JPH07172910A - 高電圧碍子の製造方法 - Google Patents
高電圧碍子の製造方法Info
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- JPH07172910A JPH07172910A JP5346314A JP34631493A JPH07172910A JP H07172910 A JPH07172910 A JP H07172910A JP 5346314 A JP5346314 A JP 5346314A JP 34631493 A JP34631493 A JP 34631493A JP H07172910 A JPH07172910 A JP H07172910A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高電圧に耐えるアルミナセラミックス製高電
圧碍子の製造方法を提供すること。 【構成】 高純度アルミナセラミックス焼結体を、所定
の熱処理条件(アルゴン又は窒素雰囲気下で1000〜1600
℃、10〜2000気圧、10分間〜10時間)で熱処理し、該焼
結体中に存在する微小な気孔を除去する高電圧碍子の製
造方法。 【効果】 従来の製造法で作製されたアルミナ製碍子に
比べて耐電圧が高い高電圧碍子を得ることができる。こ
のため、大きさに制限があって十分な電極間距離が取れ
ない製品に対しても適用できる。また、熱処理時の条件
を適宜選定することにより、容易に耐電圧が制御された
碍子を得ることができる。
圧碍子の製造方法を提供すること。 【構成】 高純度アルミナセラミックス焼結体を、所定
の熱処理条件(アルゴン又は窒素雰囲気下で1000〜1600
℃、10〜2000気圧、10分間〜10時間)で熱処理し、該焼
結体中に存在する微小な気孔を除去する高電圧碍子の製
造方法。 【効果】 従来の製造法で作製されたアルミナ製碍子に
比べて耐電圧が高い高電圧碍子を得ることができる。こ
のため、大きさに制限があって十分な電極間距離が取れ
ない製品に対しても適用できる。また、熱処理時の条件
を適宜選定することにより、容易に耐電圧が制御された
碍子を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高電圧碍子の製造方法
に関し、特に高電圧に耐えるアルミナセラミックス製高
電圧碍子の製造方法に関する。
に関し、特に高電圧に耐えるアルミナセラミックス製高
電圧碍子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックスは、優れた絶縁抵抗を有
し、点火プラグや絶縁碍子等の分野で盛んに利用されて
いる。特に、高電圧が印加される部分では、絶縁材料と
して高純度アルミナセラミックス製の碍子が利用されて
いる。
し、点火プラグや絶縁碍子等の分野で盛んに利用されて
いる。特に、高電圧が印加される部分では、絶縁材料と
して高純度アルミナセラミックス製の碍子が利用されて
いる。
【０００３】しかしながら、従来の高純度アルミナセラ
ミックス製碍子を真空中又はＳＦ6ガス雰囲気中のよう
な沿面放電を除去できる環境で使用しようとする場合、
高電圧を印加すると、この碍子が絶縁破壊するという問
題があった。つまり、碍子に一定以上の直流電圧を負荷
すると、碍子内部に存在する微小な気孔に電荷が集中
し、その結果絶縁破壊を起こす。
ミックス製碍子を真空中又はＳＦ6ガス雰囲気中のよう
な沿面放電を除去できる環境で使用しようとする場合、
高電圧を印加すると、この碍子が絶縁破壊するという問
題があった。つまり、碍子に一定以上の直流電圧を負荷
すると、碍子内部に存在する微小な気孔に電荷が集中
し、その結果絶縁破壊を起こす。
【０００４】そこで、この問題を解決するため、即ち、
高電圧に耐えるようにするため、従来、電極間距離を長
くすることが試みられている。
高電圧に耐えるようにするため、従来、電極間距離を長
くすることが試みられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大きさ
に制限があって、十分な電極間距離を取ることができな
い製品に対しては、上記した従来の解決法を採用するこ
とができず、このような製品に高電圧を印加すると、電
極間距離が短いので、絶縁破壊を起こすという欠点があ
った。従って、大きさに制限がある製品に対しても、ア
ルミナを碍子として使用しようとした場合、電極間距離
が短くても絶縁破壊が生じないように、耐電圧を高くし
なければならないという問題があった。
に制限があって、十分な電極間距離を取ることができな
い製品に対しては、上記した従来の解決法を採用するこ
とができず、このような製品に高電圧を印加すると、電
極間距離が短いので、絶縁破壊を起こすという欠点があ
った。従って、大きさに制限がある製品に対しても、ア
ルミナを碍子として使用しようとした場合、電極間距離
が短くても絶縁破壊が生じないように、耐電圧を高くし
なければならないという問題があった。
【０００６】本発明は、上記欠点及び問題点に鑑み成さ
れたものであって、その目的は、耐電圧を向上させたア
ルミナセラミックス製高電圧碍子を提供することにあ
る。また、本発明は、大きさに制限があって十分な電極
間距離を取れない製品に対しても使用し得る高電圧碍子
を提供することを目的とし、更に、種々の耐電圧を有す
る高電圧碍子を提供することを目的とする。
れたものであって、その目的は、耐電圧を向上させたア
ルミナセラミックス製高電圧碍子を提供することにあ
る。また、本発明は、大きさに制限があって十分な電極
間距離を取れない製品に対しても使用し得る高電圧碍子
を提供することを目的とし、更に、種々の耐電圧を有す
る高電圧碍子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、通常の製造法
で作製されたアルミナセラミックス製碍子を所定の熱処
理条件で熱処理し、該セラミックス中に存在する微小な
気孔を除去することを特徴とし、これにより上記目的と
する高電圧碍子を提供するものである。即ち、本発明の
特徴は、アルミナセラミックス製碍子に高電圧を印加し
た場合に発生する絶縁破壊の原因が該セラミックス中に
存在する微小な気孔であることに着目し、このセラミッ
クスを高温高圧で処理することで微小な気孔を除去する
点にある。
で作製されたアルミナセラミックス製碍子を所定の熱処
理条件で熱処理し、該セラミックス中に存在する微小な
気孔を除去することを特徴とし、これにより上記目的と
する高電圧碍子を提供するものである。即ち、本発明の
特徴は、アルミナセラミックス製碍子に高電圧を印加し
た場合に発生する絶縁破壊の原因が該セラミックス中に
存在する微小な気孔であることに着目し、このセラミッ
クスを高温高圧で処理することで微小な気孔を除去する
点にある。
【０００８】そして、本発明の要旨とするところは、
「高純度アルミナセラミックス焼結体を、アルゴン又は
窒素雰囲気下で1000〜1600℃、10〜2000気圧、10分間〜
10時間、熱処理することを特徴とする高電圧碍子の製造
方法。」である。
「高純度アルミナセラミックス焼結体を、アルゴン又は
窒素雰囲気下で1000〜1600℃、10〜2000気圧、10分間〜
10時間、熱処理することを特徴とする高電圧碍子の製造
方法。」である。
【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて、熱処理の対象とする高純度Al2O3セラミックス
焼結体としては、Al2O3を90重量％以上含むものであ
り、これは、次のような方法で製造することができる。
ただし、本発明は、以下の方法に限定されるものではな
い。
おいて、熱処理の対象とする高純度Al2O3セラミックス
焼結体としては、Al2O3を90重量％以上含むものであ
り、これは、次のような方法で製造することができる。
ただし、本発明は、以下の方法に限定されるものではな
い。
【００１０】原料粉末として、平均粒径0.1〜5μｍ(好
ましくは0.2〜1.5μｍ)で純度95％以上(好ましくは99％
以上)のアルミナ粉末を用い、成形体を作製する。成形
体の作製は、プレス成形、CIP成形、射出成形、鋳込成
形等任意の方法を用いることができる。得られた成形体
を、1200〜1700℃(好ましくは1350〜1600℃)、1〜30時
間(好ましくは5〜20時間)、空気雰囲気中で焼成し、ア
ルミナ焼結体を作製する。
ましくは0.2〜1.5μｍ)で純度95％以上(好ましくは99％
以上)のアルミナ粉末を用い、成形体を作製する。成形
体の作製は、プレス成形、CIP成形、射出成形、鋳込成
形等任意の方法を用いることができる。得られた成形体
を、1200〜1700℃(好ましくは1350〜1600℃)、1〜30時
間(好ましくは5〜20時間)、空気雰囲気中で焼成し、ア
ルミナ焼結体を作製する。
【００１１】次に、この焼結体に対して、本発明の特徴
とする“高温高圧による熱処理”を施し、目的とする耐
電圧の高い碍子を得る。熱処理条件としては、Ar又はN2
雰囲気中、1000〜1600℃(好ましくは1300〜1500℃)、10
〜2000気圧(好ましくは1000〜2000気圧)、10分間〜5時
間(好ましくは1時間〜5時間)である。
とする“高温高圧による熱処理”を施し、目的とする耐
電圧の高い碍子を得る。熱処理条件としては、Ar又はN2
雰囲気中、1000〜1600℃(好ましくは1300〜1500℃)、10
〜2000気圧(好ましくは1000〜2000気圧)、10分間〜5時
間(好ましくは1時間〜5時間)である。
【００１２】本発明において、特に限定するものではな
いが、前記のようにして得られたアルミナ焼結体をカ−
ボン又はマグネシア製ルツボ等に入れ、平均粒径0.2〜5
μｍのAl2O3粉末で埋めた後、例えば炭素ヒ−タ−で熱
処理するのが好ましい。
いが、前記のようにして得られたアルミナ焼結体をカ−
ボン又はマグネシア製ルツボ等に入れ、平均粒径0.2〜5
μｍのAl2O3粉末で埋めた後、例えば炭素ヒ−タ−で熱
処理するのが好ましい。
【００１３】本発明は、この“高温高圧による熱処理”
を特徴とするが、さらに、この熱処理時の条件を前記範
囲内で適宜選定することにより、種々の耐電圧を有する
碍子を得ることも特徴とするものである。即ち、熱処理
時の温度、圧力、処理時間について、温度が高いほど、
圧力が高いほど、また、処理時間が長いほど耐電圧は高
くなる傾向があるので、本発明において、熱処理時の条
件を前記範囲内で適宜選定することにより、耐電圧を制
御することができ、種々の耐電圧を有する碍子を得るこ
とができる。
を特徴とするが、さらに、この熱処理時の条件を前記範
囲内で適宜選定することにより、種々の耐電圧を有する
碍子を得ることも特徴とするものである。即ち、熱処理
時の温度、圧力、処理時間について、温度が高いほど、
圧力が高いほど、また、処理時間が長いほど耐電圧は高
くなる傾向があるので、本発明において、熱処理時の条
件を前記範囲内で適宜選定することにより、耐電圧を制
御することができ、種々の耐電圧を有する碍子を得るこ
とができる。
【００１４】
【作用】本発明は、絶縁破壊の原因である「碍子内部に
存在する微小な気孔」に着目したものであり、この気孔
を本発明の特徴とする“高温高圧による熱処理”により
除去することができ、この気孔に基づく絶縁破壊を防止
することができる。また、本発明により、この微小な気
孔を除去することで耐電圧の向上した碍子を得ることが
でき、しかも、熱処理時の条件を適宜選定することで容
易に耐電圧が制御された碍子が得られる。
存在する微小な気孔」に着目したものであり、この気孔
を本発明の特徴とする“高温高圧による熱処理”により
除去することができ、この気孔に基づく絶縁破壊を防止
することができる。また、本発明により、この微小な気
孔を除去することで耐電圧の向上した碍子を得ることが
でき、しかも、熱処理時の条件を適宜選定することで容
易に耐電圧が制御された碍子が得られる。
【００１５】
【実施例】以下、熱処理を施した本発明の実施例、及
び、比較のため熱処理を施さない例(比較例)を説明す
る。
び、比較のため熱処理を施さない例(比較例)を説明す
る。
【００１６】（実施例）Al2O3粉末(大明化学社製：純度
99.99％)100重量部に対し、ポリビニルアルコ−ル(PVA)
５重量部及びイオン交換水100重量部を添加し、ミル中
にて24時間混合して原料スラリ−を調合し、この原料ス
ラリ−をスプレ−ドライヤ−にて乾燥し、アルミナの顆
粒を作製した。
99.99％)100重量部に対し、ポリビニルアルコ−ル(PVA)
５重量部及びイオン交換水100重量部を添加し、ミル中
にて24時間混合して原料スラリ−を調合し、この原料ス
ラリ−をスプレ−ドライヤ−にて乾燥し、アルミナの顆
粒を作製した。
【００１７】この顆粒を用いて図１に示す大きさ(φ14m
m,φ20mm×φ40mm×50mm)のアルミナ成形体１を、CIP成
形法を用いて成形した。この成形体１を大気中で昇温速
度100℃／minで1350℃に昇温し、３時間保持した後、10
0℃／minの速度で降温してアルミナ焼結体を得た。
m,φ20mm×φ40mm×50mm)のアルミナ成形体１を、CIP成
形法を用いて成形した。この成形体１を大気中で昇温速
度100℃／minで1350℃に昇温し、３時間保持した後、10
0℃／minの速度で降温してアルミナ焼結体を得た。
【００１８】次に、このアルミナ焼結体を炭素るつぼ
(その内面に窒化ほう素が塗布された炭素るつぼ)中に入
れ、これを平均粒径1.0μｍのアルミナ粉末(昭和電工社
製：純度99.9％)で十分に埋めた後、炭素ヒ−タ−を使
用した炉内で、室温時にアルゴンを600ｋｇ／ｃｍ2充填
した雰囲気中で、200℃／minの昇温速度で昇温し、1300
℃、1800気圧で５時間保持した後、100℃／minの速度で
降温した。
(その内面に窒化ほう素が塗布された炭素るつぼ)中に入
れ、これを平均粒径1.0μｍのアルミナ粉末(昭和電工社
製：純度99.9％)で十分に埋めた後、炭素ヒ−タ−を使
用した炉内で、室温時にアルゴンを600ｋｇ／ｃｍ2充填
した雰囲気中で、200℃／minの昇温速度で昇温し、1300
℃、1800気圧で５時間保持した後、100℃／minの速度で
降温した。
【００１９】このように高温高圧処理したアルミナ製碍
子について、図２のＡ、Ｂ部にモリブデンマンガン法に
よりメタライズ層を形成し、Niメッキを施した。続い
て、Ａ部には電極固定用金具３を、Ｂ部にはコバ−ル製
の外管４をAg−Cuろうにてろう付けし、図３に示すアル
ミナ製碍子２を作製した。
子について、図２のＡ、Ｂ部にモリブデンマンガン法に
よりメタライズ層を形成し、Niメッキを施した。続い
て、Ａ部には電極固定用金具３を、Ｂ部にはコバ−ル製
の外管４をAg−Cuろうにてろう付けし、図３に示すアル
ミナ製碍子２を作製した。
【００２０】このようにして得られたアルミナ製碍子５
に50kV、100kV、150kVの直流電圧をそれぞれ印加したと
ころ、いずれの電圧を印加した場合も、また、１分間保
持後においても破壊することはなかった。
に50kV、100kV、150kVの直流電圧をそれぞれ印加したと
ころ、いずれの電圧を印加した場合も、また、１分間保
持後においても破壊することはなかった。
【００２１】（比較例）実施例と同一の原料スラリ−を
調合し、これをスラリ−の出口温度が120℃に設定され
たスプレ−ドライヤ−にて乾燥し、アルミナの顆粒を作
製した。この果粒を用い、実施例と同じ形状の、図１に
示す大きさ(φ14mm,φ20mm×φ40mm×50mm)のアルミナ
成形体１を、同じくCIP成形法を用いて成形した。
調合し、これをスラリ−の出口温度が120℃に設定され
たスプレ−ドライヤ−にて乾燥し、アルミナの顆粒を作
製した。この果粒を用い、実施例と同じ形状の、図１に
示す大きさ(φ14mm,φ20mm×φ40mm×50mm)のアルミナ
成形体１を、同じくCIP成形法を用いて成形した。
【００２２】次に、この成形体を実施例と同一条件でア
ルミナ焼結体を得た。このアルミナ焼結体について、実
施例のアルミナ製碍子２と同じように電極固定用金具
３、コバ−ル製外管４をろう付けし、図３に示すような
アルミナ製碍子２(ただし、熱処理を施さない碍子２)を
作製した。この碍子２に100kVの電圧を印加した時点
で、アルミナが破壊した。
ルミナ焼結体を得た。このアルミナ焼結体について、実
施例のアルミナ製碍子２と同じように電極固定用金具
３、コバ−ル製外管４をろう付けし、図３に示すような
アルミナ製碍子２(ただし、熱処理を施さない碍子２)を
作製した。この碍子２に100kVの電圧を印加した時点
で、アルミナが破壊した。
【００２３】本発明の実施例と比較例とを対比すると、
熱処理した実施例の碍子では、50kV、100kV、150kVの直
流電圧をそれぞれ印加しても、また、１分間保持後にお
いても破壊しないのに対し、熱処理しない点を除き、他
は同一の比較例の碍子では、100kVの電圧を印加した時
点で、アルミナの破壊が認められた。この両者の比較か
ら、熱処理の有無により顕著な効果上の差が生じること
が明らかである。
熱処理した実施例の碍子では、50kV、100kV、150kVの直
流電圧をそれぞれ印加しても、また、１分間保持後にお
いても破壊しないのに対し、熱処理しない点を除き、他
は同一の比較例の碍子では、100kVの電圧を印加した時
点で、アルミナの破壊が認められた。この両者の比較か
ら、熱処理の有無により顕著な効果上の差が生じること
が明らかである。
【００２４】
【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、通常の
製造法で作製されたアルミナ焼結体を所定の熱処理条件
下で熱処理することを特徴とし、これにより従来の製造
法で作製されたアルミナ製碍子に比べて耐電圧が高い高
電圧碍子が得られる効果が生じる。そして、本発明によ
り、大きさに制限があって十分な電極間距離が取れない
製品に対しても使用し得る高電圧碍子を提供することが
でき、また、熱処理時の条件を適宜選定することによ
り、容易に耐電圧が制御された碍子が得られる効果が生
じる。
製造法で作製されたアルミナ焼結体を所定の熱処理条件
下で熱処理することを特徴とし、これにより従来の製造
法で作製されたアルミナ製碍子に比べて耐電圧が高い高
電圧碍子が得られる効果が生じる。そして、本発明によ
り、大きさに制限があって十分な電極間距離が取れない
製品に対しても使用し得る高電圧碍子を提供することが
でき、また、熱処理時の条件を適宜選定することによ
り、容易に耐電圧が制御された碍子が得られる効果が生
じる。
【図１】本発明の一実施例を説明する図であって、アル
ミナ成形体の半断面図。
ミナ成形体の半断面図。
【図２】図１のアルミナ成形体を焼成して得られたアル
ミナ焼結体に、さらに熱処理を施したアルミナ製碍子の
Ａ、Ｂ部にメタライズ層を形成し、Niメッキを施したア
ルミナ製碍子の半断面図。
ミナ焼結体に、さらに熱処理を施したアルミナ製碍子の
Ａ、Ｂ部にメタライズ層を形成し、Niメッキを施したア
ルミナ製碍子の半断面図。
【図３】図２のＡ、Ｂ部に電極固定用金具、コバ−ル製
の外管をろう付けしたアルミナ製碍子の半断面図。
の外管をろう付けしたアルミナ製碍子の半断面図。
１ アルミナ成形体 ２ アルミナ製碍子 ３ 電極固定用金具 ４ 外管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｂ 3/12 ３３７ 17/00 Ｚ (72)発明者 高橋 繁 埼玉県志木市柏町６−25−27 (72)発明者 山岸 千丈 東京都杉並区荻窪２−17−４
Claims (2)
- 【請求項１】 高純度アルミナセラミックス焼結体を、
アルゴン又は窒素雰囲気下で1000〜1600℃、10〜2000気
圧、10分間〜10時間、熱処理することを特徴とする高電
圧碍子の製造方法。 - 【請求項２】 高純度アルミナセラミックス焼結体を平
均粒径0.2〜5μｍのアルミナ粉末で埋めた後、熱処理す
ることを特徴とする請求項１に記載の高電圧碍子の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34631493A JP3345495B2 (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 高電圧碍子の製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2001048637A (ja) * | 1999-08-04 | 2001-02-20 | Ngk Spark Plug Co Ltd | アルミナ基焼結体及びその製造方法 |
| JP2007191376A (ja) * | 2006-01-23 | 2007-08-02 | Fujifilm Corp | 多結晶体及びその熱処理方法 |
| CN102992738A (zh) * | 2012-11-21 | 2013-03-27 | 天津蓝晶光电技术有限公司 | 一种制备纯白色高纯氧化铝陶瓷的方法 |
| CN109903936A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-06-18 | 唐山高压电瓷有限公司 | 一种用于500kV的柔性直流绝缘子 |
| WO2019198890A1 (ko) * | 2018-04-13 | 2019-10-17 | 한국생산기술연구원 | 금속체 내부의 기공 제거 방법 |
| CN110506311A (zh) * | 2017-02-01 | 2019-11-26 | 超生物科技有限公司 | 高介电强度绝缘体 |
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1993
- 1993-12-22 JP JP34631493A patent/JP3345495B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| WO2019198890A1 (ko) * | 2018-04-13 | 2019-10-17 | 한국생산기술연구원 | 금속체 내부의 기공 제거 방법 |
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