JPH04118883A - セラミック焼結体およびスパークプラグ - Google Patents
セラミック焼結体およびスパークプラグInfo
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/581—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on aluminium nitride
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T13/00—Sparking plugs
- H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
- H01T13/38—Selection of materials for insulation
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、熱伝導性に優れ、かつ高温で高絶縁性を保つ
、セラミック焼結体に関する。
、セラミック焼結体に関する。
［従来の技術］
窒化物系セラミック焼結体は、熱伝導性に優れることは
知られている。
知られている。
［発明が解決しようとする課題］
しかるに、窒化物系セラミック焼結体は、熱間で絶縁性
が低下し、高電圧が印加されるとトリーイング劣化（絶
縁体表面に樹枝条痕ができそれが成長すること）を起こ
し易いという欠点がある。
が低下し、高電圧が印加されるとトリーイング劣化（絶
縁体表面に樹枝条痕ができそれが成長すること）を起こ
し易いという欠点がある。
本発明の目的は、熱伝導性に優れ、かつ高温で高絶縁性
を保つことができる、セラミック焼結体およびスパーク
プラグの提供にある。
を保つことができる、セラミック焼結体およびスパーク
プラグの提供にある。
［課題を解決するための手段］
上記課題の達成のため、本発明は以下の構成を採用した
。
。
（１）セラミック焼結体は、マグネシウムを酸化物換算
で０．０１〜５１量％、残部を、窒化物または酸窒化物
セラミックで構成されている。
で０．０１〜５１量％、残部を、窒化物または酸窒化物
セラミックで構成されている。
（２）セラミック焼結体は、アルカリ土類金属、希土類
を酸化物換算で合計、微量〜１０１０重量マグネシウム
を酸化物換算で０．０１〜５重量％、残部を、窒化物ま
たは酸窒化物セラミックで構成されている。
を酸化物換算で合計、微量〜１０１０重量マグネシウム
を酸化物換算で０．０１〜５重量％、残部を、窒化物ま
たは酸窒化物セラミックで構成されている。
（３）スパークプラグの絶縁碍子に上記セラミック焼結
体を用いている。
体を用いている。
［作用および発明の効果］
（請求項１の作用効果）
セラミック原料の焼成の際、マグネシウムは高温で高電
気抵抗を有する粒界層を結晶間に形成し、焼結体の高温
での絶縁性を著しく向上させる。尚、マグネシウムが焼
結体中に酸化物換算でｏ、ｏｉ重量％未満であると焼結
体は高温で絶縁性に劣るようになり、５重量％を越える
と焼結時、発泡して焼結体の相対密度が低下（吸水性を
帯びる）する。
気抵抗を有する粒界層を結晶間に形成し、焼結体の高温
での絶縁性を著しく向上させる。尚、マグネシウムが焼
結体中に酸化物換算でｏ、ｏｉ重量％未満であると焼結
体は高温で絶縁性に劣るようになり、５重量％を越える
と焼結時、発泡して焼結体の相対密度が低下（吸水性を
帯びる）する。
（請求項２の作用効果）
酸化物換算で合計、微蓋〜ｌＯ重量％のアルカリ土類金
属、希土類は、セラミックの焼結に寄与する。
属、希土類は、セラミックの焼結に寄与する。
土類金属、希土類を合計して、酸化物換算で１０重量％
を越えて焼結体中に含有させると焼結体の熱伝導率が著
しく低重する。また、全く使用しないと、焼結性に劣る
とともに、マグネシウムの添加量を増やす必要が生じる
。
を越えて焼結体中に含有させると焼結体の熱伝導率が著
しく低重する。また、全く使用しないと、焼結性に劣る
とともに、マグネシウムの添加量を増やす必要が生じる
。
（請求項３の作用効果）
絶縁碍子は、高温で高絶縁性を保つことができ、熱伝導
性にも優れるので、スパークプラグのワイドレンジ化が
図れ、トリーの発生も防止できる。
性にも優れるので、スパークプラグのワイドレンジ化が
図れ、トリーの発生も防止できる。
［実施例］
次に、本発明の実施例を第１表、および第１図に基づい
て説明する。
て説明する。
窒化アルミニウム原料は、酸素含有率１，０重量％、平
均粒径１．５μｍのものを用いた。尚、酸素含有率が２
重量％以下のものを用いることが熱伝導性および焼結性
の点で重要である。
均粒径１．５μｍのものを用いた。尚、酸素含有率が２
重量％以下のものを用いることが熱伝導性および焼結性
の点で重要である。
焼結助剤は、酸化イツトリウム（Ｙ２０ｓ ）、酸化カ
ルシウム（Ｃａｂ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化ス
トロンチウム（ＳｒＯ） 、酸化スカンジウム（ＳＣ２
０ｓ ） 、酸化ユーロピウム（ＥＵ、Ｏ，）、酸化ラ
ンタン（Ｌａｉｅｓ）を用いた（ＮＱ３〜Ｎｆｌ１５）
。
ルシウム（Ｃａｂ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化ス
トロンチウム（ＳｒＯ） 、酸化スカンジウム（ＳＣ２
０ｓ ） 、酸化ユーロピウム（ＥＵ、Ｏ，）、酸化ラ
ンタン（Ｌａｉｅｓ）を用いた（ＮＱ３〜Ｎｆｌ１５）
。
第１表、第２表において、相対密度（見掛は密度／理論
密度）はアルキメデス法で求めた。絶縁抵抗は第１図に
示す装置で７００℃の絶縁抵抗を測定した。熱伝導率に
ついては別途試料（直径１０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）を製造
し、レーザーフラッシュ法で求めた。また、焼結助剤や
酸化マグネシウムの含有率は蛍光Ｘ＆ｔによる検量線に
拠った。
密度）はアルキメデス法で求めた。絶縁抵抗は第１図に
示す装置で７００℃の絶縁抵抗を測定した。熱伝導率に
ついては別途試料（直径１０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）を製造
し、レーザーフラッシュ法で求めた。また、焼結助剤や
酸化マグネシウムの含有率は蛍光Ｘ＆ｔによる検量線に
拠った。
以下、テストピースＡの製造方法を述べる。
（１）窒化アルミニウム原料、焼結助剤、酸化マグネシ
ウム（ＭｇＯ）をエタノール中で混合する。
ウム（ＭｇＯ）をエタノール中で混合する。
尚、焼結助剤および酸化マグネシウムの添加量の３０〜
７０重量％は、以下の工程を経る問に低融点粒界層を形
成するために消失する。
７０重量％は、以下の工程を経る問に低融点粒界層を形
成するために消失する。
（２）この混合物を乾燥させた後、直径５０ｍｍ、厚さ
３ｍｍに金型プレス成形する。
３ｍｍに金型プレス成形する。
（３）成形体を５００℃×２時間の大気雰囲気で脱脂仮
焼きを行い、ｉｔ／ｃｍ２でＣＩＰ成形する。
焼きを行い、ｉｔ／ｃｍ２でＣＩＰ成形する。
（４）窒素雰囲気中、第１表に示す焼成条件で焼結させ
る。
る。
（５）焼結体を直径４０ｍｍ、厚さ１ｍｍに研磨し、テ
ストピースＡ（ＮＯ，１〜ＮＱ１５）にする、尚、比較
品（順１６〜穎２８）も同様に製造した。
ストピースＡ（ＮＯ，１〜ＮＱ１５）にする、尚、比較
品（順１６〜穎２８）も同様に製造した。
次に、テストピースＡ（ＮＧ１〜Ｎｔｌ１５）の作用効
果および請求項の構成を外した比較品（順１６〜順２８
）の作用効果を述べる。
果および請求項の構成を外した比較品（順１６〜順２８
）の作用効果を述べる。
（ア）請求項１の構成を施したテストピースＡ（馳１〜
ＮＱ２）は、焼結性、相対密度、熱伝導率の点でやや不
満が残るが、概ね良好であり、スパークプラグの絶縁碍
子に適している。
ＮＱ２）は、焼結性、相対密度、熱伝導率の点でやや不
満が残るが、概ね良好であり、スパークプラグの絶縁碍
子に適している。
尚、トリーの成長抑制の点から相対密度が９５％以上、
熱引きの点から熱伝導率が７６Ｗ／ｍ・ｋ以上、トリー
の発生防止の観点から７００″Ｃ絶縁抵抗が５０ＭΩ以
上であることが、スパークプラグの絶縁碍子として必要
条件とされる。
熱引きの点から熱伝導率が７６Ｗ／ｍ・ｋ以上、トリー
の発生防止の観点から７００″Ｃ絶縁抵抗が５０ＭΩ以
上であることが、スパークプラグの絶縁碍子として必要
条件とされる。
（イ）請求項２の構成を施したテストピースＡ（Ｎ［１
３〜ＮＱ１５）は、焼結性、相対密度、熱伝導率、７０
０℃絶縁抵抗値の全ての点で良好であり、スパークプラ
グの絶縁碍子に適している。
３〜ＮＱ１５）は、焼結性、相対密度、熱伝導率、７０
０℃絶縁抵抗値の全ての点で良好であり、スパークプラ
グの絶縁碍子に適している。
（つ）比較品（馳１６〜ＮＱ１９）は、酸化マグネシウ
ムを含有させていないので、７００℃絶縁抵抗が５０Ｍ
Ωに達しない。比較品（Ｎα２２〜Ｎ０．２４）は、焼
結助剤の含有率が１０重量％を越えているので熱伝導率
が７５Ｗ／ｍ−に以下と悪い。
ムを含有させていないので、７００℃絶縁抵抗が５０Ｍ
Ωに達しない。比較品（Ｎα２２〜Ｎ０．２４）は、焼
結助剤の含有率が１０重量％を越えているので熱伝導率
が７５Ｗ／ｍ−に以下と悪い。
比較品（Ｎα２２〜Ｎ０．２８ ）は、酸化マグネシウ
ムの含有量が５重量％を越えているので、相対密度が９
５％未満と低い。
ムの含有量が５重量％を越えているので、相対密度が９
５％未満と低い。
（１）テストピースＡ（Ｉｌｋｌｌ〜瀬１５）と同じ材
料で、スパークプラグの絶縁碍子を製造し、この絶縁碍
子の軸孔内に中心電極をガラスシールを用いて抵抗体、
端子電極とともに封着し、これを取付ねじを備えた主体
金具に組み付けたところ、ワイドレンジで、かつトリー
の発生も起こらないスパークプラグが得られることが判
明した。
料で、スパークプラグの絶縁碍子を製造し、この絶縁碍
子の軸孔内に中心電極をガラスシールを用いて抵抗体、
端子電極とともに封着し、これを取付ねじを備えた主体
金具に組み付けたところ、ワイドレンジで、かつトリー
の発生も起こらないスパークプラグが得られることが判
明した。
本発明は上記実施例以外に次の実施態様を含む。
ａ、窒化物、酸窒化物セラミックは、窒化アルミニウム
の外、酸窒化アルミニウム（Ａｊ ＯＮ）等の酸窒化物
やサイアロンも含む。
の外、酸窒化アルミニウム（Ａｊ ＯＮ）等の酸窒化物
やサイアロンも含む。
ｂ、アルカリ土類金属、希土類は、その他、ネオジム（
Ｎｄ）、ジスプロシウム（Ｄｙ） 、セリウム（Ｃｅ）
が好適である。
Ｎｄ）、ジスプロシウム（Ｄｙ） 、セリウム（Ｃｅ）
が好適である。
仁アルカリ土類金属、希土類は、酸化物、塩化物、水産
化物、弗化物、炭化物、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩、酢酸
塩、燐酸塩等の化合物の形で添加されていても良い。
化物、弗化物、炭化物、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩、酢酸
塩、燐酸塩等の化合物の形で添加されていても良い。
（以下余白）
第１図はテストピースの高温絶縁抵抗を測定する装置の
説明図である。
説明図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）マグネシウムを酸化物換算で０．０１〜５重量％、 残部を、窒化物または酸窒化物セラミックで構成したセ
ラミック焼結体。 ２）アルカリ土類金属、希土類を酸化物換算で合計、微
量〜１０重量％、 マグネシウムを酸化物換算で０．０１〜５重量％、 残部を、窒化物または酸窒化物セラミックで構成したセ
ラミック焼結体。 ３）請求項１または請求項２記載のセラミック焼結体を
、絶縁碍子に用いたスパークプラグ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02238223A JP3076916B2 (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | スパークプラグ |
| JP3238979A JPH0554954A (ja) | 1990-09-07 | 1991-08-27 | ＡｌＮ焼結体及びスパークプラグ |
| EP91312015A EP0548424B1 (en) | 1990-09-07 | 1991-12-24 | A sintered ceramic body and a method of making a spark plug insulator therefrom |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02238223A JP3076916B2 (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | スパークプラグ |
| JP3238979A JPH0554954A (ja) | 1990-09-07 | 1991-08-27 | ＡｌＮ焼結体及びスパークプラグ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04118883A true JPH04118883A (ja) | 1992-04-20 |
| JP3076916B2 JP3076916B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=40297722
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02238223A Expired - Fee Related JP3076916B2 (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | スパークプラグ |
| JP3238979A Pending JPH0554954A (ja) | 1990-09-07 | 1991-08-27 | ＡｌＮ焼結体及びスパークプラグ |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3238979A Pending JPH0554954A (ja) | 1990-09-07 | 1991-08-27 | ＡｌＮ焼結体及びスパークプラグ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0548424B1 (ja) |
| JP (2) | JP3076916B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018221504A1 (ja) | 2017-05-30 | 2018-12-06 | 京セラ株式会社 | 窒化アルミニウム質焼結体、および半導体保持装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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