[发明专利]一种陶瓷点火器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种点火器，特别是涉及一种陶瓷点火器及其制造方法。

背景技术

目前使用的点火器包括氮化硅点火器和碳化硅点火器.氮化硅点火器由基体、发热丝和电极组成，基体由单一的氮化硅成分制成坯体烧结而成，具有使用强度高、抗冲击性能好的优点；碳化硅点火器不含发热丝，由单一的碳化硅成分制成坯体烧结而成，基体本身发热，具有高温抗氧化性能好的优点。然而，氮化硅点火器的基体的高温抗氧化性能较差，在使用温度超过1300℃时，其表面就会氧化，从而缩短了氮化硅点火器的使用寿命；而碳化硅点火器的基体的使用温度可以超过1300℃，但其强度较低，抗冲击性能差，在运输过程中以及使用中较易损坏。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种高温抗氧化性能好、强度高、抗冲击性能好、使用寿命长的陶瓷点火器及其制造方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述的陶瓷点火器，包括陶瓷基体及置于陶瓷基体内的发热丝和电极，其中所述电极的一端与发热丝相连接，其另一端的端面裸露在陶瓷基体一端的端面上并通过焊接的方式连接有导线，其特点是所述陶瓷基体为由多种不同材料混合制作而成的其主要物相为氮化硅和二硅化钼的复合陶瓷基体。

为了使本发明在制造的过程中，用于与导线连接的电极端的磨出容易，并且节约材料，上述陶瓷基体的一端设置有U形开口，上述电极连接有导线的一端置于该U形开口两侧的陶瓷基体内。

为了使本发明所述的电极与发热丝之间的连接可靠，以达到更好传递电能的效果，上述发热丝与电极为一体连接。

为了使本发明所述的发热丝与陶瓷基体的接触更为紧密，既有利于增强陶瓷基体的强度，又有利于发热丝的热传导更加均匀，上述发热丝设置成螺旋环绕曲线状结构。而且所述螺旋环绕曲线状结构的发热丝在陶瓷基体内呈曲线均匀分布，且所述螺旋环绕曲线状结构的发热丝包括若干个连续的U形弯曲。

本发明所述的陶瓷点火器的制造方法包括如下步骤：

A、粉料制备

将65～87%重量氮化硅粉、5～20%重量二硅化钼粉、5～10%重量氧化钇粉、3～5%重量氧化铝粉混合均匀，放入砂磨机中，并按粉料重量：去离子水重量＝1：（1～1.5）的比例加入去离子水，混合6～12小时后，将料浆放入干燥箱120°C下干燥6小时，干燥后的粉料过80目筛储存备用；

B、生坯制备

首先称料，然后将称好的粉料放入金属模中，并将粉料刮平后连同金属模一起放入压机中，施加压力500公斤／平方厘米，使金属模内的粉料形成带凹槽且一端具有U形开口的生坯，凹槽的形状与发热丝及电极的形状相吻合，然后将发热丝和电极放入凹槽中，再盖上一片生坯，组成一个生坯组合单元；

C、石墨压条和石墨隔板的准备

根据生坯的长、宽尺寸制作相吻合的石墨压条和石墨隔板，石墨压条和石墨隔板与生坯接触的表面涂氮化硼隔离剂；

D、装模、烧制、拆分

在每一个生坯组合单元上下各放一块石墨压条，并由若干个生坯组合单元形成列，列与列之间用石墨隔板隔离，然后将多列生坯组合单元放入模框内固定好，然后送入真空热压炉进行热压烧结，烧后拆模，按每一生坯组合单元进行拆分，便可得到一只主要物相为氮化硅和二硅化钼的复合陶瓷基体；

E、焊接导线

磨出复合陶瓷基体的U形开口端的电极，然后通过焊接的方式将导线与电极连接在一起，即形成本发明所述的陶瓷点火器。

其中，上述步骤D中所述的热压烧结的具体做法如下：

升温加压制度：

室温至1600℃：匀速升温、匀速加压，90分钟炉温升至1600℃，压机压力加至25吨，1600℃保温、保压30分钟；

1600℃至1780℃：匀速升温、匀速加压，40分钟炉温升至1780℃，压机压力加至40吨，1780℃保温、保压30分钟；

气氛制度：

1600℃前热压炉内保持真空状态，温度达到1600℃时充入氮气，以防止氮化硅粉的高温热分解。