專利名稱：陶瓷點火器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在一個方面，本發(fā)明提供制造陶瓷電阻性點火器元件的新方法，它包括注射 鑄造(injection molding)形成的元件的一個或多個區(qū)域。本發(fā)明還提供用本 發(fā)明方法制得的點火器元件，
背景技術(shù)：
陶瓷材料作為例如燃氣爐、加熱器和衣物干燥器的點火器已取得了很大的成 功。制造陶瓷點火器包括用陶瓷部件構(gòu)造電路，部分所述陶瓷部件是高電阻的， 經(jīng)引線通電后其溫度會上升，例如可常見美國專利6, 582,629、 6,278,087、 6,028,292、 5,801,361、 5,786,565、 5， 405， 237和5191508。
典型的點火器一般是矩形的元件，點火器頂端帶有高電阻的"加熱區(qū)"以及 從點火器相反一端與所述加熱區(qū)相連的一個或多個導(dǎo)電"冷區(qū)"。 一種目前可從 Norton Igniter Products of Milford， N. H獲得白勺Moni —Igniter丁M點火器被設(shè) 計成用于12-120V電壓，并且其組成包括氮化鋁(A1N) 、 二硅化鉬(MoSi》和碳 化硅(SiC)。
點火器的制造方法包括間歇型方法，它包括將至少兩種不同電阻率的陶瓷組 分加入模具。隨后將形成的元件坯料在升溫和升壓下致密(燒結(jié))。參見上述專 利，還可參見美國專利6， 184, 497。
盡管這種方法可有效地制得陶瓷點火器，但是間歇型制造方法在產(chǎn)量和成本 效率上存在固有的局限性。
現(xiàn)有的陶瓷點火器在使用過程中會斷裂，尤其在持續(xù)受到?jīng)_擊的場合(例如 點火器用于爐灶面等)。
因此，需要新的點火器系統(tǒng)，尤其需要制造陶瓷電阻元件的新方法。還需要 具有良好機械整體性的新點火器。發(fā)明的內(nèi)容
本發(fā)明提供制造陶瓷點火器元件的新方法，它包括注射鑄造陶瓷材料來形成 陶瓷元件。這種注射鑄造制造方法相對于現(xiàn)有的方法(例如模具鑄造法)具有增 加的產(chǎn)量和成本效率，并能提供具有顯著機械強度的點火器。
更具體地說，本發(fā)明較好的方法包括注射鑄造一層或多層來形成陶瓷元件。 如果注射鑄造單一元件的多層的話，則這些層較好具有不同的電阻率以便在形成 的元件中提供電阻率不同的區(qū)域。例如，可通過注射鑄造一個或依次注射鑄造多 個下列區(qū)域來形成元件1)任選的絕緣體(散熱片)；2)導(dǎo)電區(qū)；3)電阻性加 熱區(qū)；和4)第二導(dǎo)電區(qū)。
在本發(fā)明的較好方面中，在單個制造序列中注射鑄造點火器元件的至少三個 區(qū)域來形成陶瓷組件，即所謂的"多點(multiple shot)注射鑄造法"，此時 在同一制造序列制得同一點火器元件的多個具有不同電阻率的部分(例如熱或高 電阻性部分、冷或?qū)щ姴糠趾徒^緣或散熱部分)。至少在某些實例中，單個制造 序列包括依次注射鑄造施加陶瓷材料而不從形成元件的區(qū)域除去該元件和/或不 采用注射鑄造以外的方法將陶瓷材料沉積至元件組件(element member)上。
例如，在一個方面可注射鑄造第一絕緣體(散熱)部分，隨后在第二步中， 圍繞該絕緣體部分注射鑄造導(dǎo)電支柱部分，在第三步中，將電阻性熱或點火區(qū)噴 射鑄造在所述帶有絕緣體和導(dǎo)電區(qū)的結(jié)構(gòu)體(body)上。
為了注射鑄造點火器元件的三個或更多個區(qū)域(即所謂的三點或更多點注射 鑄造法)，第三次(或更后面的)注射鑄造部分與前面沉積的第一和第二部分的 良好匹配(mate)對于確保獲得均勻和有效的點火器元件是重要的。也就是說， 相對于前面沉積的點火器部分，精確地放置第三次或更后面的點火器元件的注射 鑄造部分可進一步確保制得的點火器具有所需的性能結(jié)果。
第三次或更后面注射鑄造的點火器元件部分的這種良好匹配可通過從陶瓷 材料要經(jīng)注射鑄造而沉積的點位上有效地除去空氣來達到。例如，從所述沉積點 位上有效地排空(除去)空氣有助于要沉積的陶瓷材料與先前沉積的陶瓷點火器 部分的良好匹配?？刹捎酶鞣N方法實施這種排空，包括在陶瓷材料大致要沉積的 區(qū)域保持稍微負的壓力(真空系統(tǒng))。
在另一個實例中，本發(fā)明提供了制造電阻性點火器的方法，它包括注射鑄造 陶瓷元件的一個或多個區(qū)域，所述陶瓷元件包括三個或多個具有不同電阻率的區(qū) 域。在一個較好的方面，如果第一和第二區(qū)域的室溫電阻率相差至少10或 102Q-cra，或者更好室溫電阻率相差至少103或104Q-cm，則該點火器區(qū)域(第一
5區(qū)域)可視為與另一個點火器區(qū)域(第二區(qū)域)具有不同的電阻率。
因此，本發(fā)明制造方法可包括附加的步驟，用于加入陶瓷材料來制造形成的 陶瓷元件。例如，可將一層或多層陶瓷層施加至一個形成的元件上，例如通過蘸 涂、噴涂等施加陶瓷組合物淤漿。
用本發(fā)明方法獲得的較好的陶瓷元件包括第一導(dǎo)電區(qū)、電阻性加熱區(qū)和第二 導(dǎo)電區(qū)(均以電流的次序)。較好的是，在器件使用過程中，通過使用電引線將 電能施加至第一或第二導(dǎo)電區(qū)(但是通常不同時施加至兩個導(dǎo)電區(qū))。
本發(fā)明特別好的點火器沿至少一部分所述點火器的長度(例如，從電引線附 著在點火器的位置延伸至電阻性加熱區(qū)的長度)具有圓化的(rounded)截面形 狀。更具體地說，較好的點火器沿其至少一部分長度，例如點火器長度的至少約 10%、 40%、 60%、 80%、 90%或整個長度，具有基本橢圓形、圓形或其它圓化 的截面的形狀。這種桿狀的構(gòu)造確保高的剖面模數(shù)，從而能確保點火器的機械整 體性。
本發(fā)明陶瓷點火器適合各種標(biāo)稱電壓，包括6V、 8V、 IOV、 12V、 24V、 120V、 220V、 230V禾P 240V。
本發(fā)明點火器適合點火各種器件和加熱系統(tǒng)。更具體地說，本發(fā)明提供包括 本文所述燒結(jié)的陶瓷點火器元件的加熱系統(tǒng)。具體的加熱系統(tǒng)包括燃氣烹飪用 具、工業(yè)和民用建筑物的加熱單元(包括熱水器)。
本發(fā)明的其它方面將在下面描述。


圖1A和圖1B分別是本發(fā)明點火器的俯視圖和底視圖； 圖2A是沿圖1A的2A-2A線的剖面圖； 圖2B是沿圖1A的2B-2B線的剖面圖3A和圖3B分別是本發(fā)明另一個較好點火器的俯視圖和側(cè)視圖； 圖4A是沿圖3B的4A-4A線的剖面圖； 圖4B是沿圖3B的4B-4B線的剖面圖.
具體實施例方式
如前面所述，本發(fā)明提供制造陶瓷點火器元件的新方法，它包括注射鑄造所 述點火器元件的一層或多層或多個區(qū)域。在本文中，術(shù)語"注射鑄造的"或"注射鑄造"或其它類似的術(shù)語是指通常 在壓力下將一種材料(本文中為陶瓷或陶瓷前體材料)注入或用其它方式推入具 有陶瓷元件所需形狀的模具中，接著冷卻，隨后取出保留模具細節(jié)的固化元件的 通用方法。
在注射鑄造形成本發(fā)明點火器元件時，可將陶瓷材料(例如陶瓷粉末混合物、 分散體或其它制劑)或陶瓷前體材料或組合物推入模具元件中。
在本發(fā)明合適的制造方法中，具有不同電阻率區(qū)域(例如一個或多個導(dǎo)電區(qū)、 絕緣或散加熱區(qū)和一個或多個高電阻性的加熱區(qū))的整體點火器元件可經(jīng)由依次 注射鑄造具有不同電阻率的陶瓷或陶瓷前體材料制得。
因此，例如可將具有第一電阻率的陶瓷材料(例如可形成絕緣或散加熱區(qū)的 陶瓷材料)注入限定所需基本形狀(例如桿形)的模具元件中，得到一個基體元
件(base element)?？蓮倪@種第一模具中取出該基體元件并放入一個不同的第二 模具元件中，可向該第二模具注入具有不同電阻率的陶瓷材料(例如導(dǎo)電陶瓷材料) 形成點火器元件的導(dǎo)電區(qū)。以相同的方式，可從這種第二模具取出該基體元件并 放入不同的第三模具，將具有不同電阻率的陶瓷材料(例如電阻性加熱區(qū)陶瓷材 料)注入該第三模具以提供該點火器元件的電阻性加熱區(qū)或點火區(qū)。
或者，不同于使用多個不同的模具元件，可將具有不同電阻率的陶瓷材料依 次推入或注入同一模具元件。例如，可將預(yù)定體積的第一陶瓷材料(例如可作為 絕緣體或散熱區(qū)的陶瓷材料)加入一個限定所需基體形狀的模具元件，隨后可將 具有不同電阻率的第二陶瓷材料施加至形成的基體上。
陶瓷材料可以含有一種或多種陶瓷材料(例如一種或多種陶瓷粉末)的流體 制劑的形式推入(注入)模具元件中。
例如，可制得漿料或淤漿狀的陶瓷粉末組合物，例如通過將一種或多種陶瓷 粉末與水溶液或者含有一種或多種可混溶的有機溶劑(如醇等)的水溶液相混合 制得淤漿。較好的用于擠出的陶瓷漿料組合物可通過混合一種或多種陶瓷粉末 (例如MoSi2、 SiC、 AU03和/或A1N)的水流體組合物并任選地將其與一種或多 種有機溶劑(例如一種或多種與水混溶的有機溶劑如纖維素醚溶劑、醇等)相混 合而制得。所述陶瓷漿料還可含有其它材料，例如一種或多種有機增塑劑化合物 并任選地混合有一種或多種聚合物粘合劑。
可使用各種成形或賦形(inducing)元件來形成點火器元件，該元件的形狀對應(yīng) 于形成的點火器所需的形狀。例如，為了形成桿狀的點火器元件，可將陶瓷粉末漿料注入一個圓柱形的模具元件。為了形成柱形(Stilt)或矩形點火器元件，可 使用矩形模具。
在將陶瓷材料推入模具元件后，可在例如超過5(TC或6(TC的溫度下將該限 定的陶瓷部件干燥足以除去載體溶劑(水和/或有機溶劑)的時間。
下面的例子描述用于形成點火器元件的較好的注射鑄造方法。
現(xiàn)在參見附圖，圖1A和1B顯示通過注射鑄造不同電阻率的區(qū)域制得的本 發(fā)明合適的點火器元件10。
由圖1A可見，點火器10包括中央散熱或絕緣體區(qū)12，它包封在一個或多 個不同電阻率區(qū)域中，近端部分16中的導(dǎo)電區(qū)14在點火器遠端部分18中變得 電阻更高，該近端部分18具有相對小的體積，因此可作為電阻性加熱區(qū)20。
圖1B顯示點火器底面，它帶有露出的散熱區(qū)12。
剖面圖2A和2B進一步描述點火器10，它包括點火器近端區(qū)域16的導(dǎo)電區(qū) 14A和14B以及在點火器遠端區(qū)域18中的相應(yīng)電阻性加熱區(qū)20。
使用時，可向點火器IO提供電能(例如經(jīng)由一根或多根電引線，圖中未表 示)，并進入導(dǎo)電區(qū)14A,所述導(dǎo)電區(qū)14A提供經(jīng)由電阻性點火區(qū)20然后經(jīng)過 導(dǎo)電區(qū)14B的電回路。導(dǎo)電區(qū)14的近端14a可附著(例如經(jīng)銅焊)在電引線(圖 中未表示)上，在使用過程中該電引線向點火器提供電能。點火器的近端10a可適 當(dāng)?shù)毓潭ㄔ诟鞣N固定物中(例如如美國公開專利申請2003/0080103所述，用陶瓷 塑料密封材料包封導(dǎo)電元件近端14a)。也可適當(dāng)?shù)厥褂媒饘俟潭ㄎ飦戆恻c火 器近端。
圖3A顯示本發(fā)明另一個較好點火器30的俯視圖，它包括中央點火器體部 32，該體部包括導(dǎo)電區(qū)34A和34B。圖3B顯示該點火器30的側(cè)視圖。圖4A和 4B各自顯示圖3B點火器的剖面圖。
用這種注射鑄造法制得的點火器元件IO還可根據(jù)需要作進一步加工。例如， 還可對制得的點火器IO進一步致密化(例如在溫度壓力條件下的致密化)。
另外，可以采用蘸涂以外的方法將具有不同電阻率的點火器區(qū)域施加至點火 器基體元件上，例如，可在陶瓷組合物漿料中蘸涂點火器元件，形成未涂覆區(qū)域 被適當(dāng)掩蔽的點火器區(qū)域。對于這種蘸涂施涂，可適當(dāng)?shù)厥褂锰沾山M合物的漿料 或其它流體狀組合物。所述漿料可包括水和/或極性有機溶劑載體(例如醇等)和 一種或多種添加劑，以促進施涂的陶瓷組合物形成均勻的層。例如，所述槳料組 合物可包括一種或多種有機乳化劑、增塑劑和分散劑。這些粘合劑材料可在隨后點火器元件致密化的過程中經(jīng)加熱除去。
如前面描述和圖1A、 1B、 2A和2B的點火器IO例舉的那樣，沿至少一部分 點火器的長度(例如圖1B顯示的長度x)，所述點火器長度至少有一個主要部分 具有關(guān)化的的橫截面。圖1A、 1B、 2A和2B顯示一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，其中點火器 10在幾乎整個長度上具有基本圓形的橫截面形狀，形成桿狀的點火器元件。但是， 較好的系統(tǒng)還包括僅點火器的一部分具有圓化的橫截面的點火器，例如點火器長 度最多約有10%、 20%、 30%、 40%、 50%、 60%、 70%、 80%或90%(如圖1B 的點火器長度x例舉的那樣)具有圓化的橫截面形狀。在這些結(jié)構(gòu)中，其余的點火 器長度部分可具有帶外部邊緣的外形。
顯然，本發(fā)明方法有助于根據(jù)具體用途的要求形成各種結(jié)構(gòu)的點火器。為提 供一個具體的結(jié)構(gòu)，可使用適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)成形(shape-inducing)模具并將陶瓷組合物
(例如陶瓷糊漿)注入該模具。
本發(fā)明點火器的尺寸可在寬的范圍內(nèi)變化，并可根據(jù)點火器的具體用途進行 選擇。例如，較好的點火器長度(圖1B中的長度x)可約為0.5-5cm、較好約l-3cm， 點火器的剖面寬度(圖1B的長度y)可約為0.2-3cm。
同樣，導(dǎo)電區(qū)和加熱區(qū)的長度也可適當(dāng)?shù)刈兓］^好的是，圖1A所示結(jié)構(gòu) 的點火器的第一導(dǎo)電區(qū)長度(圖1A中近端區(qū)16的長度)可為0.2cm至2、 3、 4、 5cm或更大。第一導(dǎo)電區(qū)更好的長度約為0.5-5cm。加熱區(qū)的總電路長度(圖1A 中的長度f)可約為0.2-5cm或更長。
在較好的系統(tǒng)中，本發(fā)明點火器的加熱區(qū)可在標(biāo)稱電壓下加熱至小于約1450 t:的最高溫度；在約為110%標(biāo)稱電壓的最高位線路電壓下加熱至小于約155(TC 的最高溫度；在約為85%標(biāo)稱電壓的最低位線路電壓下加熱至小于約135(TC的 最高溫度。
可使用各種組合物來形成本發(fā)明點火器。通常較好的加熱區(qū)組合物包括兩種 或多種組分1)導(dǎo)電材料；2)半導(dǎo)電材料和3)絕緣材料。導(dǎo)電區(qū)(冷區(qū))和絕 緣(散熱)區(qū)可由相同的組分組成，但是組分的含量各不相同。典型的導(dǎo)電材料 包括例如二硅化鉬、二硅化鎢、氮化物如氮化鈦、以及碳化物如碳化鈦。典型的 半導(dǎo)體包括碳化物如碳化硅(摻雜和未摻雜的)和碳化硼。典型的絕緣材料包括 金屬氧化物，如氧化鋁或者氮化物如A1N和/或Si3N4。
在本文中，術(shù)語"電絕緣材料"是指室溫電阻率至少約101()D-Cm的材料。 本發(fā)明點火器的電絕緣材料組分只由或主要由一種或多種金屬氮化物和/或金屬氧化物組成，或者該絕緣組分可含有除一種或多種金屬氧化物或一種或多種金屬
氮化物以外的材料。例如，該絕緣材料組分可附加地含有氮化物如氮化鋁(A1N)、 氮化硅或氮化硼；稀土氧化物(如氧化釔)；或稀土氧氮化物。絕緣組分中較好添 加的材料是氮化鋁(A1N)。
在本文中，術(shù)語"半導(dǎo)體陶瓷"(或半導(dǎo)體)是指室溫電阻率約為10-108Q-cm 的陶瓷。若加熱區(qū)組合物中存在的半導(dǎo)體組分大于約45v/o (此時導(dǎo)電陶瓷約為 6-lOv/o)，則該組合物的導(dǎo)電性對于高電壓應(yīng)用而言就太大(由于缺乏絕緣體)。 而若半導(dǎo)體材料的存在量小于約10v/o (此時半導(dǎo)體陶瓷約為6-10v/o)，則該組 合物的電阻就太大(由于絕緣體太多)。另外，在導(dǎo)電體含量大的情況下，需要 更多的絕緣體與半導(dǎo)體成分的電阻性混合物以獲得所需電壓。通常，所述半導(dǎo)體 是一種碳化物，選自碳化硅(摻雜的和未摻雜的)和碳化硼。 一般以碳化硅為佳。
本文中，術(shù)語"導(dǎo)電材料"是指室溫電阻率小于約10—2D-cm的導(dǎo)電材料。 若加熱區(qū)組合物中的導(dǎo)電成分存在的量大于約35v/o，則生成的陶瓷的導(dǎo)電性會 變得太大。通常，所述導(dǎo)體選自二硅化鉬、二硅化鎢、氮化物(如氮化鈦)和碳 化物(如碳化鈦)。 一般以二硅化鉬為佳。
一般地，優(yōu)選的熱(電阻)區(qū)組合物包括(a)約50-80v/o電阻率至少約為 101Q Q-cm的電絕緣性材料、(b)約0 (不使用半導(dǎo)體材料)-45v/o電阻率約為 10-10sQ-cm的半導(dǎo)體材料、禾P (c)約5-35v/o電阻率小于約10—2Q-cm的金屬導(dǎo) 體。較好的是，所述加熱區(qū)包含50-70v/o的電絕緣陶瓷、10-45v/o的半導(dǎo)體陶瓷 和6-16v/o的導(dǎo)電性材料。用于本發(fā)明點火器的特別優(yōu)選的加熱區(qū)組合物含10v/o 的MoSi2、 20v/o的SiC和余量的A1N或A1203。
如所討論的，本發(fā)明點火器包含與加熱(電阻)區(qū)電連接的較低電阻率的冷 區(qū)，該冷區(qū)用于將引線接在點火器上。較好的冷區(qū)包括由例如A1N禾口/或A1203 或其它絕緣材料；SiC或其它半導(dǎo)體材料；和MoSi2或其它導(dǎo)電性材料構(gòu)成的區(qū) 域。但冷區(qū)所含的導(dǎo)電材料和半導(dǎo)電性材料(例如SiC和MoSi2)的量要明顯地 高于加熱區(qū)所含的這些材料的量。優(yōu)選的冷區(qū)組合物包含約15-65v/o的氧化鋁、 氮化鋁或其它絕緣材料；和約20-70v/o的MoSi和SiC或其它導(dǎo)電性和半導(dǎo)電性 材料，其體積比約為1: l至約l: 3。對于許多應(yīng)用而言，更好的是，冷區(qū)包含 約15-50v/o的A1N禾口/或A1203、 15-30v/o的SiC和30-70v/o的MoSi2。為便于制 備，較好的是，冷區(qū)組合物由與加熱區(qū)組合物相同的材料形成，但半導(dǎo)電性材料 和導(dǎo)電性材料的相對量更大。用于本發(fā)明點火器的一個特別優(yōu)選的冷區(qū)組合物含20-35v/o的MoSi2、 45-60v/o的SiC和余量的A1N或A1203。
至少就一些應(yīng)用而言，本發(fā)明的點火器可適當(dāng)?shù)匕菍?dǎo)電性(絕緣體或散 熱)區(qū)域。這種散熱區(qū)域可以各種結(jié)構(gòu)用于點火器元件中。如前面所述，較好的 結(jié)構(gòu)是使散熱區(qū)作為點火器元件的中央體部區(qū)。
這種散熱區(qū)可以與導(dǎo)電區(qū)或加熱區(qū)匹配(mate)或者同時與兩者相匹配。較 好的是，這種燒結(jié)的絕緣體區(qū)域的室溫電阻率至少約為1014 Q-cm，在操作溫度 條件下的電阻率至少為104Q-cm,強度至少為150MPa。更好的是，這種絕緣體 區(qū)域在操作(點火)溫度條件下的電阻率比加熱區(qū)電阻率大至少2個數(shù)量級。合 適的絕緣體組合物包含至少約90v/o的一種或多種氮化鋁、氧化鋁和氮化硼。本 發(fā)明點火器的一個特別優(yōu)選的絕緣體組合物由60v/o的A1N、 lOv/o的八1203和余 量的SiC構(gòu)成。與本發(fā)明點火器一起使用的另一優(yōu)選的加熱組合物包含80v/o的 A1N和20v/o的SiC。
本發(fā)明點火器可用于許多應(yīng)用，包括氣相燃料點火應(yīng)用(如煤氣爐和烹調(diào)用 具)、踢腳板式取暖器、鍋爐和爐頂(stove tops)。本發(fā)明的點火器尤其可用作 爐頂式燃氣具和煤氣爐的點火源。
本發(fā)明的點火器還特別適合在液體燃料(例如煤油、汽油)蒸發(fā)和引燃的情 況下用于點火，例如，用于交通工具(如汽車)加熱器，以預(yù)熱該交通工具。
本發(fā)明的優(yōu)選的點火器與通常稱作熱線點火塞的加熱元件是明顯不同的。通 常使用的熱線點火塞往往加熱至較低溫度，例如，最高溫度約為800°C、 900°C 或1000。C，由此加熱一定體積的氣體，而非直接將燃料點燃，而本發(fā)明的優(yōu)選的 點火器可提供更高的最高溫度，例如至少約為1200°C、 1300。C或1400°C，直接 將燃料點燃。本發(fā)明的優(yōu)選的點火器還無需在元件周圍或至少其一部分進行不透 氣密封以形成氣體燃燒室(如熱線點火塞系統(tǒng)通常采用的那樣)。還有，本發(fā)明 的許多優(yōu)選的點火器可在較高線路電壓(例如，大于24V的線路電壓，例如60V 或以上或120V或以上，包括220、 230和240V)條件下使用，而熱線點火塞通 常僅在12-24V條件下使用。
下面通過非限定性的實施例對本發(fā)明進行說明。本文中提到的所有文獻均以 引用的方式整體插入文本作為本文的一部分。實施例1:點火器的制作
將電阻性組合物粉末(22體積％的MoSi2和余量的Al203)和絕緣組合物粉末 (100體積％ 氧化鋁)與有機粘合劑(約6-8重量％植物起酥油、2.4重量％聚苯乙烯 和2-4重量％聚乙烯)相混合，形成兩種含約62體積％固體的糊槳。將這兩種糊 漿加入一個共注射鑄造機的兩個料筒。第一股射流用絕緣糊槳填充一個半圓筒形 空腔，形成沿該圓筒長度方向延伸的帶翅片的支承基體。從第一空腔中取出該支 承基體，放入第二空腔，第二股射流用導(dǎo)電糊漿填充由該支承基體和空腔壁芯形 成的空間。形成的鑄造件為兩條支柱(leg)被絕緣體隔開的發(fā)針形導(dǎo)體。在室溫 在有機溶劑中將形成的桿部分脫粘合劑，有機溶劑將加入的10-16重量％粘合劑 溶去10重量％。隨后在流動的惰性氣體(氮)中在300-50(TC將該部件經(jīng)加熱脫除 粘合劑，加熱時間為60小時以除去殘留的粘合劑。在1800-185CTC在氬氣下將該 脫粘合劑的部件致密至其理論值的95-97%。通過噴砂清洗該致密的部件，當(dāng)將 該點火器的兩條支柱與36V的電源相連時，加熱區(qū)達到的溫度約為1300°C。
實施例2其它點火器的制造
將電阻性組合物粉末(22體積％的MoSi2和余量的Al203)和絕緣組合物粉末 (5體積。^SiC和余量的氧化鋁)與有機粘合劑(約6-8重量％植物起酥油、2.4重量 %聚苯乙烯和2-4重量％聚乙烯)相混合，形成兩種含約62體積％固體的糊漿。 將這兩種糊漿加入一個共注射鑄造機的兩個料筒。第一股射流用絕緣糊漿填充一 個半圓筒形空腔，形成沿該圓筒長度方向延伸的帶翅片的支承基體。從第一空腔 中取出該支承基體，放入第二空腔，第二股射流將導(dǎo)電糊漿填充在由該支承基體 和空腔壁芯形成的空間中。形成的鑄造件是兩條支柱被絕緣體隔開的發(fā)針形導(dǎo) 體。在室溫在有機溶劑中將形成的桿部分脫粘合劑，有機溶劑將加入的10-16重 量％粘合劑溶去10重量％。隨后在流動的惰性氣體(例如氮)中在300-50(TC將該 部件經(jīng)加熱脫除粘合劑，加熱時間為60小時以除去殘留的粘合劑。在1800-1850 'C在氬氣下將該脫粘合劑的部件致密至其理論值的95-97%。通過噴砂清洗該致 密的部件，當(dāng)將該點火器的兩條支柱與120V的電源相連時，加熱區(qū)達到的溫度 約為1307°C。
實施例3其它點火器的制造
將電阻性組合物粉末(22體積％的MoSi2、 20體積％的SiC和余量的A1203)
12和絕緣組合物粉末(20體積XSiC和余量的氧化鋁)與約15重量％的聚乙烯醇相混 合，形成兩種含約60體積％固體的糊漿。將這兩種糊漿加入一個共注射鑄造機 的兩個料筒。第一股射流用絕緣糊漿填充一個具有沙漏形橫截面的空腔，形成支 承基體。從第一空腔中取出該支承基體，放入第二空腔，第二股射流將導(dǎo)電糊漿 填充在由該支承基體和空腔壁芯形成的空間中。形成的鑄造件是兩條支柱被絕緣 體隔開的發(fā)針形導(dǎo)體，在自來水中將形成的鑄造件脫粘合劑，將加入的10-16重 量％粘合劑溶去10重量％。隨后在流動的惰性氣體(氮)中在50(TC將該部件經(jīng)加 熱脫除粘合劑，加熱時間為24小時以除去殘留的粘合劑。在1800-185(TC在氬氣 下將該脫粘合劑的部件致密至其理論值的95-97%。通過噴砂清洗該致密的部件， 當(dāng)將該點火器的兩條支柱與48V的電源相連時，加熱區(qū)達到的溫度約為1300°C。
實施例4其它點火器的制造
將電阻性組合物粉末(20體積％的MoSi2、5體積％的SiC、74體積％的A1203 和1體積％的Gd203)、導(dǎo)電組合物(28體積％的MoSi2、 7體積％的SiC、 64體積 %的八1203和1體積％的Gd203)和絕緣組合物粉末(10體積％的MoSi2、 89體積 %的八1203和1體積％的Gd203)與10-16重量％有機粘合劑(約6-8重量％植物起 酥油、2-4重量％聚苯乙烯和2-4重量％聚乙烯)相混合，形成三種含約62-64體 積％固體的糊漿。將這三種糊漿加入一個共注射鑄造機的料筒。第一股射流用絕 緣糊漿填充一個沙漏形橫截面的空腔，形成支承基體。從第一空腔中取出該支承 基片，放入第二空腔，第二股射流將導(dǎo)電糊漿填充在由該支承基體和空腔壁形成 的空間的下半部分中。從第二空腔中取出該部件，放入第三空腔，第三股射流將 電阻性糊漿填充在由第一射流、第二射流和空腔壁形成的空間中，形成的鑄造件 是發(fā)針形電阻體，它被絕緣體隔開并與同樣被絕緣體隔開的導(dǎo)電支柱相連。在一 溴正丙垸中將形成的鑄造件部分脫粘合劑，將加入的10-16重量％粘合劑溶去10 重量％。隨后在緩慢流動的氬或氮中在50(TC將該部件經(jīng)加熱脫除粘合劑，加熱 時間為24小時以除去殘留的粘合劑。在175(TC在氬氣下在1個大氣壓下將該脫 粘合劑的部件致密至其理論值的95-97%。當(dāng)將該點火器的兩條導(dǎo)電支柱與120V 的電源相連時，加熱區(qū)(即電阻區(qū))達到的溫度約為13(XTC。
上面對本發(fā)明的具體實施方式
進行了詳細的描述。但應(yīng)該理解，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可以在考慮了本文內(nèi)容之后，在不偏離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的情況下對本 發(fā)明進行變更和改進。
權(quán)利要求
1.一種制造電阻性點火器的方法，它包括注射鑄造陶瓷元件的三個或更多個部分。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述陶瓷元件包括兩個或更多個不同電阻率的區(qū)域。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述陶瓷元件沿其橫截面包括不 同電阻率的區(qū)域。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，它還包括向該陶瓷元件的至少一部分施涂一 種或多種陶瓷組合物。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于向該陶瓷元件施涂一種導(dǎo)電陶瓷 組合物。
6. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于向該陶瓷元件施涂至少兩種具有 不同電阻率的陶瓷組合物。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，它還包括致密形成的陶瓷元件。
8. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于除去一部分該點火器的內(nèi)芯。
9. 一種電阻性點火器的制造方法，它包括注射鑄造陶瓷元件的一個或多個 部分，所述陶瓷元件包括三個或更多個不同電阻率的區(qū)域。
10. —種陶瓷點火器元件，它是通過注射鑄造陶瓷元件的三個或更多個部分 而得到的。
11. 一種陶瓷點火器元件，它是通過注射鑄造陶瓷元件的三個或更多個部分 而得到的，所述陶瓷元件包括三個或更多個具有不同電阻率的區(qū)域。
12. 如權(quán)利要求IO所述的陶瓷點火器元件，其特征在于所述元件包括兩個 或更多個不同電阻率的區(qū)域。
13. 如權(quán)利要求IO所述的陶瓷點火器元件，其特征在于至少一部分具有第 一電阻率的區(qū)域經(jīng)照射(has been exposed),露出具有不同電阻率的第二區(qū)域。
14. 如權(quán)利要求13所述的陶瓷點火器元件，其特征在于所述第一區(qū)域的電 阻率低于第二區(qū)域的電阻率。
15. 如權(quán)利要求IO所述的陶瓷點火器元件，其特征在于在至少一部分形成 的陶瓷元件上施涂一種或多種陶瓷組合物。
16. 如權(quán)利要求IO所述的陶瓷點火器元件，其特征在于沿至少一部分點火 器的長度所述點火器元件具有基本圓化的橫截面。
17. 如權(quán)利要求IO所述的陶瓷點火器元件，其特征在于所述點火器元件具 有非圓形的橫截面。
18. —種使氣態(tài)燃料點火的方法，它包括對權(quán)利要求10-17中任一項所述的 點火器施加電流。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于所述電流的標(biāo)稱電壓為6、 8、 10、 12、 24、 120、 220、 230或240V。
20. —種加熱裝置，包括權(quán)利要求10-17中任一項所述的點火器。
全文摘要
公開了一種制造電阻性陶瓷點火器元件的新方法，它包括注塑一層或多層形成的元件。還提供由本發(fā)明制造方法獲得的陶瓷點火器。
文檔編號F23Q7/22GK101600906SQ200680004101
公開日2009年12月9日 申請日期2006年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月5日
發(fā)明者H·齊麥特, S·安娜瓦拉普 申請人:圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司