火花塞制造技术

本发明专利技术的课题在于提供一种具有能够维持高温环境下的耐电压性能的绝缘体的火花塞。一种火花塞，其包括绝缘体、中心电极、主体金属壳体以及接地电极，其特征在于，所述绝缘体相对于所述绝缘体中含有的元素的氧化物换算时的合计质量含有90.0质量％～98.1质量％的Al2O3，气孔率A为5％以下，若将下述加热处理后的所述绝缘体的气孔率设为B，则加热处理前后的气孔率的差(B－A)为3.5％以下，进行如下这样的加热处理，即：将所述绝缘体放到炉内，使炉内的温度以升温速度7℃/分钟从室温升温至1400℃，在以1400℃保持了30分钟之后，以每5分钟10℃以下的降温速度从1400℃降温到400℃，然后使温度降至室温。

【技术实现步骤摘要】
火花塞
本专利技术涉及一种火花塞，特别涉及一种具有能够维持高温环境下的耐电压性能的绝缘体的火花塞。
技术介绍
在汽车发动机等内燃机中使用的火花塞例如具有利用以氧化铝(Al2O3)为主要成分的氧化铝基烧结体形成的火花塞用绝缘体(也称作“绝缘体”。)。作为该绝缘体利用氧化铝基烧结体形成的理由，可列举氧化铝基烧结体在耐热性和机械强度等方面优异。为了获得这种氧化铝基烧结体，一直以来，以烧制温度的降低和烧结性的提高为目的，使用了包括例如氧化硅(SiO2)－氧化钙(CaO)－氧化镁(MgO)的三种成分类的烧结助剂等。安装有这种火花塞的内燃机的燃烧室有时温度达到例如700℃左右，因而，火花塞被要求能在从室温到700℃左右的温度范围内发挥优异的耐电压性能。提出了适合这种能发挥耐电压性能的火花塞的绝缘体等采用的氧化铝基烧结体。例如，在专利文献1中记载有“……一种火花塞用绝缘体，其特征在于，该火花塞用绝缘体由以Al2O3(氧化铝)为主要成分并含有从Ca(钙)成分、Sr(锶)成分、Ba(钡)成分中选择的至少一种以上的成分(以下，表示为E.成分)的氧化铝基烧结体构成，该氧化铝基烧结体的至少一部分中存在有至少含有所述E.成分与Al(铝)成分的粒子、即含有将Al成分进行氧化物换算后的含有量相对于将E.成分进行氧化物换算后的含有量的摩尔比处于4.5～6.7的范围内的化合物的粒子，而且，该氧化铝基烧结体的相对密度为90％以上”(专利文献1的权利要求1)。根据该专利技术，公开了能够提供一种具有如下的绝缘体的火花塞，该绝缘体抑制了由存在于氧化铝基烧结体中的晶界处的残留气孔、晶界中的低熔点玻璃相的影响引起的绝缘破坏的产生、且与以往的材料相比较在700℃附近这样的高温下的耐电压特性更优异(专利文献1的0007栏等)。另外，在专利文献2中，以提供一种具有发挥较高的耐电压特性和高温强度的绝缘体的火花塞为目的(专利文献2的0014栏)，公开了“一种火花塞，其特征在于，……所述绝缘体由具有1.50μm以上的平均晶粒粒径DA(Al)的致密的氧化铝基烧结体构成，该氧化铝基烧结体是以如下的比例含有Si成分、基于IUPAC1990年建议的周期表的第2族元素中的Mg和Ba作为必须含有的元素并且含有除Mg和Ba以外的至少其他一种元素的第2族元素(2A)成分、以及稀土类元素(RE)成分而成的，即：所述Si成分的含有率S(氧化物换算质量％)相对于所述含有率S与所述第2族元素(2A)成分的含有率A(氧化物换算质量％)的合计含有率(S+A)而言的比值为0.60以上。”(专利文献2的权利要求1)。在专利文献3中，以强度和耐电压性能的提高为目的，公开了“一种绝缘体，其特征在于，……稀土类元素与基于IUPAC1990年建议的周期表的第2族元素的、使用质量百分率表示的氧化物换算时的含有比例满足0.1≤稀土类元素的含有率/第2族元素的含有率≤1.4，而且，所述稀土类元素与氧化钡的使用质量百分率表示的氧化物换算时的含有比例满足0.2≤氧化钡的含有率/稀土类元素的含有率≤0.8，在所述烧结体的剖面上的任意的630μm×480μm的区域内，存在有至少一个以上的、对含有所述稀土类元素的晶体进行包围的7.5μm×50μm的假想的长方形框，含有所述稀土类元素的晶体的面积相对于所述长方形框的面积的占有率为5％以上，而且，将所述长方形框沿长边方向3等分时的各个分割区域内的、含有所述稀土类元素的晶体的面积的占有率中的最大面积的占有率与最小面积的占有率之间的比率为5.5以下。”(专利文献3的权利要求1)。在专利文献4中，公开了“一种陶瓷材料，其用于火花塞的绝缘体，其中，包括在所述陶瓷材料的重量百分比(重量％)中占98.00重量％～99.50重量％的量的氧化铝(Al2O3)、占0.16重量％～0.70重量％的量的二族碱土类金属的至少一种氧化物(二族氧化物)以及占0.25重量％～0.75重量％的量的二氧化硅(SiO2)。”(专利文献4的权利要求1)。根据该专利技术，公开了能够提供一种具有比以往大的绝缘破坏强度的陶瓷材料(专利文献4的0064栏等)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001－155546号公报专利文献2：国际公开第2009/119098号公报专利文献3：日本特开2014－187004号公报专利文献4：日本特开2013－529355号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题可是，近年来，为了谋求内燃机的高输出化和提高燃油经济性而倾向于提高燃烧室内的温度。因此，构成火花塞的绝缘体有时暴露于比以往更高的温度、例如约900℃这样的高温中。因而，要求一种能够维持约900℃这样的高温环境下的耐电压性能的绝缘体。在上述专利文献中，未假定绝缘体暴露于约900℃这样的高温环境下。因此，对于上述专利文献所记载的绝缘体，有可能在约900℃这样的高温环境下无法发挥足够水平的耐电压性能。本专利技术的目的在于提供一种具有能够维持高温环境下的耐电压性能的绝缘体的火花塞。用于解决问题的方案用于解决上述问题的技术方案是[1]一种火花塞，该火花塞包括：绝缘体，其具有沿着轴线方向延伸的轴孔；中心电极，其设于所述轴孔的顶端侧；主体金属壳体，其设于所述绝缘体的外周；以及接地电极，其固定于所述主体金属壳体的顶端，该火花塞的特征在于，所述绝缘体相对于所述绝缘体中含有的元素的氧化物换算时的合计质量含有90.0质量％～98.1质量％的Al2O3，气孔率A为5％以下，若将下述加热处理后的所述绝缘体的气孔率设为B，则加热处理前后的气孔率的差即B－A为3.5％以下，进行如下这样的加热处理，将所述绝缘体放到炉内，使炉内的温度以升温速度7℃/分钟从室温升温至1400℃，在以1400℃保持了30分钟之后，以每5分钟10℃以下的降温速度从1400℃降温到400℃，然后使温度降至室温。上述[1]的优选技术方案如以下所述。[2]在对利用与所述轴线正交的平面剖切得到的所述绝缘体的剖面进行所述加热处理之后，利用电子探针分析仪进行分析，将Si成分进行氧化物换算时的质量相对于检测出的全部元素的氧化物换算时的合计质量的比例RASi为0.3质量％以上。[3]在上述[1]或[2]所记载的火花塞中，所述绝缘体的将Na成分和K成分进行氧化物换算时的合计质量相对于所述绝缘体中含有的元素的氧化物换算时的合计质量的比例为200ppm以下。[4]在上述[1]～[3]中任一项所记载的火花塞中，所述气孔率A为1.2％以下，所述加热处理前后的气孔率的差即B－A为2.0％以下。[5]在上述[2]～[4]中任一项所记载的火花塞中，所述比例RASi为0.8质量％以上。[6]在上述[1]～[5]中任一项所记载的火花塞中，利用电子探针分析仪对利用与所述轴线正交的平面剖切得到的所述绝缘体的剖面进行分析，将Ba成分、Mg成分、Ca成分以及Sr成分进行氧化物换算时的质量相对于检测出的全部元素的氧化物换算时的合计质量的比例分别设为RBa、RMg、RCa以及RSr，该比例的单位为质量％，此时，满足下述条件①～条件④。①0.4≤RBa≤5.0②0≤RMg≤0.5③0≤RCa≤0.8④0≤RSr≤1.5[7]在上述[1]～[6]中任一项所记载的火花塞中，对于利用与所述轴线正交的平面剖切得到的所述绝缘体的剖面，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火花塞，该火花塞包括：绝缘体，其具有沿着轴线方向延伸的轴孔；中心电极，其设于所述轴孔的顶端侧；主体金属壳体，其设于所述绝缘体的外周；以及接地电极，其固定于所述主体金属壳体的顶端，该火花塞的特征在于，所述绝缘体相对于所述绝缘体中含有的元素的氧化物换算时的合计质量含有90.0质量％～98.1质量％的Al2O3，气孔率A为5％以下，若将下述加热处理后的所述绝缘体的气孔率设为B，则加热处理前后的气孔率的差即B－A为3.5％以下，进行如下这样的加热处理，将所述绝缘体放到炉内，使炉内的温度以升温速度7℃/分钟从室温升温至1400℃，在以1400℃保持了30分钟之后，以每5分钟10℃以下的降温速度从1400℃降温到400℃，然后使温度降至室温。

【技术特征摘要】
2015.09.24 JP 2015-1863761.一种火花塞，该火花塞包括：绝缘体，其具有沿着轴线方向延伸的轴孔；中心电极，其设于所述轴孔的顶端侧；主体金属壳体，其设于所述绝缘体的外周；以及接地电极，其固定于所述主体金属壳体的顶端，该火花塞的特征在于，所述绝缘体相对于所述绝缘体中含有的元素的氧化物换算时的合计质量含有90.0质量％～98.1质量％的Al2O3，气孔率A为5％以下，若将下述加热处理后的所述绝缘体的气孔率设为B，则加热处理前后的气孔率的差即B－A为3.5％以下，进行如下这样的加热处理，将所述绝缘体放到炉内，使炉内的温度以升温速度7℃/分钟从室温升温至1400℃，在以1400℃保持了30分钟之后，以每5分钟10℃以下的降温速度从1400℃降温到400℃，然后使温度降至室温。2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，在对利用与所述轴线正交的平面剖切得到的所述绝缘体的剖面进行所述加热处理之后，利用电子探针分析仪进行分析，将Si成分进行氧化物换算时的质量相对于检测出的全部元素的氧化物换算时的合计质量的比例RASi为0.3质量％以上。3.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述绝缘体的将Na成分和K成分进行氧化物换算时的合计质量相对于所述绝缘体中含有的元素的氧化物换算时的合计质量的比例为200ppm以下。4.根据权利要求2所述的火花塞，其特征在于，所述绝缘体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田治树，井笹纯平，本田稔贵，横山裕，田中邦治，荒木信良，今登志树，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP