[发明专利]火花塞

说明书

技术领域

本发明涉及火花塞，更具体而言，涉及具备在高温下发挥优异耐电压特性及机械强度的绝缘体的火花塞。

背景技术

以氧化铝为主成分的氧化铝基烧结体由于耐电压特性、耐热性、机械强度等优异且低价，所以用作陶瓷制品例如火花塞的绝缘子(在本发明中也称为绝缘体)、IC封装的多层布线基板等。这样的氧化铝基烧结体烧结含有烧结助剂的混合粉末而形成，其中烧结助剂包含SiO₂。

然而，在通过使用烧结助剂烧结形成的氧化铝基烧结体来形成火花塞的绝缘体的情况下，烧结助剂(主要为Si成分)在烧结后在氧化铝晶粒的晶界作为低熔点玻璃相而存在，在火花塞的使用环境例如600℃以上的高温环境下，低熔点玻璃相会软化，绝缘体的耐电压特性会降低。

另外，对于安装有火花塞的内燃机，探讨燃烧室内的吸气及排气阀门的占有面积的大型化、4阀门化以及燃料的高压缩化等，从而小型化和/或高输出化。因此，要求安装于这样小型化和/或高输出化的内燃机的火花塞即使被薄壁小型化，也要具备除维持高耐电压特性外还防止绝缘破坏及具有在高温环境下的高机械强度的绝缘体。

另外，近年来，为了地球环境的保护等，作为内燃机用的燃料除汽油等化石燃料之外，还关注乙醇等生物燃料、化石燃料与生物燃料的混合燃料等。这样的生物燃料或混合燃料含有碳酸钠成分，因此该碳酸钠成分导致绝缘体被腐蚀，绝缘体的耐电压特性及机械强度降低。

例如，在专利文献1中记载了“一种火花塞，其特征在于……上述绝缘体由具有1.50μm以上的平均结晶粒径D_A(Al)的致密的氧化铝基烧结体构成，该氧化铝基烧结体按如下比例含有Si成分、以基于IUPAC1990年推荐的周期表的第二族元素中的Mg及Ba为必须且含有除Mg及Ba外的其他至少一种元素的第二族元素(2A)成分及稀土类元素(RE)成分，该比例是含有率S相对于上述Si成分的含有率S(氧化物换算质量％)与上述第二族元素(2A)成分的含有率A(氧化物换算质量％)的合计含有率(S+A)的比为0.60以上的比例。”(参照专利文献1的权利要求1)。

另外，在专利文献2中记载了“一种氧化铝质烧结体，其特征在于……上述氧化铝结晶的平均结晶粒径为2μm以下，上述结晶晶界相至少具有由Y₂Si₂O₇与SiO₂构成的高熔点相作为上述钇成分，设氧化铝质烧结体为100重量％时，以0.1重量％以上15重量％以下的范围含有上述高熔点相”(参照专利文献2的权利要求1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国際公开第2009/119098号说明书

专利文献2：日本特开2010-208901号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的课题在于提供一种具备绝缘体的火花塞，该绝缘体具有优异的耐腐蚀性且从高温变成更高温时的耐电压特性及机械强度的降低率较小并发挥高温下的优异的耐电压特性及机械强度。

用于解决课题的手段

用于解决上述课题的手段为，

[1]一种火花塞，具备绝缘体，该绝缘体由氧化铝基烧结体构成，

该氧化铝基烧结体以满足下述条件(1)及(2)的含有率含有Si成分及稀土类元素成分，

该氧化铝基烧结体具有氧化铝颗粒与具有满足下述条件(3)的复合氧化物结晶相的氧化铝晶界相，

(1)0.05≤将Si成分换算成氧化物而得的含有率(质量％)≤0.45

(2)2.5≤[(将稀土类元素成分换算成氧化物而得的含有率)/(将Si成分换算成氧化物而得的含有率)]≤4.5

(3)复合氧化物结晶相含有从Al成分、Si成分、基于IUPAC1990年推荐的周期表的第二族元素的各成分(以下，成为第二族成分)及稀土类元素的各成分中选择的至少两种成分。

作为[1]的火花塞的优选的方式

[2]在设氧化铝基烧结体的总质量为100质量％时，上述氧化铝基烧结体以按氧化物换算为97质量％以上的含有率含有Al成分。

[3]在上述[1]或[2]所述的火花塞中，上述氧化铝基烧结体以满足下述条件(4)的含有率含有上述第二族成分，

上述氧化铝颗粒的平均粒径为2～6.5μm，

上述复合氧化物结晶相含有含Al成分结晶，