JP2848880B2 - 高温加熱素子、その製造方法およびセラミツク加熱装置の製造方法 - Google Patents
高温加熱素子、その製造方法およびセラミツク加熱装置の製造方法Info
- Publication number
- JP2848880B2 JP2848880B2 JP1333021A JP33302189A JP2848880B2 JP 2848880 B2 JP2848880 B2 JP 2848880B2 JP 1333021 A JP1333021 A JP 1333021A JP 33302189 A JP33302189 A JP 33302189A JP 2848880 B2 JP2848880 B2 JP 2848880B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating element
- aluminum nitride
- mounting substrate
- temperature
- paste
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 77
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 37
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 27
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 24
- YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N bis($l^{2}-silanylidene)molybdenum Chemical compound [Si]=[Mo]=[Si] YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910021343 molybdenum disilicide Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 5
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- WVDDGKGOMKODPV-UHFFFAOYSA-N Benzyl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CC=C1 WVDDGKGOMKODPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910016006 MoSi Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 2
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019445 benzyl alcohol Nutrition 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 Sialon Chemical compound 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- RBNWAMSGVWEHFP-UHFFFAOYSA-N cis-p-Menthan-1,8-diol Natural products CC(C)(O)C1CCC(C)(O)CC1 RBNWAMSGVWEHFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910052839 forsterite Inorganic materials 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229930006948 p-menthane-3,8-diol Natural products 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- RBNWAMSGVWEHFP-WAAGHKOSSA-N terpin Chemical compound CC(C)(O)[C@H]1CC[C@@](C)(O)CC1 RBNWAMSGVWEHFP-WAAGHKOSSA-N 0.000 description 1
- 229950010257 terpin Drugs 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
- F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
- H05B3/46—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor mounted on insulating base
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
- F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
- F23Q2007/004—Manufacturing or assembling methods
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、窒化アルミニウム製取りつけ基板および
該基板の上に塗られた加熱導体を備えた高温加熱素子に
関する。
該基板の上に塗られた加熱導体を備えた高温加熱素子に
関する。
前記形式の高温加熱素子は、周知のごとく自動車産業
において、たとえばスタート補助としてデイーゼルエン
ジンの始動をスムーズにするために用いられるとくに予
熱プラグ、加熱アダプタあるいは赤熱体としてのセラミ
ツク加熱装置の製造に広範に用いられている。
において、たとえばスタート補助としてデイーゼルエン
ジンの始動をスムーズにするために用いられるとくに予
熱プラグ、加熱アダプタあるいは赤熱体としてのセラミ
ツク加熱装置の製造に広範に用いられている。
西ドイツ国特許出願公開第3512483号明細書から知ら
れているセラミツク加熱装置は、たとえばMoSi2粉末とS
i3N4粉末から成る混合物で作られた焼結物加熱素子、電
気絶縁性セラミツク焼結体、それに電流供給装置とから
構成されている。この公知の加熱装置における加熱素子
はMoSi2粉末とSi3N4粉末から成る混合物から成る混合物
で作られた焼結物から構成されているが、この場合Si3N
4粉末の粒子直径はMoSi2粉末のそれよりも大きくなつて
いる。
れているセラミツク加熱装置は、たとえばMoSi2粉末とS
i3N4粉末から成る混合物で作られた焼結物加熱素子、電
気絶縁性セラミツク焼結体、それに電流供給装置とから
構成されている。この公知の加熱装置における加熱素子
はMoSi2粉末とSi3N4粉末から成る混合物から成る混合物
で作られた焼結物から構成されているが、この場合Si3N
4粉末の粒子直径はMoSi2粉末のそれよりも大きくなつて
いる。
さらに、たとえばデイーゼルエンジン用の予熱プラグ
として用いられることができ、そしてセラミツク加熱体
の製造のためにMoSi2とSi3N4から成る混合物で作られた
焼結物が用いられるセラミツク加熱装置は、西ドイツ国
特許出願公開第3342753号明細書から知られている。
として用いられることができ、そしてセラミツク加熱体
の製造のためにMoSi2とSi3N4から成る混合物で作られた
焼結物が用いられるセラミツク加熱装置は、西ドイツ国
特許出願公開第3342753号明細書から知られている。
さらに、西ドイツ国特許出願公開第3011297号明細書
からは、窒化硅素、サイアロン（Sialon），窒化アルミ
ニウム，炭化硅素から成るセラミツク体とこのセラミツ
ク体の中に埋められたタングステンまたはモリブデン製
の金属体で作られる高温加熱素子がプレート状またはひ
も状をしたものが知られている。
からは、窒化硅素、サイアロン（Sialon），窒化アルミ
ニウム，炭化硅素から成るセラミツク体とこのセラミツ
ク体の中に埋められたタングステンまたはモリブデン製
の金属体で作られる高温加熱素子がプレート状またはひ
も状をしたものが知られている。
また、西ドイツ国特許出願公開第3335144号明細書か
らは、内燃機関用のインレツトバーナに、セラミツク材
料の中へ埋め込まれたタングステン製加熱抵抗から成る
加熱装置が取りつけられたものが知られている。このセ
ラミツク材料はたとえば窒化硅素（Si3N4）から構成さ
れている。
らは、内燃機関用のインレツトバーナに、セラミツク材
料の中へ埋め込まれたタングステン製加熱抵抗から成る
加熱装置が取りつけられたものが知られている。このセ
ラミツク材料はたとえば窒化硅素（Si3N4）から構成さ
れている。
また、米国特許第40356135号明細書から知られている
円筒状をしたセラミツク加熱素子は、酸化アルミニウム
およびフオルステライト（Forsterite）のような加熱抵
抗セラミツク材料と、このセラミツク材料の上に塗られ
るモリブデン・マンガンペーストやタングステンペース
トのような導電性金属ペースト製の熱発生抵抗から構成
されている。
円筒状をしたセラミツク加熱素子は、酸化アルミニウム
およびフオルステライト（Forsterite）のような加熱抵
抗セラミツク材料と、このセラミツク材料の上に塗られ
るモリブデン・マンガンペーストやタングステンペース
トのような導電性金属ペースト製の熱発生抵抗から構成
されている。
特開昭54-109536号公報からは、すでに円板状をした
セラミツク小板とこの上に印刷されるモリブデン、タン
グステン、あるいはマンガン製の抵抗体とから構成され
るグロープラグ用のセラミツク加熱装置も知られてい
る。
セラミツク小板とこの上に印刷されるモリブデン、タン
グステン、あるいはマンガン製の抵抗体とから構成され
るグロープラグ用のセラミツク加熱装置も知られてい
る。
西ドイツ国特許出願公開第3307109号明細書からは、
最終的にとくにデイーゼルエンジンの燃焼室内に燃料を
噴射するための装置であつて、噴射ノズルと燃料の噴流
によつて濡らされる赤熱体とを備えたものが知られてい
る。この場合この赤熱体は噴射ノズルの燃焼室側端面に
取りつけられており、かつ、加熱可能な壁によつて取り
囲まれた、燃料噴流の通過し一部蒸発するための溝を有
している。そしてこの赤熱体はセラミツクから成り、か
つ加熱素子はセラミツクの表面上に塗られた金属被覆に
よつて形成されることもできる。
最終的にとくにデイーゼルエンジンの燃焼室内に燃料を
噴射するための装置であつて、噴射ノズルと燃料の噴流
によつて濡らされる赤熱体とを備えたものが知られてい
る。この場合この赤熱体は噴射ノズルの燃焼室側端面に
取りつけられており、かつ、加熱可能な壁によつて取り
囲まれた、燃料噴流の通過し一部蒸発するための溝を有
している。そしてこの赤熱体はセラミツクから成り、か
つ加熱素子はセラミツクの表面上に塗られた金属被覆に
よつて形成されることもできる。
さらに一般に知られているのは、高い熱伝導率と耐高
温の高電気絶縁性、それに高硬質、良機械的特性、良好
な熱交換能力を特徴としているAlNセラミツク製の取り
つけ基板であつて、これは厚膜技術を使つてプリントす
ることができ、そのさい厚いフイルムペーストが差し込
まれるが、これはAl2O3セラミツク製取りつけ基板の印
刷のために知られているのと同じように行なわれる。
温の高電気絶縁性、それに高硬質、良機械的特性、良好
な熱交換能力を特徴としているAlNセラミツク製の取り
つけ基板であつて、これは厚膜技術を使つてプリントす
ることができ、そのさい厚いフイルムペーストが差し込
まれるが、これはAl2O3セラミツク製取りつけ基板の印
刷のために知られているのと同じように行なわれる。
これらの公知のセラミツク加熱素子における欠点は、
これらが非常に高温となると耐えられないことと、十分
な熱衝撃に耐えられないこと、セラミツク取りつけ基板
上へ印刷された加熱導体が十分にくついていないこと、
そして製造コストが高いことである。
これらが非常に高温となると耐えられないことと、十分
な熱衝撃に耐えられないこと、セラミツク取りつけ基板
上へ印刷された加熱導体が十分にくついていないこと、
そして製造コストが高いことである。
これに対して、この発明による高温加熱素子は請求項
１の特徴部分を備えたもので、この長所としては比較的
安い加熱導体材料をベースにしているので低コストで製
造が可能となること、非常に高温（約1400℃）にまで耐
えることができること、二硅化モリブデンは窒化硅素の
上よりも窒化アルミニウムの上の方がかなり良好にくつ
くこと、均一な温度分布が取りつけ基板の良好な熱伝導
によつて達成されること、それに十分な熱衝撃に耐えら
れること、などを挙げることができる。
１の特徴部分を備えたもので、この長所としては比較的
安い加熱導体材料をベースにしているので低コストで製
造が可能となること、非常に高温（約1400℃）にまで耐
えることができること、二硅化モリブデンは窒化硅素の
上よりも窒化アルミニウムの上の方がかなり良好にくつ
くこと、均一な温度分布が取りつけ基板の良好な熱伝導
によつて達成されること、それに十分な熱衝撃に耐えら
れること、などを挙げることができる。
この発明による高温加熱抵抗の製造はつぎのようにす
ると有利に行なわれる。すなわち、窒化アルミニウム製
の取りつけ基板上へ厚膜技術で二硅化モリブデンペース
ト製の加熱導体をプリントし、該ペーストは必要に応じ
て電気抵抗調整のためのおよび／または熱膨張係数の改
良に係る適合化のための物質を40容量％まで含有でき、
プリントされた該取りつけ基板を1600〜1800℃の温度で
保護ガスのもとに焼結させかつその後エージングする。
ると有利に行なわれる。すなわち、窒化アルミニウム製
の取りつけ基板上へ厚膜技術で二硅化モリブデンペース
ト製の加熱導体をプリントし、該ペーストは必要に応じ
て電気抵抗調整のためのおよび／または熱膨張係数の改
良に係る適合化のための物質を40容量％まで含有でき、
プリントされた該取りつけ基板を1600〜1800℃の温度で
保護ガスのもとに焼結させかつその後エージングする。
この発明による高温加熱素子の製造は、さらにたとえ
ばつぎのようにするとさらに有利に行なわれる。すなわ
ち、窒化アルミニウム製の取りつけ基板上へ厚膜技術で
二硅化モリブデンペースト製の加熱導体をプリントし、
該ペーストは必要に応じて電気抵抗調整のためのおよび
／または熱膨張係数の改良に係る適合化のための物質を
40容量％まで含有でき、該プリントされた窒化アルミニ
ウム製取り付け基板の上へ別の窒化アルミニウム製取り
付け基板を塗り、かつ、加熱導体をはさんでサンドイツ
チ状に積み重ねられた取りつけ基板を焼結する。
ばつぎのようにするとさらに有利に行なわれる。すなわ
ち、窒化アルミニウム製の取りつけ基板上へ厚膜技術で
二硅化モリブデンペースト製の加熱導体をプリントし、
該ペーストは必要に応じて電気抵抗調整のためのおよび
／または熱膨張係数の改良に係る適合化のための物質を
40容量％まで含有でき、該プリントされた窒化アルミニ
ウム製取り付け基板の上へ別の窒化アルミニウム製取り
付け基板を塗り、かつ、加熱導体をはさんでサンドイツ
チ状に積み重ねられた取りつけ基板を焼結する。
厚膜技術を使つて二硅化モリブデンペーストで印刷さ
れることのできる窒化アルミニウム取りつけ基板として
は、市販されている適当な窒化アルミニウム箔を使つて
おり、これは窒化アルミニウムのほかに焼結温度で分解
できたりあるいは蒸発できる結合剤を含んでいる。いわ
ゆるプレスされたグリーンAlNの取りつけ基板または焼
結された取りつけ基板などがこれである。
れることのできる窒化アルミニウム取りつけ基板として
は、市販されている適当な窒化アルミニウム箔を使つて
おり、これは窒化アルミニウムのほかに焼結温度で分解
できたりあるいは蒸発できる結合剤を含んでいる。いわ
ゆるプレスされたグリーンAlNの取りつけ基板または焼
結された取りつけ基板などがこれである。
窒化アルミニウム取りつけ基板の厚さはいろいろあつ
てよいが、おもに0.3〜3mmのもの、とりわけ0.5〜2.0mm
が有利である。
てよいが、おもに0.3〜3mmのもの、とりわけ0.5〜2.0mm
が有利である。
必要に応じて、用いられている窒化アルミニウム取り
つけ基板に添加剤たとえばY2O3のような比較的わずかの
量の焼結助成剤を含めるのもよい。
つけ基板に添加剤たとえばY2O3のような比較的わずかの
量の焼結助成剤を含めるのもよい。
電気的抵抗調整のためのおよび／または熱膨張係数の
改良に係る適合化のために、二硅化モモリブデンに添加
することのできる典型的な物質としては、酸化アルミニ
ウムおよび窒化アルミニウムがあげられる。
改良に係る適合化のために、二硅化モモリブデンに添加
することのできる典型的な物質としては、酸化アルミニ
ウムおよび窒化アルミニウムがあげられる。
この発明に基づく高温加熱素子は、いろいろなタイプ
のセラミツク加熱装置の製造に使えるし、いろいろな用
途にも使える。とくに重要であるのは自動車産業にとつ
てである。ここではたとえばデイーゼルエンジンの始動
をスムーズに行なわせるために、この加熱素子が予熱プ
ラグ、グロープラグ、赤熱体などの製造用に加熱素子な
らびにインレツトバーナーが据えつけられることがあ
る。このことが意味するのはこの発明による高温加熱素
子が固着素子で用いられている公知の組み込み方に習つ
て組み込むことができ、かつ、慣用の電流供給ユニツト
へ接続することができることである。
のセラミツク加熱装置の製造に使えるし、いろいろな用
途にも使える。とくに重要であるのは自動車産業にとつ
てである。ここではたとえばデイーゼルエンジンの始動
をスムーズに行なわせるために、この加熱素子が予熱プ
ラグ、グロープラグ、赤熱体などの製造用に加熱素子な
らびにインレツトバーナーが据えつけられることがあ
る。このことが意味するのはこの発明による高温加熱素
子が固着素子で用いられている公知の組み込み方に習つ
て組み込むことができ、かつ、慣用の電流供給ユニツト
へ接続することができることである。
とくに有利なのは、この発明による高温加熱素子の製
造が機械的に何回も繰り返し使用可能となることであ
る。加熱素子の幅が３〜10mmでかつ長さが10〜50mmのも
のが有利である。
造が機械的に何回も繰り返し使用可能となることであ
る。加熱素子の幅が３〜10mmでかつ長さが10〜50mmのも
のが有利である。
予熱プラグの中に取りつける場合、この発明による加
熱素子はとくに回転対称体として行なわれる。そのさい
二硅化モリブデン導体路は、たとえばホツトプレスされ
た窒化アルミニウム製の中実棒上に、あるいは中実棒に
巻回される箔上にプリントする。
熱素子はとくに回転対称体として行なわれる。そのさい
二硅化モリブデン導体路は、たとえばホツトプレスされ
た窒化アルミニウム製の中実棒上に、あるいは中実棒に
巻回される箔上にプリントする。
予熱プラグの場合には、この加熱素子の直径は３〜6m
m、突出長さは10〜30mm、棒長さは20〜60mmであるのが
目的にかなう。
m、突出長さは10〜30mm、棒長さは20〜60mmであるのが
目的にかなう。
以下、この発明の実施例を図面を使つてより詳しく説
明する。
明する。
第１図には、簡略してしかもすなり強調して拡大して
描かれたこの発明による高温加熱素子がみられる。この
高温加熱素子は取りつけ基板１と加熱導体２と接続端子
3a,3bとから構成されている。取りつけ基板１は、たと
えば市販されている1mm厚さのAlN箔であり、この上へ絹
紗（けんしや）スクリーン捺染（なつせん）法で、とく
にこし器・たたき刷毛（ばけ）印刷により加熱導体２が
接続端子3a,3bとともにプリントされている。図示の場
合この加熱導体はジクザクの波形状になつているが、も
ちろん他の任意の形状でもよい。
描かれたこの発明による高温加熱素子がみられる。この
高温加熱素子は取りつけ基板１と加熱導体２と接続端子
3a,3bとから構成されている。取りつけ基板１は、たと
えば市販されている1mm厚さのAlN箔であり、この上へ絹
紗（けんしや）スクリーン捺染（なつせん）法で、とく
にこし器・たたき刷毛（ばけ）印刷により加熱導体２が
接続端子3a,3bとともにプリントされている。図示の場
合この加熱導体はジクザクの波形状になつているが、も
ちろん他の任意の形状でもよい。
印刷に用いられるのは、つぎの組成の二硅化モリブデ
ンペーストである。
ンペーストである。
市販のMoSi2粉末 69.8重量％ つぎの成分から成る回転オイル 30.2重量％ エチルセルロース 6.0重量％ α−テルピンオイル 79.0重量％ ベンジルアルコール 15.0重量％ つぎに、加熱導体層の乾いたあとプリントした取りつ
け基板の上へ、第２の取りつけ基板４（これにはプリン
トは施こされていない。）でほぼ同じ厚さのものが、接
続端子3a,3bを除いて覆われる。１つに結合されたこの
取りつけ基板はそのあと1600℃の高温、５ミリバールの
圧力のもと、水素10％を含む窒素雰囲気の中で２時間も
の長さにわたつて焼結する。この取りつけ基板４は酸化
防止の働きをする。
け基板の上へ、第２の取りつけ基板４（これにはプリン
トは施こされていない。）でほぼ同じ厚さのものが、接
続端子3a,3bを除いて覆われる。１つに結合されたこの
取りつけ基板はそのあと1600℃の高温、５ミリバールの
圧力のもと、水素10％を含む窒素雰囲気の中で２時間も
の長さにわたつて焼結する。この取りつけ基板４は酸化
防止の働きをする。
しかしながら、取りつけ基板１が印刷された加熱導体
２とともに保護ガスとくに形成ガス（Formiergas）のも
とで1600〜1800℃の温度で焼結しそのあとエージングプ
ロセスを受けたのであれば、もうその取りつけ基板１を
もう一方の取りつけ基板４で覆うことはしなくてもよ
い。このエージングプロセスはたとえば、プリントしか
つ焼結された取りつけ基板が２〜６時間もの間酸化雰囲
気中で赤熱することによつて行なう。このような処理に
よつてSiO2保護層が形成されるようになり、この層で加
熱導体が酸化・還元雰囲気中でも十分に保護されること
となる。
２とともに保護ガスとくに形成ガス（Formiergas）のも
とで1600〜1800℃の温度で焼結しそのあとエージングプ
ロセスを受けたのであれば、もうその取りつけ基板１を
もう一方の取りつけ基板４で覆うことはしなくてもよ
い。このエージングプロセスはたとえば、プリントしか
つ焼結された取りつけ基板が２〜６時間もの間酸化雰囲
気中で赤熱することによつて行なう。このような処理に
よつてSiO2保護層が形成されるようになり、この層で加
熱導体が酸化・還元雰囲気中でも十分に保護されること
となる。
プリントされた取りつけ基板が第２の取りつけ基板４
で覆われているか否かには関係なく、どの場合でも加熱
導体はAlN取りつけ基板上へ固く固着している。
で覆われているか否かには関係なく、どの場合でも加熱
導体はAlN取りつけ基板上へ固く固着している。
接続端子は慣用のやり方で金属被覆すればよい。たと
えば、加熱導体を保護ガス可燃厚層ペーストを介して銅
・ニツケル・金などのベースの上に接触させるかあるい
はニツケル−銅からの無電流分離によつて接触させるこ
とができる。
えば、加熱導体を保護ガス可燃厚層ペーストを介して銅
・ニツケル・金などのベースの上に接触させるかあるい
はニツケル−銅からの無電流分離によつて接触させるこ
とができる。
第２図にみられる簡略図示の加熱素子が第１図のそれ
と本質的に異なつている点は、AlN取りつけ基板がフレ
キシブルなAlNグリーン箔５から成つている点である。
加熱導体６に接続端子7a,7bを覆つたあと、その加熱導
体６を支持している箔５の一部の上に第25ミクロン厚さ
のAlNペーストと有機バインダー（たとえば、エチルセ
ルロース、αテルピンオイル、ベンジルアルコール）と
から成るペースト層をプリントする。
と本質的に異なつている点は、AlN取りつけ基板がフレ
キシブルなAlNグリーン箔５から成つている点である。
加熱導体６に接続端子7a,7bを覆つたあと、その加熱導
体６を支持している箔５の一部の上に第25ミクロン厚さ
のAlNペーストと有機バインダー（たとえば、エチルセ
ルロース、αテルピンオイル、ベンジルアルコール）と
から成るペースト層をプリントする。
第2a図にみられる簡略図示の取りつけ基板は、そのあ
と第2b図にみられる形に巻回する。巻回された加熱素子
はつぎに約２時間1600〜1800℃の領域の温度で焼結す
る。そして接続端子7a,7bに金属被覆する。
と第2b図にみられる形に巻回する。巻回された加熱素子
はつぎに約２時間1600〜1800℃の領域の温度で焼結す
る。そして接続端子7a,7bに金属被覆する。
第３図に示された棒状予熱プラグは、実質的にプラグ
ケーシング８と、窒化アルミニウム製棒10およびプリン
トされた二硅化モリブデン加熱導体11とから加熱素子９
と、この窒化アルミニウム製棒10の上にはんだ付けされ
たシース12（端子）（このシース12を介してアルミニ
ウム製棒10がプラグケーシング８の中へ圧入されるよう
になる。）と、このアルミニウム製棒10の上にはんだ付
けされたシース13（端子）と、加熱導体11を端子か
ら守る絶縁物14と、絶縁円板15と、丸ナツト16と端子ボ
ルト17とから成つている。
ケーシング８と、窒化アルミニウム製棒10およびプリン
トされた二硅化モリブデン加熱導体11とから加熱素子９
と、この窒化アルミニウム製棒10の上にはんだ付けされ
たシース12（端子）（このシース12を介してアルミニ
ウム製棒10がプラグケーシング８の中へ圧入されるよう
になる。）と、このアルミニウム製棒10の上にはんだ付
けされたシース13（端子）と、加熱導体11を端子か
ら守る絶縁物14と、絶縁円板15と、丸ナツト16と端子ボ
ルト17とから成つている。
第１図は、この発明による加熱素子の第１実施例で、比
較的堅いAlN取りつけ箔に取りつけられた状態を示す斜
視図、第2aおよび2b図は、この発明による加熱素子の第
２実施例で、比較的フレキシブルなAlN取りつけ箔に取
りつけられた状態を示す略示図、第３図はこの発明によ
る加熱素子を使つた棒状予熱プラグの断面図である。 １……取りつけ基板、２……加熱導体、3a,3b……接続
端子、４……取りつけ基板、５……AlNグリーン箔、６
……加熱導体、7a,7b……接続端子、８……プラグケー
シング、９……加熱素子、10……アルミニウム窒化物
棒、11……加熱導体、12……シース、13……シース、14
……絶縁物、15……絶縁円板、16……丸ナツト、17……
端子ボルト
較的堅いAlN取りつけ箔に取りつけられた状態を示す斜
視図、第2aおよび2b図は、この発明による加熱素子の第
２実施例で、比較的フレキシブルなAlN取りつけ箔に取
りつけられた状態を示す略示図、第３図はこの発明によ
る加熱素子を使つた棒状予熱プラグの断面図である。 １……取りつけ基板、２……加熱導体、3a,3b……接続
端子、４……取りつけ基板、５……AlNグリーン箔、６
……加熱導体、7a,7b……接続端子、８……プラグケー
シング、９……加熱素子、10……アルミニウム窒化物
棒、11……加熱導体、12……シース、13……シース、14
……絶縁物、15……絶縁円板、16……丸ナツト、17……
端子ボルト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クルト・シユミート ドイツ連邦共和国デイツチンゲン４・シ ユロス・シユトラーセ 55 (72)発明者 ギユンター・クノール ドイツ連邦共和国シユツツトガルト１・ ブラームスヴエーク 33 (56)参考文献 特開 昭53−40897（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05B 3/14 H05B 3/18 F23Q 7/00
Claims (9)
- 【請求項１】窒化アルミニウム製取りつけ基板および該
基板の上に厚膜技術で施された二硅化モリブデンを含有
し、かつ必要に応じて電気抵抗調整のためのおよび／ま
たは熱膨張係数の改良に係る適合化のための物質を含有
する加熱導体を備えた高温加熱素子において、前記物質
の割合が、基板の上に施すために使用される厚膜ペース
トに対して40容量％以下であることを特徴とする高温加
熱素子。 - 【請求項２】高温加熱素子が二硅化モリブデンおよび酸
化アルミニウムおよび／または窒化アルミニウムから成
る混合物で作られた加熱導体を有している請求項１記載
の高温加熱素子。 - 【請求項３】請求項１または２記載の高温加熱素子を製
造する方法において、窒化アルミニウム製の取りつけ基
板上へ厚膜技術で二硅化モリブデンペースト製の加熱導
体をプリントし、該ペーストは必要に応じて電気抵抗調
整のためのおよび／または熱膨張係数の改良に係る適合
化のための物質を40容量％まで含有でき、かつプリント
された該取りつけ基板を1600〜1800℃の温度で保護ガス
のもとに焼結しかつその後エージングすることを特徴と
する高温加熱体の製造方法。 - 【請求項４】焼結された材料を酸化雰囲気中で焙焼する
ことによりエージングする請求項３記載の方法。 - 【請求項５】焼結された材料を約２時間にわたってH2５
〜40％を含むN2から成る雰囲気中で1600〜1800℃の温度
で焙焼する請求項４記載の方法。 - 【請求項６】請求項１または２記載の高温加熱素子を製
造する方法において、窒化アルミニウム製の取りつけ基
板上へ厚膜技術で二硅化モリブデンペースト製の加熱導
体をプリントし、該ペーストは必要に応じて電気抵抗調
整のためのおよび／または熱膨張係数の改良に係る適合
化のための物質を40容量％まで含有でき、該印刷された
窒化アルミニウム製取りつけ基板の上へ別の窒化アルミ
ニウム製取りつけ基板を塗り、かつ、加熱導体をはさん
でサンドイッチ状に積み重ねられた取りつけ基板を焼結
することを特徴とする加熱導体の製造方法。 - 【請求項７】約２時間にわたって1600〜1800℃の範囲内
の温度で焼結を行う請求項６記載の方法。 - 【請求項８】窒化アルミニウム製取りつけ基板として箔
あるいは薄板を用いる請求項３から７までのいずれか１
項記載の方法。 - 【請求項９】請求項１または２項記載の高温加熱素子を
使用することを特徴とする、セラミック加熱装置の製造
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3843863A DE3843863A1 (de) | 1988-12-24 | 1988-12-24 | Hochtemperatur-heizelement, verfahren zu seiner herstellung und verwendung desselben |
| DE3843863.1 | 1988-12-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02215077A JPH02215077A (ja) | 1990-08-28 |
| JP2848880B2 true JP2848880B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=6370240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1333021A Expired - Fee Related JP2848880B2 (ja) | 1988-12-24 | 1989-12-25 | 高温加熱素子、その製造方法およびセラミツク加熱装置の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2848880B2 (ja) |
| DE (1) | DE3843863A1 (ja) |
| FR (1) | FR2641156B1 (ja) |
| IT (1) | IT1237917B (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2838346B2 (ja) * | 1993-02-04 | 1998-12-16 | 株式会社ユニシアジェックス | セラミックスヒータおよびその製造方法 |
| DE4325606A1 (de) * | 1993-07-30 | 1995-02-09 | Bach Wolfdietrich | Keramisches Heizelement sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Heizelements |
| DE4332244C2 (de) * | 1993-09-23 | 1999-01-28 | Heraeus Noblelight Gmbh | Strahlungsanordnung mit einer thermischen Strahlenquelle und deren Verwendung |
| DE69731740T2 (de) * | 1996-05-05 | 2005-12-15 | Tateho Chemical Industries Co., Ltd., Akou | Elektrisches heizelement und mit diesem versehehe spannnvorrichtung |
| DE10030924A1 (de) | 2000-06-24 | 2002-01-03 | Bosch Gmbh Robert | Glühstiftkerze |
| US6410894B1 (en) * | 2000-10-12 | 2002-06-25 | Watlow Electric Manufacturing Company | Metallic overcoat for thick film heater termination |
| PL1972853T3 (pl) * | 2007-03-23 | 2010-04-30 | Rauschert Steinbach Gmbh | Urządzenie zapłonowe i sposób zapalania paliwa stałego |
| DE202008013657U1 (de) * | 2008-10-17 | 2008-12-24 | Rauschert Steinbach Gmbh | Elektrodenanordnung |
| DE102011055283B4 (de) | 2011-11-11 | 2016-06-23 | Borgwarner Ludwigsburg Gmbh | Glühkerze und Verfahren zum Herstellen eines Glühstifts |
| CN103024954B (zh) * | 2012-12-10 | 2014-09-10 | 冷水江市明玉陶瓷工具有限责任公司 | 一种氮化硅复合陶瓷发热体材料及其制备方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1021691A (en) * | 1961-10-19 | 1966-03-09 | Kanthal Ab | Improvements in heat-resistant and oxidation-proof materials containing molybdenum disilicide |
| DE2023749C2 (de) * | 1969-05-16 | 1982-05-27 | Bulten-Kanthal AB, 73401 Hallstahammar | Elektrisches Widerstandselement zur Verwendung bei hohen Temperaturen |
| JPS5147294A (ja) * | 1974-10-18 | 1976-04-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Gureezuteikotaiyopeesuto |
| US4035613A (en) * | 1976-01-08 | 1977-07-12 | Kyoto Ceramic Co., Ltd. | Cylindrical ceramic heating device |
| JPS5340897A (en) * | 1976-09-24 | 1978-04-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Resistance composite |
| JPS5952324B2 (ja) * | 1978-02-15 | 1984-12-19 | 日本特殊陶業株式会社 | グロ−プラグ用セラミツクヒ−タ− |
| JPS55126989A (en) * | 1979-03-24 | 1980-10-01 | Kyoto Ceramic | Ceramic heater |
| GB2051225B (en) * | 1979-06-18 | 1983-03-23 | Ngk Spark Plug Co | Auxiliary combustion chamber preheating device for internal combustion engines |
| DE3307109A1 (de) * | 1982-08-14 | 1984-03-15 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Einrichtung zum einspritzen von kraftstoff in brennraeume von insbesondere selbstzuendenen brennkraftmaschinen |
| DE3335144A1 (de) * | 1982-09-30 | 1984-04-05 | Isuzu Motors Ltd., Tokyo | Einlassbrenner |
| US4499366A (en) * | 1982-11-25 | 1985-02-12 | Nippondenso Co., Ltd. | Ceramic heater device |
| JPS60216484A (ja) * | 1984-04-09 | 1985-10-29 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | セラミツクヒ−タ |
| EP0194535A3 (en) * | 1985-03-15 | 1988-01-07 | Allied Corporation | Glow plug having a metallic silicide resistive film heater |
| DE3604074A1 (de) * | 1986-02-08 | 1987-08-13 | Bosch Gmbh Robert | Zuendschaltgeraet |
| JPS61235613A (ja) * | 1986-03-20 | 1986-10-20 | Kyocera Corp | グロープラグ |
-
1988
- 1988-12-24 DE DE3843863A patent/DE3843863A1/de active Granted
-
1989
- 1989-10-06 FR FR8913089A patent/FR2641156B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1989-12-15 IT IT02271589A patent/IT1237917B/it active IP Right Grant
- 1989-12-25 JP JP1333021A patent/JP2848880B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3843863A1 (de) | 1990-06-28 |
| IT8922715A0 (it) | 1989-12-15 |
| DE3843863C2 (ja) | 1991-03-14 |
| JPH02215077A (ja) | 1990-08-28 |
| FR2641156B1 (ja) | 1995-03-24 |
| FR2641156A1 (ja) | 1990-06-29 |
| IT1237917B (it) | 1993-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2848880B2 (ja) | 高温加熱素子、その製造方法およびセラミツク加熱装置の製造方法 | |
| JP3345761B2 (ja) | ヒーター付スパークプラグ及びその製造方法 | |
| JP2792981B2 (ja) | 高温発熱体およびその製造方法 | |
| US4644133A (en) | Ceramic heater | |
| JP3658770B2 (ja) | セラミックスグロープラグ | |
| EP1648062A1 (en) | Spark plug | |
| KR19990078395A (ko) | 저항소자 | |
| KR100525939B1 (ko) | 가열 소자와 이 가열 소자의 제조 방법 | |
| JP3078418B2 (ja) | セラミック発熱体 | |
| JP4849765B2 (ja) | 多層セラミックヒータ素子及びその製造方法 | |
| JPH08273814A (ja) | セラミックヒーター | |
| JPS6014784A (ja) | セラミツクヒ−タ | |
| JP3087012B2 (ja) | セラミックヒーター | |
| JPS6351356B2 (ja) | ||
| JP2998999B2 (ja) | セラミックヒータ | |
| JP4044244B2 (ja) | 窒化ケイ素セラミックヒータ | |
| KR0182405B1 (ko) | 디젤엔진 점화용 세라믹 글로우 플러그 발열체 팁의 제조방법 | |
| JPH0128467B2 (ja) | ||
| JPH0286086A (ja) | 発熱部露出型セラミックヒータの製造方法 | |
| JP2537606B2 (ja) | セラミツクヒ−タ | |
| JP2003293869A (ja) | セラミックヒータ及びその製造方法 | |
| JP3545959B2 (ja) | サーマルヘッド | |
| JP3466399B2 (ja) | セラミック発熱体 | |
| JPS6337587A (ja) | セラミツクヒ−タ | |
| JPH1154246A (ja) | セラミック発熱体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071106 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081106 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |