JPS6321780A - セラミツク質発熱体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は加熱器具、暖房器具に用いるＬラミック製発熱
体の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 加熱器具、暖房器具に用いるヒラミックｎ発熱体では、
導線と接続される電極部が発熱しないように電楡部に低
抵抗処理を施すことがなされている。従来の電極部にお
ける低抵抗処理として銀ペースト等の導電性ペーストの
塗布、銀メッキ、ニッケルメッキ等の金属メッキ処理、
アルミニウムの溶射被膜の形成、発熱部の断面積に対し
て電極部の断面積を大きくするための発熱部の研削、更
には炭化珪素発熱体で見られる電極部に変性シリコンを
含浸させる方法、発熱体本体とＮ換部とを別々に形成し
、後接１！後一体内に焼結する方法（特開昭５８−１２
６６９０＞等が知られている。

［本発明によって解決される問題点］ 上記した従来の方法において、ペーストの塗布、メッキ
処理、アルミニウムの溶射被膜の形成等の金属被膜の形
成は、金属被膜の酸化および金属被膜とセラミック発熱
体との界面の劣化により金属被膜の剥離等が生じ耐久性
に問題がある。電１ｆ１部を研削し相対的に電極部の断
面積を増加する方法は加工コストがきわめて高いという
問題点がある。

また発熱体本体と電極部とを接着し、一体内に焼結する
方法は、接＠部分が不均一になりやすく、接着部分の機
械的、強度に問題がある。

本発明は上記問題点を解決するもので、セラミックス質
発熱体の電極部の低抵抗化、耐久性向上および加工コス
トの低減に有効な手段を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のセラミック質発熱体の製造方法は、導電性の第
１　ｔラミック粉末を成形して得られた未焼結の発熱体
本体の両端部で間該端部を結ぶ方向に伸びる外周面また
は内周面に、導電性の第２セラミック粉末を成形して得
られた未焼結の抵抗低下体を、導電性の第３セラミック
ス粉末を主剤とするペーストで粘着させた後、該ペース
トを乾燥、焼成することを特徴とするものである。

本発明の製造方法は未焼結の成形体の段階で電極部に低
抵抗体を組み付け、焼結により全体を一体的に焼結する
ものである。このために加工コストを極めて安価とする
ことができる。また発熱体本体と低抵抗体とを同一のセ
ラミックまたは同質のセラミックで構成することができ
るために剥離、金属酸化等の問題がない。また発熱体の
両端部も含めて一端側から他端側まで発熱体本体で構成
されている。このため中央の発熱部と両端部との境界部
分の均一性がそこなわれる問題もない。従つて耐久性の
あるセラミック質発熱体が製造できる。

本発明の製造方法に用いられる未焼結の発熱体本体は導
電性の第１セラミック粉末を成形したものである。第１
セラミック粉末とは従来のセラミックＭ発熱体を製Ｔｉ
するために用いられた導電性原料粉末をそのまま使用し
てもよい。例えば炭化珪素粉末、シリサイド粉末、窒化
珪素とかアルミナ等の絶縁性粉末とチタニウムナイトラ
イド、チタニウムカーバイト等の導電性粉末との混合粉
末等が使用できる。発熱体本体はこれらの導電性第１セ
ラミック粉末を成形して一定の形状にしたものである。

この成形方法としては従来公知の種々の成形方法を用い
ることができる。特に、製造コストが安い押出成形で断
面一定の長尺状成形体とするのが有利である。

導電性の第２セラミック粉末を成形して得られる未焼結
の抵抗低下体は発熱体本体の両端部に取り付けられて一
体的に焼結される部材であり、導電部の抵抗を低下させ
る部材である。この抵抗低下体を形成する導電性の第２
セラミック粉末は上記した導電性の第１セラミック粉末
と同じ又は同種のものを用いるのが好ましいが同一条件
で一体的に焼結できるものであれば同種のものでなくと
もよい。ここで同種のものとは第１セラミック粉末と第
２セラミック粉末の主要構成成分が同一であることをい
う。第２セラミックス粉末は第１セラミック粉末の導電
性粉末の配合層を増加させる等の処理をしたものが好ま
しい。

本発明の製造方法では上記した発熱体粉末の両端部に上
記した抵抗低下体を導電性の第３ｔ？ラミツク粉末を主
剤とするペーストで粘着させる。ここで第３セラミック
粉末とは、上記した第１ｔ？ラミツク粉末、第２セラミ
ック粉末と同一もしくは同種のものが好ましい。しかし
バインダとして結合作用を有するものであれば同種のも
のでなくともよい。また第１セラミック粉末および第２
セラミック粉末を構成する導電性セラミック粉末のみで
構成してもよい。

本発明の製造方法では、上記発熱体本体と抵抗低下体と
を粘着させた後、該ペーストを乾燥させ、その後焼成す
る。この乾燥、焼成工程は通常のセラミック′！Ｊ発熱
体の乾燥、焼結工程と基本的に同一であり、ベース１−
を乾燥し発熱体本体および抵抗１（下体を焼結すること
により両者を一体化するものである。

発熱体本体の形状としては第１図、第２図に示す断面円
形、方形等の棒状、管状等の長尺体が好ましい。発熱体
本体が管状の長尺体である場合に抵抗低下体としては管
状の中心孔に挿入される形状のもの、あるいは棒状、管
状の外周部にリング状に１うちの等とすることができる
。また発熱体本体が長尺の板状の場合には抵抗低下体も
その外周面に貼り付けるシート状とするのがよい。

抵抗低下体はセラミック押出成形、射出成形で成形して
もよい。またバインダを含んだ柔軟性のあるシート状と
し、これを巻いて筒状としたものでもよい。

また発熱体本体と抵抗低下体の接合面積を増加させるた
め接合面に溝、突条を設けることも望ましい。

以下実施例により説明する。

粒ｔｌ！！０．８μの窒化珪素粉末７０重澁％と窒化チ
タニウム粉末３０重通％との混合粉末よりなる第１ｔ？
ラミツク粉末を調整した。この第１セラミック粉末１ｏ
Ｏ重ｌ１ｉｔ部に７重量部の有機バインダを混合し、従
来のセラミック押出成形方法で管状の長尺体を形成し、
所定長さに切断した。その後この押出成形体を定法に従
い脱脂し未焼結の発熱体本体を得た。

第１セラミック粉末と同一の窒化珪素粉末および窒化チ
タニウム粉末を用い、窒化珪素粉末の配合量を６０重ｆ
ｆｉ％、窒化チタニウムの配合量を４０重１％とした第
２セラミック粉末を調整した。

この第２セラミック粉末１００重量部に７重量部の有機
バインダを用い、中心部に内径１．０ｍｍの細孔をもつ
肉厚管状の棒状体を押出し、長さ１８０Ｉ１ｍに切断し
た。これを発熱体本体と同様に脱脂し、未焼結の抵抗低
下体を得た。

上記発熱体本体の両端部の中心孔に、窒化珪素６０重量
％、窒化チタニウム４０重連％よりなるペーストを用い
て上記した抵抗低下体を粘着させた。ペーストを構成す
る液体を蒸発させ十分に乾燥した後、Ｎ２雰囲気下で１
７００℃４時間焼成した。これにより第１図にその一部
欠損所面を示すセラミック質発熱体１を得た。このセラ
ミック質発熱体は内径６■、外径８１１１Ｌ長さ７００
ＩＲＩｌの発熱体本体１１と、その両端部に中心細孔直
径１ｍ＋＋の細孔をもつ良さ１５０１Ｈの抵抗低下体１
２とが一体的に焼結されたものであった。

このセラミックス発熱体１を用いてその両端部に銀ペー
ストを塗布した後コバール合金でできた端子２をそれぞ
れ取り付は第２図に示ず遠赤外線ヒータを製造した。そ
してこれら端子２−２間に１００ボルトの電圧を印加し
て暖房器具の発熱体として使用した。この発熱体は遠赤
外線を放出するもので発熱体中央部の温度は７００℃で
あったのに対し電楊部の温度は２００℃以下であった。

また上記の電圧を印加した状態で約５０００時間使用し
たが発熱体の両端部および端子部の劣化、亀裂はまった
く見られなかった。

Ｃ発明の効果１ 本発明の製造方法で製造されるセラミック質発熱体は発
熱体本体の両端部にそれぞれ抵抗低下体が一体的に焼結
されている。このために両端部は発熱体本体の中央部の
発熱部に比較して断面積が大きいＪまた抵抗低下体を発
熱体本体より導電性の高い物質で作ることができ、この
場合にはより一層両端部における発熱が少な（なる。ま
た発熱体本体および抵抗低下体ともにセラミックスであ
るために金属で見られるような酸化劣化がきわめて少な
い。かつ−法的に焼結されているために剥離等の問題が
生じず耐久性の良いセラミックス発熱体となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例で製造されたセラミックス発熱
体の一部欠損全体図、第２図は第１図のセラミックス発
熱体を用いて製造した遠赤外線ヒータの一部欠損全体図
、第３図は発熱体本体の他の一例を示す全体斜視図、第
４図は発熱体本体と抵抗低下体との接合状態を示す端面
図、第５図は第４図と同様の他の例を示す端面図である
。 １・・・発熱体　　　　　　２・・・端子４．１１・・
・発熱体本体 ５．１２・・・抵抗低下体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性の第１セラミック粉末を成形して得られた
   未焼結の発熱体本体の両端部で両該端部を結ぶ方向に伸
   びる外周面または内周面に、導電性の第２セラミック粉
   末を成形して得られた未焼結の抵抗低下体を、導電性の
   第３セラミック粉末を主剤とするペーストで粘着させた
   後、該ペーストを乾燥、焼成することを特徴とするセラ
   ミック質発熱体の製造方法。
2. （２）第１セラミック粉末と第２セラミック粉末は同一
   または同種のセラミック粉末である特許請求の範囲第１
   項記載の製造方法。
3. （３）第１セラミック粉末は耐熱性絶縁粉末と導電性粉
   末との混合粉末であり、第２セラミック粉末は該導電性
   粉末の配合量が該第１セラミック粉末の該導電性粉末よ
   り多い該導電性粉末と該耐熱性絶縁粉末との混合粉末で
   ある特許請求の範囲第２項記載の製造方法。
4. （４）発熱体本体はセラミック押出成形で得られた断面
   一定の管状である特許請求の範囲第１項記載の製造方法
   。
5. （５）抵抗低下体は管状の発熱体本体の内周面形状と対
   応するわずかに小さい外周面形状をもつ特許請求の範囲
   第４項記載の製造方法。
6. （６）抵抗低下体は中心部に貫通孔をもつ特許請求の範
   囲第５項記載の製造方法。