本发明专利技术提供一种包含由一种陶瓷材料成形的绝缘体的火花塞。该陶瓷材料包括98.00-99.50wt%的Al2O3，0.16-0.70wt%的第二族氧化物，0.25-0.75wt%的SiO2，0.01-0.16wt%的第四族氧化物，少于0.0060wt%的第一族氧化物，以及少于0.0040wt%的P2O5。所述Al2O3由按体积比算D50中值粒径为1.2-1.8μm的颗粒成形。所述陶瓷材料经过冲压，烧结，并成形为预定形状。该烧结陶瓷材料包含由Al2O3，第二族氧化物和SiO2组成的玻璃相。该烧结陶瓷材料还包含六铝酸钙（CaAl12O19）尖晶石（MgAl2O4），钙长石（CaAl2Si2O8），以及多铝红柱石（Al6Si2O13）的次级晶体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大致涉及陶瓷材料，更具体的涉及一种用于火花塞的绝缘体的陶瓷材料。
技术介绍
火花塞通常是延伸进入内燃机的燃烧室中，并且包含一圆柱形金属外壳，该金属外壳具有与其连接的点火端和钩形地电极。圆柱形绝缘体部分设置于金属外壳中，并轴向延伸出金属外壳，朝向点火端并且同时朝向一终端延伸。在点火端处，一圆柱形中心电极 设置于绝缘体内并且朝着地电极轴向伸出到绝缘体以外，由此在所述两电极之间限定火花隙。在工作时，点火电压脉冲通过火花塞施加于中心电极上，从而使得火花穿越在中心电极和地电极之间的火花隙。该火花将燃烧室中的空气和燃料混合物点燃，从而产生高温燃烧以发动引擎。该陶瓷绝缘体被用于在电极处隔离高压，保证了火花只在中心电极的顶端产生，而不在火花塞的其他任何位置产生。该绝缘体需要承受高达1000°c的恶劣环境，因此，该绝缘体通常由陶瓷材料成形以提供足够的导热系数和介电强度。但是，随着内燃机变得越来越复杂，需要在高温下运行且需要更高的电压以使得火花穿越火花隙，因此对陶瓷绝缘体提出了更高的性能要求。此外，制造商还希望在将火花塞绝缘体的尺寸和成本降到最低值的同时延长火花塞绝缘体的使用寿命。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供一种用于火花塞的绝缘体的陶瓷材料，该陶瓷材料包括以占所述陶瓷材料的质量分数(wt%)计，98. 00-99. 50wt%的三氧化二铝(Al2O3)；O.16-0. 70wt%的至少一种第二族碱土金属的氧化物(第二族氧化物);0. 25-0. 75wt%的二氧化硅(Si02)。用于制备所述陶瓷的Al2O3粉末按体积比算D50中值粒径为1.2-1.8μπι。陶瓷材料各组分的wt%被定义为该组分相对于陶瓷材料总量的浓度。Al2O3，第二族氧化物，以及SiO2的存在和数量在陶瓷材料进行烧结之后通过X射线荧光光谱分析(XRF)或电感耦合等离子体(ICP)进行测量。Al2O3的粒径分布在陶瓷材料进行冲压和烧结之前采用Beckman-Coulter LS-230激光散射仪器进行测量。所述中值粒径由粒径分布图获得。按体积比计算的D50中值粒径是指颗粒的当量球面直径，其中50. 0%的颗粒具有更大的当量直径，另外50. 0%的颗粒具有更小的当量直径。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种由陶瓷材料成形的用于火花塞的绝缘体，包括占所述陶瓷材料的质量分数为98. 00-99. 50wt%的Al2O3 ；0. 16-0. 70wt%的至少一种第二族氧化物；以及O. 25-0. 75wt%的SiO2。Al2O3按体积比D50中值粒径在I. 2-1. 8 μ m之间。根据本专利技术的另一方面，提供了一种包括由陶瓷材料成形的绝缘体的火花塞，所述陶瓷材料包括占所述陶瓷材料的质量分数为98. 00-99. 50wt%的Al2O3 ；0. 16-0. 70wt%的至少一种第二族氧化物；以及O. 25-0. 75wt%的Si02。Al2O3按体积比算D50中值粒径为I.2-1. 8 μ m。根据本专利技术的又一方面，提供了一种由陶瓷材料成形的用于火花塞的绝缘体的制造方法，包括以下步骤提供一种陶瓷颗粒，所述陶瓷颗粒包含占所述陶瓷材料的质量分数为98. 00-99. 50wt%的Al2O3,所述Al2O3按体积比D50中值粒径为I. 2-1. 8 μ m ;O. 16-0. 70wt%的至少一种第二族氧化物；以及O. 25-0. 75wt%的SiO2 ;冲压所述陶瓷颗粒；以及烧结所述陶瓷颗粒。 根据本专利技术的另一个方面，提供了一种由陶瓷材料成形的用于火花塞的绝缘体的制造方法，包括以下步骤提供一种陶瓷颗粒，所述陶瓷颗粒包含占所述陶瓷材料的质量分数为98. 00-99. 50wt%的Al2O3,所述Al2O3按体积比D50中值粒径为I. 2-1. 8 μ m ;O. 16-0. 7(^丨％的至少一种第二族碱土金属的氧化物(第二族氧化物);以及O. 25-0. 75￥丨％的SiO2 ;冲压所述陶瓷颗粒；烧结所述陶瓷颗粒；以及将所述陶瓷颗粒成形为预定形状。用于火花塞绝缘体的陶瓷材料与现有的陶瓷绝缘体相比提供了改善的导热系数和介电强度。因此，该陶瓷材料提供了在燃烧室的高温和高电压环境下更长的使用寿命以及改善的性能，而无需显著增加陶瓷绝缘体的尺寸和成本。附图说明参考下列详细说明，并同时结合附图，本专利技术的其他优点将更为明显，甚至更好地理解，其中图I是根据本专利技术的具有一陶瓷绝缘体的火花塞的部分视图；图2 (上)是本专利技术的陶瓷材料的一个实施例(08-B-10)在200X放大率下的显微照片；图2 (下)是本专利技术的陶瓷材料的一个实施例(08-B-10)在1000X放大率下的显微照片；图3 (上)是现有的陶瓷材料(09-B-23)在200 X放大率下的显微照片；图3 (下)是现有的陶瓷材料(09-B-23)在500X放大率下的显微照片。具体实施例方式参见图1，图I示出了一种用于点燃内燃机中燃料和空气的混合物的代表性的火花塞20。该火花塞20包括由陶瓷材料成形的绝缘体22,该陶瓷材料包括占所述陶瓷材料的质量分数为98. 00-99. 50wt%的三氧化二铝(Al2O3) ；0. 16-0. 70wt%的至少一种第二族碱土金属的氧化物(第二族氧化物)；0. 25-0. 75wt%的二氧化硅(Si02)。该Al2O3按体积比的中值粒径(D50)为I. 2-1. 8 μ m。该陶瓷材料的制备包括提供一种包含Al2O3，至少一种第二族氧化物，和SiO2的陶瓷颗粒；冲压所述陶瓷颗粒；烧结所述陶瓷颗粒。陶瓷材料各组分的wt%被定义为该组分相对于陶瓷材料总量的浓度。例如，如果陶瓷材料包含99. 00wt%的Al2O3,那么总的陶瓷材料的99. 00%是Al2O3,总的陶瓷材料剩下的I. 00%是其他化合物。陶瓷材料中Al2O3，第二族氧化物，以及SiO2的存在和含量在陶瓷材料进行烧结之后通过X射线荧光光谱分析(XRF)或电感耦合等离子体(ICP)进行测量。Al2O3的粒径分布在陶瓷材料进行冲压和烧结之前采用Beckman-Coulter LS-230激光散射仪器进行测量。所述中值粒径由粒径分布图获得。如图I所示,该代表性火花塞20组件包括金属外壳24,绝缘体22,中心电极26,地电极28。正如本领域公知，金属外壳24是一种大致圆柱形的导电性元件，具有中空的沿其轴向长度延伸的孔。在所述孔中，具有一组与绝缘体22直径减小部分尺寸匹配的周向肩(circumferential shoulders)。如同所述金属外壳24,该绝缘体22也具有大致圆柱的形状并且包括长的轴向孔。该绝缘体22的下部轴端包括一鼻部,所述鼻部大致延伸出所述金属外壳24的最下端部分并朝向一点火端36延伸。该绝缘体22的轴向孔被设计为在一末端处接收一末端电极30，并在点火端36处接收一中心电极26。中心电线组件32从该末端电极30朝向中心电极26延伸。地电极28与该金属外壳24的下部轴端机械并电连接。该中心电极26的裸露端与地电极28的端面彼此相对，从而在火花塞20的点火端36限定一 火花隙。如图I所示并描述于此的火花塞仅仅是众多可能的实施例中的一个。在工作时，该末端电极30接收来自于点火系统(未示出)的高压点火脉冲，该本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·J·沃克，迈克尔·E·萨科恰，
申请(专利权)人：费德罗莫格尔点火公司，
类型：
国别省市：
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