本發明專利技術提供一種包含由一種陶瓷材料成形的絕緣體的火花塞。該陶瓷材料包括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由按體積比算D50中值粒徑為1.2-1.8μm的顆粒成形。所述陶瓷材料經過沖壓，燒結，并成形為預定形狀。該燒結陶瓷材料包含由Al2O3，第二族氧化物和SiO2組成的玻璃相。該燒結陶瓷材料還包含六鋁酸鈣（CaAl12O19）尖晶石（MgAl2O4），鈣長石（CaAl2Si2O8），以及多鋁紅柱石（Al6Si2O13）的次級晶體。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術大致涉及陶瓷材料，更具體的涉及一種用于火花塞的絕緣體的陶瓷材料。
技術介紹
火花塞通常是延伸進入內燃機的燃燒室中，并且包含一圓柱形金屬外殼，該金屬外殼具有與其連接的點火端和鉤形地電極。圓柱形絕緣體部分設置于金屬外殼中，并軸向延伸出金屬外殼，朝向點火端并且同時朝向一終端延伸。在點火端處，一圓柱形中心電極 設置于絕緣體內并且朝著地電極軸向伸出到絕緣體以外，由此在所述兩電極之間限定火花隙。在工作時，點火電壓脈沖通過火花塞施加于中心電極上，從而使得火花穿越在中心電極和地電極之間的火花隙。該火花將燃燒室中的空氣和燃料混合物點燃，從而產生高溫燃燒以發動引擎。該陶瓷絕緣體被用于在電極處隔離高壓，保證了火花只在中心電極的頂端產生，而不在火花塞的其他任何位置產生。該絕緣體需要承受高達1000°c的惡劣環境，因此，該絕緣體通常由陶瓷材料成形以提供足夠的導熱系數和介電強度。但是，隨著內燃機變得越來越復雜，需要在高溫下運行且需要更高的電壓以使得火花穿越火花隙，因此對陶瓷絕緣體提出了更高的性能要求。此外，制造商還希望在將火花塞絕緣體的尺寸和成本降到最低值的同時延長火花塞絕緣體的使用壽命。
技術實現思路
根據本專利技術的一個方面，提供一種用于火花塞的絕緣體的陶瓷材料，該陶瓷材料包括以占所述陶瓷材料的質量分數(wt%)計，98. 00-99. 50wt%的三氧化二鋁(Al2O3)；O.16-0. 70wt%的至少一種第二族堿土金屬的氧化物(第二族氧化物);0. 25-0. 75wt%的二氧化硅(Si02)。用于制備所述陶瓷的Al2O3粉末按體積比算D50中值粒徑為1.2-1.8μπι。陶瓷材料各組分的wt%被定義為該組分相對于陶瓷材料總量的濃度。Al2O3，第二族氧化物，以及SiO2的存在和數量在陶瓷材料進行燒結之后通過X射線熒光光譜分析(XRF)或電感耦合等離子體(ICP)進行測量。Al2O3的粒徑分布在陶瓷材料進行沖壓和燒結之前采用Beckman-Coulter LS-230激光散射儀器進行測量。所述中值粒徑由粒徑分布圖獲得。按體積比計算的D50中值粒徑是指顆粒的當量球面直徑，其中50. 0%的顆粒具有更大的當量直徑，另外50. 0%的顆粒具有更小的當量直徑。根據本專利技術的另一個方面，提供了一種由陶瓷材料成形的用于火花塞的絕緣體，包括占所述陶瓷材料的質量分數為98. 00-99. 50wt%的Al2O3 ；0. 16-0. 70wt%的至少一種第二族氧化物；以及O. 25-0. 75wt%的SiO2。Al2O3按體積比D50中值粒徑在I. 2-1. 8 μ m之間。根據本專利技術的另一方面，提供了一種包括由陶瓷材料成形的絕緣體的火花塞，所述陶瓷材料包括占所述陶瓷材料的質量分數為98. 00-99. 50wt%的Al2O3 ；0. 16-0. 70wt%的至少一種第二族氧化物；以及O. 25-0. 75wt%的Si02。Al2O3按體積比算D50中值粒徑為I.2-1. 8 μ m。根據本專利技術的又一方面，提供了一種由陶瓷材料成形的用于火花塞的絕緣體的制造方法，包括以下步驟提供一種陶瓷顆粒，所述陶瓷顆粒包含占所述陶瓷材料的質量分數為98. 00-99. 50wt%的Al2O3,所述Al2O3按體積比D50中值粒徑為I. 2-1. 8 μ m ;O. 16-0. 70wt%的至少一種第二族氧化物；以及O. 25-0. 75wt%的SiO2 ;沖壓所述陶瓷顆粒；以及燒結所述陶瓷顆粒。 根據本專利技術的另一個方面，提供了一種由陶瓷材料成形的用于火花塞的絕緣體的制造方法，包括以下步驟提供一種陶瓷顆粒，所述陶瓷顆粒包含占所述陶瓷材料的質量分數為98. 00-99. 50wt%的Al2O3,所述Al2O3按體積比D50中值粒徑為I. 2-1. 8 μ m ;O. 16-0. 7(^丨％的至少一種第二族堿土金屬的氧化物(第二族氧化物);以及O. 25-0. 75￥丨％的SiO2 ;沖壓所述陶瓷顆粒；燒結所述陶瓷顆粒；以及將所述陶瓷顆粒成形為預定形狀。用于火花塞絕緣體的陶瓷材料與現有的陶瓷絕緣體相比提供了改善的導熱系數和介電強度。因此，該陶瓷材料提供了在燃燒室的高溫和高電壓環境下更長的使用壽命以及改善的性能，而無需顯著增加陶瓷絕緣體的尺寸和成本。附圖說明參考下列詳細說明，并同時結合附圖，本專利技術的其他優點將更為明顯，甚至更好地理解，其中圖I是根據本專利技術的具有一陶瓷絕緣體的火花塞的部分視圖；圖2 (上)是本專利技術的陶瓷材料的一個實施例(08-B-10)在200X放大率下的顯微照片；圖2 (下)是本專利技術的陶瓷材料的一個實施例(08-B-10)在1000X放大率下的顯微照片；圖3 (上)是現有的陶瓷材料(09-B-23)在200 X放大率下的顯微照片；圖3 (下)是現有的陶瓷材料(09-B-23)在500X放大率下的顯微照片。具體實施例方式參見圖1，圖I示出了一種用于點燃內燃機中燃料和空氣的混合物的代表性的火花塞20。該火花塞20包括由陶瓷材料成形的絕緣體22,該陶瓷材料包括占所述陶瓷材料的質量分數為98. 00-99. 50wt%的三氧化二鋁(Al2O3) ；0. 16-0. 70wt%的至少一種第二族堿土金屬的氧化物(第二族氧化物)；0. 25-0. 75wt%的二氧化硅(Si02)。該Al2O3按體積比的中值粒徑(D50)為I. 2-1. 8 μ m。該陶瓷材料的制備包括提供一種包含Al2O3，至少一種第二族氧化物，和SiO2的陶瓷顆粒；沖壓所述陶瓷顆粒；燒結所述陶瓷顆粒。陶瓷材料各組分的wt%被定義為該組分相對于陶瓷材料總量的濃度。例如，如果陶瓷材料包含99. 00wt%的Al2O3,那么總的陶瓷材料的99. 00%是Al2O3,總的陶瓷材料剩下的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進行燒結之后通過X射線熒光光譜分析(XRF)或電感耦合等離子體(ICP)進行測量。Al2O3的粒徑分布在陶瓷材料進行沖壓和燒結之前采用Beckman-Coulter LS-230激光散射儀器進行測量。所述中值粒徑由粒徑分布圖獲得。如圖I所示,該代表性火花塞20組件包括金屬外殼24,絕緣體22,中心電極26,地電極28。正如本領域公知，金屬外殼24是一種大致圓柱形的導電性元件，具有中空的沿其軸向長度延伸的孔。在所述孔中，具有一組與絕緣體22直徑減小部分尺寸匹配的周向肩(circumferential shoulders)。如同所述金屬外殼24,該絕緣體22也具有大致圓柱的形狀并且包括長的軸向孔。該絕緣體22的下部軸端包括一鼻部,所述鼻部大致延伸出所述金屬外殼24的最下端部分并朝向一點火端36延伸。該絕緣體22的軸向孔被設計為在一末端處接收一末端電極30，并在點火端36處接收一中心電極26。中心電線組件32從該末端電極30朝向中心電極26延伸。地電極28與該金屬外殼24的下部軸端機械并電連接。該中心電極26的裸露端與地電極28的端面彼此相對，從而在火花塞20的點火端36限定一 火花隙。如圖I所示并描述于此的火花塞僅僅是眾多可能的實施例中的一個。在工作時，該末端電極30接收來自于點火系統(未示出)的高壓點火脈沖，該本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：威廉·J·沃克，邁克爾·E·薩科恰，
申請(專利權)人：費德羅莫格爾點火公司，
類型：
國別省市：
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