分が前記ガラス相に存在しないから、ガラス相及びアルミナ基焼結体の耐酸性を低下させることがない。この発明において、「Ｂ成分が実質的に無含有」とはＢ成分を添加等により積極的にアルミナ基焼結体に含有させないことを意味し、他の成分等に不可避不純物として含有されるＢ成分までをも含有していないことを意味するものではない。　
アルミナ基焼結体は、Ａｌ成分とＳｉ成分とＢａ成分とＣａ成分とＭｇ成分とを含有し、Ｂ成分を実質的に無含有であるが、Ｃａ成分、Ｂａ成分及びＭｇ成分以外の第２族元素成分、及び／又は、希土類元素成分（ＲＥ成分ともいう。）を含有していてもよい。　
前記第２族元素成分は、前記周期表の第２族元素成分であって、Ｃａ成分、Ｂａ成分及びＭｇ成分以外の成分としては、低毒性等の観点から、Ｓｒ成分が挙げられる。このＳｒ成分は、焼結助剤由来の成分であり、酸化物、イオン等として、アルミナ基焼結体中に存在し、前記Ｃａ成分及び前記Ｂａ成分と同様に、焼結助剤として機能すると共に得られるアルミナ基焼結体の高温強度を向上させる機能を有する。したがって、アルミナ基焼結体にＳｒ成分が含有していると、その耐電圧特性及び高温強度が向上するとともに焼成時の焼結温度が低下する。　
この発明において、第２族元素成分はＣａ成分とＢａ成分とＭｇ成分の少なくとも３種であればよく、Ｍｇ成分とＢａ成分とＣａ成分とＳｒ成分との４種であってもよい。アルミナ基焼結体がＳｒ成分を含有する場合のＳｒ成分の含有率は、アルミナ基焼結体の全質量（酸化物換算）を１００質量％としたときに、例えば、０．２～０．９質量％の範囲内から適宜に選択される。なお、この発明において、Ｓｒの含有率はその酸化物である「ＳｒＯ」に換算したときの酸化物換算質量％とする。　
この発明において、第２族元素成分の含有率は、前記条件（１）及び（２）を満足していればよく、第２族元素成分の各成分の合計含有率は、例えば、比較的大きな粒径を有する原料粉末を用いても緻密となり、絶縁体としたときの耐電圧特性及び高温強度に優れるアルミナ基焼結体となる点で、アルミナ基焼結体の全質量（酸化物換算）を１００質量％としたときに、０．３～６．０質量％であるのが好ましい。　
前記希土類元素成分は、Ｓｃ、Ｙ及びランタノイド元素を含有する成分であり、具体的には、Ｓｃ成分、Ｙ成分、Ｌａ成分、Ｃｅ成分、Ｐｒ成分、Ｎｄ成分、Ｐｍ成分、Ｓｍ成分、Ｅｕ成分、Ｇｄ成分、Ｔｂ成分、Ｄｙ成分、Ｈｏ成分、Ｅｒ成分、Ｔｍ成分、Ｙｂ成分及びＬｕ成分である。ＲＥ成分は、酸化物、イオン等として、アルミナ基焼結体中に存在する。このＲＥ成分は、焼結時に含有されていることにより、焼結時におけるアルミナの粒成長が過度に生じないように抑制すると共に、Ｓｉ成分と共にＲＥ－Ｓｉ系ガラス（希土類ガラス）を粒界に形成して粒界ガラス相の融点を高めることができ、アルミナ基焼結体の耐電圧特性及び高温強度を向上させることができる。アルミナ基焼結体が希土類元素成分を含有する場合の希土類元素成分の含有率は、前記合計質量（酸化物換算）を１００質量％としたときに、例えば、０．５～４．０質量％であるのが好ましい。なお、この発明において、アルミナ基焼結体における希土類元素成分の含有率は、各成分の酸化物「ＲＥ２Ｏ３」、Ｐｒ成分である場合には「Ｐｒ６Ｏ１１」に換算したときの酸化物換算質量％とする。前記アルミナ基焼結体が複数種の希土類元素成分を含有するとき、希土類元素成分の含有量は各希土類元素成分の含有量の合計である。　
この発明において、アルミナ基焼結体が含有する各成分の含有率は、例えば、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）、エネルギー分散型マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ／ＥＤＳ）を用いた定量分析、蛍光Ｘ線分析又は化学分析により酸化物換算質量％として測定することができる。なお、この発明において、アルミナ基焼結体を前記定量分析、蛍光Ｘ線分析又は化学分析することにより算出した結果とアルミナ基焼結体の製造に用いる原料粉末の混合比とはほぼ一致する。　
アルミナ基焼結体は、前記成分から実質的になる。ここで、「実質的に」とは前記成分以外の成分を添加等により積極的に含有させないことを意味する。したがって、前記アルミナ基焼結体は、この発明の目的を損なわない範囲で不可避不純物を含有していてもよい。このような不可避不純物としては、例えば、Ｎａ、Ｓ、Ｎ等が挙げられる。これらの不可避不純物の含有量は少ない方がよく、例えば、前記合計質量を１００質量％としたときに１質量％以下であるのがよい。さらに、前記アルミナ基焼結体は、前記不可避不純物の他に、他の成分、例えば、Ｔｉ成分、Ｍｎ成分、Ｎｉ成分等を少量含有していてもよい。　
前記アルミナ基焼結体は、その全質量（酸化物換算）に対する液相の質量（酸化物換算）の割合（以下、質量割合と称することがある。）ＲＧが６．２～１０．０質量％であるのが好ましい。前記質量割合ＲＧが前記範囲内となる液相をアルミナ基焼結体が有していると、このアルミナ基焼結体は高い高温耐電圧特性を維持しつつより一層高い耐酸性を発揮する。ここで、前記液相は、粒界相とも称され、通常、アルミナ基焼結体に含有される各成分のうちＡｌ成分を除く各成分で構成される非結晶相をいう。したがって、液相の質量の質量割合ＲＧが６．２～１０．０質量％とは、換言すると、Ａｌ成分の酸化物換算質量がアルミナ基焼結体の全質量（酸化物換算）を１００質量％としたときに９０．０～９３．８質量％である。　
前記アルミナ基焼結体は、その鏡面研磨面における２５０μｍ×１９０μｍの領域を倍率５００倍で複数箇所例えば９個所を観察したときに、観察領域の面積Ｓに対する、観察領域内に存在する円相当直径が４μｍ以上の気孔の合計面積Ｓ４の面積割合（Ｓ４／Ｓ）が０～１．０％であるのが好ましい。前記アルミナ基焼結体が０～１．０％の前記面積割合（Ｓ４／Ｓ）を有している場合には、円相当直径が４μｍ以上の気孔がほとんど存在しないから、高密度及び高耐電圧特性を維持できると共に、存在する気孔によってアルミナ基焼結体の表面積がほとんど増大することなく、また、アルミナ基焼結体内部に酸が侵入しにくくなる。したがって、このアルミナ基焼結体は、高い耐電圧特性特に高温耐電圧特性とより一層高い耐酸性とを発揮する。　
前記面積割合（Ｓ４／Ｓ）は次のようにして算出する。まずアルミナ基焼結体等を鏡面状態にまで研磨してなる面、すなわち、鏡面研磨面を調製する。前記鏡面研磨面は、アルミナ基焼結体等の任意の表面又は任意の切断面を４５μｍのダイヤモンド砥石を用いて平面に加工し、９μｍ、３μｍ、０．２５μｍのダイヤモンドペーストを順次用いてその表面粗さＲａが０．０１μｍ程度になるまで鏡面研磨加工して、調製する。次いで、このようにして調製された鏡面研磨面に導電性付与のためのカーボン蒸着を行い、電子顕微鏡を用いて前記鏡面研磨面における２５０μｍ×１９０μｍの領域を倍率５００倍で複数箇所例えば９個所観察し、各観察領域を写真撮影する。撮影した各ＳＥＭ反射電子像写真を画像解析ソフト（Ｓｏｆｔ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　”Ｆｉｖｅ”、Ｏｌｙｍｐｕｓ社製）で二値化することにより、気孔に相当する空隙部を識別する。各ＳＥＭ反射電子像写真において、円相当直径に換算した直径が４μｍを超える空隙部の総面積Ｓ４及びこの総面積Ｓ４を観察領域の面積Ｓで除して前記面積割合を求める。このようにして求めた前記面積割合を算術平均して、アルミナ基焼結体等の前記面積割合（Ｓ４／Ｓ）を算出する。　
前記アルミナ基焼結体は高い耐酸性を発揮する。例えば、アルミナ基焼結体は、酸性雰囲気下での暴露前後におけるＣａ成分及びＳｉ成分の質量変化率（％）が小さく、具体的には、常温における濃塩酸への１０分間浸漬前後のＣａ成分及びＳｉ成分の質量変化率（％）が－３６％以下、好ましくは－３０％以下、特に好ましくは－２０％以下の耐酸性を発揮する。つまり、前記質量変化率（％）は常温における濃塩酸への１０分
間浸漬前後のＣａ成分及びＳｉ成分の質量変化率（％）であるから、この質量変化率（％）が小さければ酸である濃塩酸に対して十分な耐性を有していることになる。このように、常温における濃塩酸への１０分間浸漬前後の質量変化率（％）が－３６％以下であると、このアルミナ基焼結体で形成された絶縁体２を備えたスパークプラグ１００はバイオ燃料又は混合燃料を燃料として用いる内燃機関に装着されても十分な耐酸性を有し、酸雰囲気に曝されても高温耐電圧特性を含めた所期の機能を長期間にわたって発揮する。前記質量変化率（％）は、常温における濃塩酸への１０分間浸漬前後のアルミナ基焼結体におけるＣａ成分及びＳｉ成分の合計質量の変化率（％）であり、具体的には、常温における濃塩酸に浸漬される前のアルミナ基焼結体におけるＣａ成分及びＳｉ成分の合計質量をＷ１、常温における濃塩酸に浸漬された後のアルミナ基焼結体におけるＣａ成分及びＳｉ成分の合計質量をＷ２とすると、式：［（Ｗ２－Ｗ１）／Ｗ１］×１００（％）で表される。前記合計質量Ｗ１及び合計質量Ｗ２は、前記電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）等を用いた各成分の含有率の前記測定方法と基本的に同様にしてＣａ成分及びＳｉ成分の質量（酸化物換算質量）を算出できる。　
前記アルミナ基焼結体は高い耐酸性を発揮する。例えば、アルミナ基焼結体は、酸性雰囲気下での暴露前後における強度変化率（％）が小さく、具体的には、常温における濃塩酸への１０分間浸漬前後の強度変化率（％）が－１８％以下、好ましくは－１５％以下、特に好ましくは－１０％以下の耐酸性を発揮する。つまり、前記強度変化率（％）は常温における濃塩酸への１０分間浸漬前後の強度変化率（％）であるから、この強度変化率（％）が小さければ酸である濃塩酸に対して十分な耐性を有していることになる。このように、常温における濃塩酸への１０分間浸漬前後の強度変化率（％）が－１８％以下であると、このアルミナ基焼結体で形成された絶縁体２を備えたスパークプラグ１００はバイオ燃料又は混合燃料を燃料として用いる内燃機関に装着されても十分な耐酸性を有し、酸雰囲気に曝されても高温耐電圧特性を含めた所期の機能を長期間にわたって発揮する。前記強度変化率（％）は、常温における濃塩酸への１０分間浸漬前後のアルミナ基焼結体の３点曲げ強度の変化率（％）であり、具体的には、常温における濃塩酸に浸漬される前のアルミナ基焼結体の３点曲げ強度をＳ１、常温における濃塩酸に浸漬される後のアルミナ基焼結体における３点曲げ強度をＳ２とすると、式：［（Ｓ２－Ｓ１）／Ｓ１］×１００（％）で表される。ここで、前記３点曲げ強度は、アルミナ基焼結体と基本的に同様にして４８ｍｍ×４ｍｍ×３ｍｍの試験片を作製して、ＪＩＳ　Ｒ１６０４に規定された測定方法に準拠して、スパン３０ｍｍの条件で測定される強度である。　
前記質量変化率（％）及び前記強度変化率（％）は、例えば、前記質量割合ＲＣａを小さくすると小さくなる傾向があり、前記Ａｌ成分の含有率（％）が小さくなると小さくなる傾向があり、また、アルミナ基焼結体の表面積すなわち前記面積割合（Ｓ４／Ｓ）が小さくなると小さくなる傾向がある。　
スパークプラグ１００において、絶縁体２はアルミナ基焼結体で形成されているから、絶縁体２及びアルミナ基焼結体は同様の前記組成及び前記特性を有している。したがって、この発明によれば、耐酸性及び高温耐電圧特性に優れたスパークプラグを提供することができる。さらに、この発明によれば、燃焼室が酸雰囲気となる高出力型内燃機関に装着されても強度変化が小さく高温耐電圧にも優れ、酸雰囲気下での高い耐久性を発揮するスパークプラグを提供することができる。　
この発明に係るスパークプラグの製造方法は、主成分としてのＡｌ化合物粉末とＳｉ化合物粉末とＢａ化合物粉末とＣａ化合物粉末とＭｇ化合物粉末とを、下記条件（３）～（５）を満足するように、含有し、Ｂ化合物粉末を含有しない原料粉末を、加圧成形後に焼結して、絶縁体を製造する工程を含んでいる。以下、この発明に係るスパークプラグの製造方法について具体的に説明する。条件（３）：前記Ｓｉ化合物粉末の質量（酸化物換算）に対する質量（酸化物換算）の割合ＲＣａが０．０５～０．４０条件（４）：前記Ｓｉ化合物粉末の質量（酸化物換算）、前記Ｃａ化合物粉末の質量（酸化物換算）及び前記Ｍｇ化合物粉末の質量（酸化物換算）の合計質量に対する前記Ｍｇ化合物粉末の質量（酸化物換算）の割合ＲＭｇが０．０１～０．０８条件（５）：前記Ａｌ化合物粉末の質量（酸化物換算）、前記Ｓｉ化合物粉末の質量（酸化物換算）、Ｂａ化合物粉末の質量（酸化物換算）、前記Ｃａ化合物粉末の質量（酸化物換算）及び前記Ｍｇ化合物粉末の質量（酸化物換算）の合計質量が１００質量％　
この発明に係るスパークプラグの製造方法においては、原料粉末は、場合によっては、前記Ａｌ成分と同じ物質、前記Ｓｉ成分と同じ物質、前記Ｂａ成分と同じ物質、前記Ｃａ成分と同じ物質、前記Ｍｇ成分と同じ物質の各粉末を含有していてもよい。さらに、原料粉末は、Ａｌ化合物粉末とＳｉ化合物粉末とＢａ化合物粉末とＣａ化合物粉末とＭｇ化合物粉末とを含有していればよく、これらに加えて、例えば、Ｂａ化合物粉末、Ｃａ化合物粉末及びＭｇ化合物粉末以外のＩＵＰＡＣ１９９０年勧告に基づく周期表の第２族元素の化合物粉末（以下、第２族元素化合物粉末と称することがある。）、及び／又は、希土類化合物粉末を含有していてもよい。　
この発明に係るスパークプラグの製造方法においては、まず、原料粉末をスラリー中で混合する。ここで、各粉末の混合割合は例えば前記各成分の含有率と同一に設定することができる。この混合は、原料粉末の混合状態を均一にし、かつ得られる焼結体を高度に緻密化することができるように、８時間以上にわたって混合されるのが好ましい。　
Ａｌ化合物粉末は、焼成によりＡｌ成分に転化する化合物であれば特に制限はなく、通常、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）粉末が用いられる。Ａｌ化合物粉末は、現実的に不可避不純物、例えばＮａ等を含有していることがあるので、高純度のものを用いるのが好ましく、例えば、Ａｌ化合物粉末おける純度は９９．５％以上であるのが好ましい。Ａｌ化合物粉末は、緻密なアルミナ基焼結体を得るには、通常、その平均粒径が０．１～５．０μｍの粉末を使用するのがよい。ここで、平均粒径はレーザー回折法（日機装株式会社製、マイクロトラック粒度分布測定装置（ＭＴ－３０００））により測定した値である。　
Ｓｉ化合物粉末は、焼成によりＳｉ成分に転化する化合物であれば特に制限はなく、例えば、Ｓｉの酸化物（複合酸化物を含む。）、水酸化物、炭酸塩、塩化物、硫酸塩、硝酸塩等、リン酸塩等の各種無機系粉末を挙げることができる。具体的にはＳｉＯ２粉末等を挙げることができる。なお、Ｓｉ化合物粉末として酸化物以外の粉末を使用する場合には、その使用量は酸化物に換算したときの酸化物換算質量％で把握する。Ｓｉ化合物粉末の純度はＡｌ化合物粉末と基本的に同様である。Ｓｉ化合物粉末の平均粒径Ｄ５０は０．５～３．０μｍであるのが好ましい。Ｓｉ化合物粉末が前記範囲の平均粒径Ｄ５０を有していると、Ｓｉ化合物粉末の粉砕時間を比較的短くでき生産性に優れるうえ、特に円相当直径が４μｍ以上の気孔の発生を防止できる。具体的には、前記平均粒径Ｄ５０を大きくすると円相当直径が４μｍ以上の気孔が発生しやすく前記面積割合（Ｓ４／Ｓ）が大きくなる傾向にある。前記平均粒径Ｄ５０は粒度分布にける積算値５０％の粒度をいい、日機装株式会社製のマイクロトラック粒度分布測定装置（ＭＴ－３０００）によりレーザー回折法で測定した値である。　
Ｂａ化合物粉末は、焼成によりＢａ成分に転化する化合物であれば特に制限はなく、例えば、Ｂａの酸化物（複合酸化物を含む。）、水酸化物、炭酸塩、塩化物、硫酸塩、硝酸塩等、リン酸塩等の各種無機系粉末を挙げることができる。具体的には、Ｂａ化合物粉末として、ＢａＯ粉末、ＢａＣＯ３粉末等が挙げられる。なお、Ｂａ化合物粉末として酸化物以外の粉末を使用する場合には、その使用量は酸化物に換算したときの酸化物換算質量％で把握する。Ｂａ化合物粉末の純度はＡｌ化合物粉末と基本的に同様である。Ｂａ化合物粉末の平均粒径Ｄ５０はＳｉ化合物粉末と同様の理由により０．５～３．０μｍであるのが好ましい。　
Ｃａ化合物粉末は、焼成によりＣａ成分に転化する化合物であれば特に制限はなく、例えば、Ｃａの酸化物（複合酸化物を含む。）、水酸化物、炭酸塩、塩化物、硫酸塩、硝酸塩等、リン酸塩等の各種無機系粉末を挙げることができる。具体的には、Ｃａ化合物粉末として、ＣａＯ粉末、ＣａＣＯ３粉末等が挙げられる。なお、Ｃａ化合物粉末として酸化物以外の粉末を使用する場合には、その使用量は酸化物に換算したときの酸化物換算質量％で把握する。Ｃａ化合物粉末の純度はＡｌ化合物粉末と基本的に同様である。Ｃａ化合物粉末の平均粒径Ｄ５０はＳｉ化合物粉末と同様の理由により０．５～３．０μｍであるのが好ましい。　
Ｍｇ化合物粉末は、焼成によりＭｇ成分に転化する化合物であれば特に制限はなく、例えば、Ｍｇの酸化物（複合酸化物を含む。）、水酸化物、炭酸塩、塩化物、硫酸塩、硝酸塩等、リン酸塩等の各種無機系粉末を挙げることができる。具体的には、Ｍｇ化合物粉末として、ＭｇＯ粉末、ＭｇＣＯ３粉末等が挙げられる。なお、Ｍｇ化合物粉末として酸化物以外の粉末を使用する場合には、その使用量は酸化物に換算したときの酸化物換算質量％で把握する。Ｍｇ化合物粉末の純度はＡｌ化合物粉末と基本的に同様である。Ｍｇ化合物粉末の平均粒径Ｄ５０はＳｉ化合物粉末と同様の理由により０．５～３．０μｍであるのが好ましい。　
任意で添加される前記第２族元素化合物粉末は、前記Ｂａ化合物粉末、前記Ｃａ化合物粉末及び前記Ｍｇ化合物粉末以外の粉末であり、焼成により、Ｂａ成分、Ｃａ成分及びＭｇ成分以外の第２族成分に転化する化合物であれば特に制限はなく、例えば、Ｂａ、Ｃａ及びＭｇ以外の第２族元素の酸化物（複合酸化物を含む。）、水酸化物、炭酸塩、塩化物、硫酸塩、硝酸塩等、リン酸塩等の各種無機系粉末を挙げることができる。第２族元素化合物粉末としてはＳｒ化合物粉末であるのが好ましい。具体的には、Ｓｒ化合物粉末として、ＳｒＯ粉末、ＳｒＣＯ３粉末等が挙げられる。なお、第２族元素化合物粉末として酸化物以外の粉末を使用する場合には、その使用量は酸化物に換算したときの酸化物換算質量％で把握する。第２族元素化合物粉末の純度はＡｌ化合物粉末と基本的に同様である。第２族元素化合物粉末の平均粒径Ｄ５０はＳｉ化合物粉末と同様の理由により０．５～３．０μｍであるのが好ましい。　
任意で添加される前記希土類元素化合物粉末は、焼成によりＲＥ成分に転化する化合物であれば特に制限はなく、例えば、希土類元素の酸化物及びその複合酸化物等の粉末を挙げることができる。なお、希土類元素化合物粉末として酸化物以外の粉末を使用する場合には、その使用量は酸化物に換算したときの酸化物換算質量％で把握する。希土類元素化合物粉末の純度及び平均粒径はＡｌ化合物粉末と基本的に同様である。　
前記原料粉末は、Ａｌ化合物粉末、Ｓｉ化合物粉末、Ｂａ化合物粉末、Ｃａ化合物粉末及びＭｇ化合物粉末等の各酸化物換算含有率は基本的には前記アルミナ基焼結体における各含有率と同様である。　
なお、前記原料粉末にバインダーとして、例えば親水性結合剤を配合することもできる。この親水性結合剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、水溶性アクリル樹脂、アラビアゴム、デキストリン等を挙げることができる。また、原料粉末を分散させる溶媒としては、例えば、水、アルコール等を用いることができる。これらの親水性結合剤及
び溶媒は１種単独でも２種以上を併用することもできる。親水性結合剤及び溶媒の使用割合は、原料粉末を１００質量部としたときに、親水性結合剤は０．１～５．０質量部、好ましくは０．５～３．０質量部であり、溶媒として使用するときの水は４０～１２０質量部、好ましくは５０～１００質量部である。　
このようにして得られたスラリーは、例えば、平均粒径１．４～５．０μｍに調製することができる。次いで、このようにして得られたスラリーをスプレードライ法等により噴霧乾燥して平均粒径５０～２００μｍ、好ましくは７０～１５０μｍに造粒する。前記平均粒径はいずれもレーザー回折法（日機装株式会社製、マイクロトラック粒度分布測定装置（ＭＴ－３０００））により測定した値である。　
この造粒物を加圧成形して好ましくは前記絶縁体２の形状及び寸法を有する未焼成成形体を得る。この加圧成形は５０～７０ＭＰａの加圧下で行われる。前記圧力が前記範囲内にあると、得られるアルミナ基焼結体における前記面積割合（Ｓ４／Ｓ）を０～１．０％に調整することができる。具体的には、加圧圧力を小さくすると前記面積割合（Ｓ４／Ｓ）が大きくなり、逆に加圧圧力を大きくすると前記面積割合（Ｓ４／Ｓ）が小さくなる。得られた未焼成成形体は研削されて自身の形状が整えられる。この未焼成成形体は比較的大きな平均粒径を有する造粒物で形成されているから加工性に優れ、工業的に安価な前記方法によって、所望の形状に容易にかつ高い生産性で整形されることができる。　
このようにして所望の形状に研削整形された未焼成成形体を大気雰囲気で１５００～１７００℃、好ましくは１５５０～１６５０℃で、１～８時間、好ましくは３～７時間にわたって焼成して、アルミナ基焼結体を得る。焼成温度が１５００～１７００℃であると、焼結体が十分に緻密化し易く、アルミナ成分の異常粒成長が生じ難いので、得られるアルミナ基焼結体の耐電圧特性及び機械的強度を確保することができる。また、焼成時間が１～８時間であると、焼結体が十分に緻密化し易く、アルミナ成分の異常粒成長が生じ難いので、得られるアルミナ基焼結体の耐酸性、耐電圧特性及び機械的強度を確保することができる。　
このようにして前記組成を有する未焼成成形体を焼結すると、主成分としてのＡｌ成分とＳｉ成分とＢａ成分とＣａ成分とＭｇ成分とを含有するアルミナ基焼結体が得られる。このアルミナ基焼結体は、前記耐酸性、前記範囲の前記面積割合（Ｓ４／Ｓ）及び前記範囲の前記質量割合ＲＧを有している。したがって、このアルミナ基焼結体は、スパークプラグの絶縁体とされたときに高い耐酸性と高い耐電圧特性特に高温耐電圧特性とを発揮する。故に、このアルミナ基焼結体は、高出力化された内燃機関、又は、バイオ燃料又は混合燃料を燃料として用いる内燃機関用のスパークプラグが備える絶縁体を形成する材料として、特に、バイオ燃料又は混合燃料を燃料として用いる高出力化された内燃機関用のスパークプラグが備える絶縁体を形成する材料として、好適に用いられる。　
このアルミナ基焼結体は、絶縁体２の形状及び寸法に適合するように、所望により、再度、その形状等を整形されてもよい。このようにして、アルミナ基焼結体及びこのアルミナ基焼結体で構成されたスパークプラグ１００用の絶縁体２を作製することができる。　
次いで、得られた絶縁体２はその貫通孔６に中心電極３が挿設される。中心電極３が挿設された絶縁体２を前記主体金具１に挿入して、第１主体金具段部５５と第１絶縁体段部２７とを係合させることによって、主体金具１に絶縁体２を取り付ける。なお、主体金具１は前記形状及び寸法に調整されている。接地電極４は絶縁体２を取り付ける前又は後に主体金具１の端部近傍に電気抵抗溶接等によって接合される。このようにして、スパークプラグ１００を製造することができる。この発明に係るスパークプラグの製造方法において、中心電極と絶縁体と主体金具との組み付ける態様としては、例えば図１及び図２に示すところの、この発明に係るスパークプラグの一実施例を挙げることができる。　
この発明に係るスパークプラグは、自動車用の内燃機関等の点火栓として使用され、内燃機関の燃焼室を区画形成するヘッド（図示せず）に設けられたネジ穴に前記取付ネジ部７が螺合されて、所定の位置に固定される。　
この発明に係るスパークプラグは、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、前記スパークプラグ１００は、脚長部３０が略円錐台形をなしているが、この発明において、前記脚長部は、略均一な外径を有する円筒形を有する脚長基部と、この脚長基部から段差部を経て脚長基部よりも小径の略円錐台形の脚長先端部とを備えていてもよい。　
また、前記スパークプラグ１００は、中心電極３及び接地電極４を備えているが、この発明においては、中心電極の先端部、及び／又は、接地電極の表面に、貴金属チップを備えていてもよい。中心電極の先端部及び接地電極の表面に形成される貴金属チップは、通常、円柱形状を有し、適宜の寸法に調整され、適宜の溶接手法例えばレーザー溶接又は電気抵抗溶接により中心電極の先端部、接地電極の表面に溶融固着される。中心電極の先端部に形成された貴金属チップの表面と接地電極の表面に形成された貴金属チップの表面とで前記火花放電間隙が形成される。この貴金属チップを形成する材料は、例えば、Ｐｔ、Ｐｔ合金、Ｉｒ、Ｉｒ合金等の貴金属が挙げられる。
（アルミナ基焼結体の製造）　アルミナ粉末とＳｉ化合物粉末と第２族元素化合物粉末としてＣａ化合物粉末、Ｍｇ化合物粉末及びＢａ化合物粉末と所望によりＢ化合物粉末（試料番号１９）又はＬａ２Ｏ３粉末（試料番号５）との原料粉末（混合した各粉末の種類を第１表に示す。）に親水性結合剤を添加してスラリーを調製した。なお、前記Ｓｉ化合物粉末及び前記第２族元素化合物粉末の平均粒径Ｄ５０は前記範囲内にあった。　
得られたスラリーをスプレードライ法等により噴霧乾燥して平均粒径が約１００μｍの粉末を造粒した。この粉末を５０～７０ＭＰａのプレス圧力でラバープレス成形して未焼成成形体を得た。この未焼成成形体を大気雰囲気下において焼成温度１５００～１７００℃の範囲内で焼成時間を１～８時間に設定して焼成し、４８ｍｍ×４ｍｍ×３ｍｍの寸法を有する、試料番号１～３８の各アルミナ基焼結体を得た。なお、前記焼成条件は前記範囲内ですべて同一の条件に設定した。第１表（その１）及び第１表（その２）（以下、併せて第１表と称することがある。）において「＊」を付した試料は比較例である。　
（成分の含有率測定）　得られたアルミナ基焼結体それぞれの組成すなわち各成分の含有率を、エネルギー分散型マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ／ＥＤＳ）を用いた定量分析によって、検出された各成分の酸化物換算質量の合計を１００質量％としたときの質量割合（％）として算出した。エネルギー分散型マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ／ＥＤＳ）の分析条件は、フィールドエミッション電子プローブマイクロアナライザ（ＪＸＡ－８５００Ｆ、日本電子株式会社製）を用いてスポット径φ２００、加速電圧２０ｋＶに設定し、１０個所測定したときの算出平均値とした。その結果を「組成（酸化物換算質量％）」として第１表に示す。また、各成分の含有率から、前記質量割合ＲＣａ及び前記質量割合ＲＭｇをそれぞれ算出してその結果を第１表に示す。さらに、Ｓｉ成分、Ｃａ成分、Ｍｇ成分、Ｂａ成分、Ｌａ２Ｏ３成分及びＢ成分（試料番号１９）の含有率の合計含有率を合算し、その結果を「質量割合Ｒｇ」として第１表に示す。なお、第１表に示される各成分の含有率は前記原料粉末における混合割合とほぼ一致していた。また、得られたアルミナ基焼結体それぞれの前記面積割合（Ｓ４／Ｓ）を前記方法により測定又は算出した結果を第１表に示す。　
（質量変化率（％）の測定）　各アルミナ基焼結体におけるＣａ成分及びＳｉ成分の酸化物換算質量を算出し、常温における濃塩酸に１０分間浸漬した後に濃塩酸から取り出した。この浸漬後のアルミナ基焼結体それぞれをＥＰＭＡ／ＥＤＳを用いて前記と同様にして定量成分し、常温における濃塩酸浸漬後のアルミナ基焼結体におけるＣａ成分及びＳｉ成分の酸化物換算質量を算出した。常温における濃塩酸に浸漬後のＣａ成分及びＳｉ成分の合計質量（酸化物換算質量）Ｗ２と、常温における濃塩酸に浸漬する前のＣａ成分及びＳｉ成分の合計質量（酸化物換算質量）Ｗ１とから、前記式に基づいて各アルミナ基焼結体における「常温における濃塩酸への１０分間浸漬前後のＣａ成分及びＳｉ成分の質量変化率（％）」を算出し、第１表に「質量変化率（％）」として示す。　
（強度変化率（％）の測定等）　試料番号３、４、６及び１０～１３の各アルミナ基焼結体における３点曲げ強度Ｓ１を前記方法に準拠して測定した。次いで、同様にして製造した試料番号３、４、６及び１０～１３の各アルミナ基焼結体を常温における濃塩酸に１０分間浸漬した後に濃塩酸から取り出し、同様にして３点曲げ強度Ｓ２を測定した。同じ試料番号のアルミナ基焼結体において、常温における濃塩酸に浸漬後の３点曲げ強度Ｓ２と常温における濃塩酸に浸漬する前の３点曲げ強度Ｓ１とから、前記式に基づいてアルミナ基焼結体における「濃塩酸への１０分間浸漬前後の強度変化率（％）」を算出し、その結果を図３に示す。　
（高温耐電圧特性の測定）　前記アルミナ基焼結体の製造と基本的に同様にして、図４（ｂ）に示される耐電圧測定用絶縁体７０をそれぞれ製造した。この耐電圧測定用絶縁体７０は、その軸線方向の中心部に軸孔を備えていると共に軸孔の先端部は閉じた状態と成っている。この耐電圧測定用絶縁体７０それぞれを用いて高温下における耐電圧を測定した。耐電圧を測定する装置を図４に示す。図４（ａ）は耐電圧測定用絶縁体７０と耐電圧測定用絶縁体７０の先端近傍を囲繞する金属製のリング７１とを俯瞰した図であり、図４（ｂ）は耐電圧測定用絶縁体７０と前記リング３１との断面図である。リング７１は、その軸線長さＬが３～４ｍｍであり、図示しない固定手段によって耐電圧測定用絶縁体７０の先端近傍に固定されている。耐電圧測定用絶縁体７０は、基部７２により一端部が固定され、他端部が基部７２から突出している。前記軸孔には中心電極Ｄが挿入配置されている。この高温下での耐電圧評価は、耐電圧測定用絶縁体７０の基部７２から突出した部位を６００～９５０℃に高周波加熱し、耐電圧測定用絶縁体７０における加熱され易い金属製のリング３１に近接した部位が８００℃、８５０℃及び９００℃の所定温度に達した状態において、中心電極Ｄとリング３１との間に電圧を印加し、耐電圧測定用絶縁体７０に絶縁破壊が発生したときの電圧値を耐電圧値として測定することとした。測定した各耐電圧値を第１表に示す。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
第１表に示されるように、アルミナ基焼結体がＢａ成分と、前記条件
（１）及び（２）を満足するようにＳｉ成分、Ｃａ成分及びＭｇ成分とを含有し、Ｂ成分を実質的に無含有であると、例えば、試料番号２～１０、２２～２６及び２８～３８に示されるように前記質量変化率（％）が－３０．０％以下で、８００℃、８５０℃及び９００℃における耐電圧値が１６～３１ｋＶと大きな値であった。なお、アルミナ基焼結体がＡｌ成分、Ｓｉ成分、Ｂａ成分、Ｃａ成分及びＭｇ成分に加えて希土類元素成分を含有していても、試料番号５及び６に示されるように、同様の結果が得られた。特に、アルミナ基焼結体の前記質量割合ＲＣａが０．１～０．２であると、例えば、試料番号３～６及び２８～３８に示されるように、大きな耐電圧値を維持しつつ前記質量変化率（％）が－２４．５％以下であった。　
また、図３を参照すると、前記質量変化率（％）が－３０％以下であると前記強度変化率（％）は－１５％以下となり、前記質量変化率（％）が－２４．５％以下であると前記強度変化率（％）は約－１２％以下となり、前記質量変化率（％）が－１８％以下であると前記強度変化率（％）は－１０％以下となることが理解できる。　
このように、アルミナ基焼結体における前記質量割合ＲＣａ及び前記質量割合ＲＭｇをそれぞれ前記範囲内に調整すると、前記したように、アルミナ基焼結体中のガラス相の耐酸性が高くなってアルミナ基焼結体自体の耐酸性が大きくなり、その結果、アルミナ基焼結体の強度低下が小さくなる。このようなアルミナ基焼結体で形成された絶縁体は、高い耐酸性を発揮し、前記質量変化率（％）及び前記強度変化率（％）が小さい。　
したがって、前記試料番号２～１０、２２～２６及び２８～３８のアルミナ基焼結体は耐酸性及び高温耐電圧特性に優れ、特に試料番号３～６及び２８～３８のアルミナ基焼結体は高温耐電圧特性を維持しつつより一層高い耐酸性を有していた。　
また、アルミナ基焼結体における液相量の質量（酸化物換算）の質量割合ＲＧが６．２～１０．０質量％であると、試料番号６及び２８～３４に示されるように、大きな耐電圧値を維持しつつ前記質量変化率（％）が－１８．０％から－１０．７％まで低下し、前記質量割合ＲＧが６．２～１０．０質量％の範囲内にあるアルミナ基焼結体は高温耐電圧特性を維持しつつより一層高い耐酸性を有していた。　
さらに、アルミナ基焼結体における前記面積割合（Ｓ４／Ｓ）が０～１．０％であると、試料番号６及び３５～３８に示されるように、大きな耐電圧値を維持しつつ前記質量変化率（％）が－１８．０％から－９．５％まで低下し、前記面積割合（Ｓ４／Ｓ）が０～１．０％の範囲内にあるアルミナ基焼結体は高温耐電圧特性を維持しつつより一層高い耐酸性を有していた。　
一方、アルミナ基焼結体がＳｉ成分とＢａ成分とＣａ成分とＭｇ成分とを含有していても前記質量割合ＲＣａが０．０５未満及び０．４５以上となると、試料番号１及び１１～１８に示されるように前記質量変化率（％）が－３８．０％又は－５５．０％～－１００．０％と非常に大きな値となった。また、図３を参照すると、前記質量変化率（％）が－５５．０％（試料番号１１）以下であると前記強度変化率（％）は－２５％以上となることが理解できる。したがって、前記試料番号１及び１１～１８のアルミナ基焼結体は十分な耐酸性を有していないことが理解できた。　
また、アルミナ基焼結体がＳｉ成分とＢａ成分とＣａ成分とＭｇ成分とを含有していても、前記質量割合ＲＭｇが０．０１未満となると試料番号２１に示されるように前記質量変化率（％）が－５９．５％と非常に大きな値となり、一方、前記質量割合ＲＭｇが０．０９になると試料番号２７に示されるように耐電圧値がいずれも大きく低下した。　
さらに、Ｃａ成分を含有していないアルミナ基焼結体（試料番号１）は前記質量変化率（％）が大きく耐酸性に劣ることが理解でき、０．４０質量％のＢ成分を含有するアルミナ基焼結体（試料番号１９）は試料番号９のアルミナ基焼結体に対して前記質量変化率（％）が大きく耐酸性に劣ることが理解でき、Ｂａ成分を含有してないアルミナ基焼結体（試料番号２０）は８００℃、８５０℃及び９００℃における耐電圧値が小さな値であり、高温耐電圧特性に劣ることが理解できた。　
（スパークプラグ１の製造）　試料番号２～１０、２２～２６及び２８～３８のアルミナ基焼結体の製造と基本的に同様にして絶縁体２をそれぞれ製造し、これらの絶縁体２を用いて前記のようにして各スパークプラグを製造した。製造した各スパークプラグは、絶縁体２と同様に、耐酸性及び高温耐電圧特性に優れていた。
前記のように、この発明によれば、耐酸性及び高温耐電圧特性に優れたスパークプラグを提供することができる。また、この発明によれば、燃焼室が酸雰囲気となる高出力型内燃機関に装着されても強度変化が小さく高温耐電圧にも優れ、酸雰囲気下での高い耐久性を発揮するスパークプラグを提供することができる。したがって、この発明に係るスパークプラグは、高出力化された内燃機関、又は、バイオ燃料又は混合燃料を燃料として用いる内燃機関用のスパークプラグとして好適に用いられ、特に、バイオ燃料又は混合燃料を燃料として用いる高出力化された内燃機関用のスパークプラグとして好適に用いられる。
１００　スパークプラグ１　主体金具２　絶縁体３　中心電極４　接地電極６　貫通孔７　取付ネジ部２９　脚長基部３０　脚長部（絶縁体縮径部）５６　係合凸部（主体金具基部）ｇ　火花放電間隙Ｓ　基部間隙

Claims (4)

  1. 軸線方向に貫通する貫通孔を有すると共に略筒状に形成された絶縁体と、前記貫通孔に挿設された中心電極とを備えたスパークプラグであって、　前記絶縁体は、Ｓｉ成分とＢａ成分とＣａ成分とＭｇ成分とを、下記条件（１）及び（２）を満足するように、含有し、Ｂ成分を実質的に無含有であるアルミナ基焼結体で形成されてなることを特徴とするスパークプラグ。　条件（１）：前記Ｓｉ成分の質量（酸化物換算）に対する前記Ｃａ成分の質量（酸化物換算）の割合ＲＣａが０．０５～０．４０　条件（２）：前記Ｓｉ成分の質量（酸化物換算）、前記Ｃａ成分の質量（酸化物換算）及び前記Ｍｇ成分の質量（酸化物換算）の合計質量に対する前記Ｍｇ成分の質量（酸化物換算）の割合ＲＭｇが０．０１～０．０８
  2. 前記質量割合ＲＣａは、０．１～０．２であることを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグ。
  3. 前記アルミナ基焼結体は、その全質量に対する液相量の質量（酸化物換算）の質量割合ＲＧが６．２～１０．０質量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載のスパークプラグ。
  4. 前記アルミナ基焼結体は、その鏡面研磨面における２５０μｍ×１９０μｍの領域を倍率５００倍で観察したときに、観察領域の面積Ｓに対する、観察領域内に存在する円相当直径が４μｍ以上の気孔の合計面積Ｓ４の面積割合（Ｓ４／Ｓ）が０～１．０％であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
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