JP2001508019A - 窒化ホウ素パッキング成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 パッキング成形体は、成形プレスされた窒化ホウ素粉末から無機または有機バインダーを添加して製造される。このような窒化ホウ素粉末は、六方晶系の窒化ホウ素からなる窒化ホウ素ブロックの切削加工の際に生じる。該粉末を粒度に応じて分級し、かつパッキング成形体の製造のために所望される粒度をここから分離することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 窒化ホウ素パッキング成形体 発明の背景 本発明は、特にラムダセンサの排ガス導入空間に対して酸素基準室を密閉する ために適切な窒化ホウ素パッキング成形体ならびにその製造方法に関する。 一般的な従来技術 六方晶系の窒化ホウ素材料からなる熱間プレスされた窒化ホウ素ブロック（Ｂ Ｎブロック）から切削による成形により製造されたＢＮ−パッキングリングは、 要求される耐揮発油性を満足するが、しかし該リングはコストのかかる製造のた めに大量生産品としては高価である。 添付の図１は、例えばＵＳ特許第５５７１３７９号から公知の、内燃機関の排 ガス路に存在するラムダセンサを図示している。一般に１０で記載されているゾ ンデは、エンジン１３から通じている排ガス管１１のフランジ１４中にねじ込ま れたハウジング１２内に存在する。円筒形に成形された二酸化ジルコニウム−セ ンサ基板５内に、酸素−（Ｏ₂）−基準室３が存在し、これは排ガス管１１内に あるハウジング１２の多孔質の部分中に突出している。測定結果が変造されない ように、支持体５の環状フランジ４は、窒化ホウ素から なるパッキングリング１、２によりハウジング１２に対して密閉されているので 、その結果、排ガス１５は、酸素基準室３に到達することができない。前記の米 国特許の場合、ＢＮ−パッキングリングは、前記のとおり、熱間プレスされた窒 化ホウ素ブロックから切削により製造されるため、上記の高い製造コストの欠点 を有している。図１では従来技術に関して選択された酸素検出部またはラムダセ ンサ１０の構成は、本発明により製造される窒化ホウ素−パッキング成形体を用 いて全く同様に実現することができる、つまり図１に示されている構造は、本発 明と関連させて使用することができる。 本発明の要約 上記の点を考慮して本発明の課題は、特にラムダセンサの排ガスを案内する空 間に対して酸素基準室を密閉するために適切な、製造において比較的安価な窒化 ホウ素−パッキング成形体ならびにこのための安価な製造方法を可能にすること である。 前記課題は本発明の重要な側面により、パッキング成形体が、熱間プレスされ た六方晶系の窒化ホウ素材料から粉砕により得られる成形プレスされた窒化ホウ 素粉末および添加されたバインダーを有することにより解決される。六方晶系の 窒化ホウ素材料からなる熱間プレスされた窒化ホウ素ブロックから切削により製 造された窒化ホウ素成形体から出る窒化ホウ素粉末を 製造する場合、粒子の等級に応じて分級する。該成形体は流動性が良好であり、 かつ熱間プレスされた六方晶系の窒化ホウ素からなり、これは比較的高い密度を 有する（約２．２ｇ／ｃｍ³）。該粉末に本発明によりバインダーを添加してプ レスし、パッキング成形体が得られる。 有利には、窒化物粉末の選択された粒度は、粒子直径約５〜３０μｍの範囲内 である。適切な有機バインダーは、容易に気化させることができるワックスであ り、かつバインダー量は、窒化ホウ素粉末の選択される粒度に依存する。例えば 有機バインダーを０．１重量％の量で窒化ホウ素粉末と混合する。 プレス成形体の固化のための添加剤として、公知の耐火性バインダーのような 無機バインダー、例えばリン酸アルミニウムもまた添加することができ、これは 同様に極めて僅少な量で窒化ホウ素粉末に混合される。 遊離の酸化ホウ素を除去した窒化ホウ素粉末、例えばＥＳＫ Ｅｌｅｃｔｒｏ ｓｃｈｍｅｌｚｗｅｒｋ ＫｅｍｐｔｅｎのＨＳＳタイプの適用は有利である。 本発明の別の重要な側面によれば、上記の課題は、特にラムダセンサの排ガス を案内する空間に対して酸素基準室を密閉するための窒化ホウ素−パッキング成 形体の製造のための方法により解決され、該方法は、以下の工程により特徴付け られる： 六方晶系の窒化ホウ素材料からなる熱間プレスされた窒化ホウ素ブロックから 切削による成形により製造される窒化ホウ素構造部材の製造の際に生じる粉末状 の切粉材料を準備し、 粉末状の切粉材料を粒度に応じて分級し、 窒化ホウ素パッキング成形体を製造するために所望される粒度範囲を分離し、 分離した粒度範囲の粉末を少量の有機または無機バインダーと混合し、 該混合物を所望の形のパッキング成形体に成形プレスし、かつ バインダー中に含有されている揮発性成分を気化させて乾燥させる。 本発明による方法は、窒化ホウ素のパッキングを、 中に、特に２つのステアタイトパケット(Steatitpaketen)の間の中間層としての サンドイッチ型にして、安価に製造するために特に有利に使用することができる 。 図面 図１は、すでに記載した公知のラムダセンサの横断面の図を示しており、該ラ ムダセンサにおいて本発明を適用することができる。 図２は、六方晶系の窒化ホウ素からなる熱間プレスされた窒化ホウ素ブロック の切削による製造の際に生 じる粉末状の切粉材料の粒度の分布をグラフで示している。 図２で、曲線Ａは、測定された窒化ホウ素粉末のμｍでの粒子直径に関して平 均密度分布をパーセントで示しており、かつ曲線Ｂは、粉末の体積を示している 。例として上記の窒化ホウ素粉末であるＥＳＫ Ｅｌｅｃｔｒｏｓｃｈｍｅｌｚ ｗｅｒｋ ＫｅｍｐｔｅｎのＨＳＳタイプを選択し、ここから遊離のＢ₂Ｏ₃を除 去した。図２は、粒度分布が、例えば粒子直径約７．５μｍの場合、粒子直径約 １８μｍの場合および粒子直径約５０μｍの場合に、明らかに顕著な最大を有す ることを示している。そのような窒化ホウ素粉末から成形プレスされるパッキン グ成形体を製造するために、例えば斜線で記載された粒度範囲Ｃに該当する粒子 を分離し、かつ少量の有機または無機バインダーを用いて所望の形にプレスする 。その後、バインダー中に含有されている揮発性成分を気化させ、かつこうして 製造した窒化ホウ素−パッキング成形体をサンドイッチ状に２つのステアタイト パケットの間に包装する。次いでこの形で窒化ホウ素−パッキング成形体をラム ダセンサ、例えば図１に示されているようなゾンデを密閉するために使用する。 しかし有利には本発明による方法により製造される窒化ホウ素−パッキング成形 体はプレーナ−酸素検出部の密閉のために使用される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アントン ハンス ドイツ連邦共和国 Ｄ―70435 シユツツ トガルト シュタインハイマー シュトラ ーセ 17アー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．特にラムダセンサの排ガスを案内する空間に対して酸素−基準室を密閉す るための窒化ホウ素パッキング成形体において、該パッキング成形体が、成形プ レスされた、熱間プレスされた窒化ホウ素材料から粉砕により得られた六方晶系 の窒化ホウ素粉末と、添加されたバインダーとを有することを特徴とする、窒化 ホウ素パッキング成形体。 ２．パッキング成形体の窒化ホウ素粉末が、選択された粒度分画の窒化ホウ素 粒子を有する、請求項１記載の窒化ホウ素−パッキング成形体。 ３．窒化ホウ素粉末の粒度が、粒子直径約５〜３０μｍの範囲である、請求項 １または２記載の窒化ホウ素パッキング成形体。 ４．バインダーが、有機バインダーを含有する、請求項１から３までのいずれ か１項記載の窒化ホウ素パッキング成形体。 ５．バインダーが、易揮発性のワックスを含有する、請求項４記載の窒化ホウ 素−パッキング成形体。 ６．バインダー量が、窒化ホウ素粉末の粒度に依存して選択されている、請求 項１から５までのいずれか１項記載の窒化ホウ素−パッキング成形体。 ７．窒化ホウ素粉末に、有機バインダー約０．１重量％を添加する、請求項１ から６までのいずれか１項 記載の窒化ホウ素−パッキング成形体。 ８．バインダーが、耐火性の無機バインダーを含有している、請求項１から７ までのいずれか１項記載の窒化ホウ素−パッキング成形体。 ９．耐火性の無機バインダーが、リン酸アルミニウムを含有している、請求項 ８記載の窒化ホウ素−パッキング成形体。 １０．耐火性の無機バインダーが、パッキング成形体中に極めて僅少な量で含 有されている、請求項８または９記載の窒化ホウ素−パッキング成形体。 １１．特にラムダセンサの排ガスを案内する空間に対して酸素−基準室を密閉 するための窒化ホウ素−パッキング成形体の製造方法において、以下の工程： 六方晶系の窒化ホウ素材料からなる熱間プレスされた窒化ホウ素ブロックから 切削による成形により製造される窒化ホウ素構造部材の製造の際に生じる粉末状 の切粉材料を製造し、 粉末状の切粉材料を粒度に応じて分級し、 窒化ホウ素パッキング成形体の製造のために所望される粒度範囲を分離し、 分離した粒度範囲の粉末を少量の有機または無機バインダーと混合し、 混合物を所望の形のパッキング成形体に成形プレスし、かつ バインダー中に含有されている揮発性成分を気化さ せて乾燥させること を特徴とする、窒化ホウ素−パッキング成形体の製造方法。 １２．所望の粒度が、粒子直径範囲約５〜３０μｍである、請求項１１記載の 製造方法。 １３．窒化ホウ素粉末から遊離の酸化ホウ素を除去する付加的な工程を有して いる、請求項１１または１２記載の製造方法。 １４．混合の際に有機バインダー約０．１重量％を供給する、請求項１１から １３までのいずれか１項記載の製造方法。 １５．バインダーが、易揮発性のワックスを含有している、請求項１４記載の 製造方法。 １６．混合の際に、無機バインダーを極めて僅少な量で添加する、請求項１１ から１３までのいずれか１項記載の製造方法。 １７．無機バインダーが、リン酸アルミニウムを含有する、請求項１６記載の 製造方法。 １８．請求項１１から１７までのいずれか１項記載の方法により製造された窒 化ホウ素−パッキング成形体の、プレーナー酸素検出部の密閉のための使用。 １９．窒化ホウ素−パッキング成形体が、サンドイッチ型で、２つのステアタ イトパケットの間の中間層として包装されている、請求項１８記載の使用。