特許 6052249 アルミナ質焼結体、及びスパークプラグ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6052249

(24)【登録日】2016年12月9日

(45)【発行日】2016年12月27日

(54)【発明の名称】アルミナ質焼結体、及びスパークプラグ

(51)【国際特許分類】

   C04B 35/111 20060101AFI20161219BHJP

   H01T 13/38 20060101ALI20161219BHJP

   H01B 3/12 20060101ALI20161219BHJP

【ＦＩ】

   C04B35/10 D

   H01T13/38

   H01B3/12 337

   H01B3/12 333

   H01B3/12 336

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-150827(P2014-150827)

(22)【出願日】2014年7月24日

(65)【公開番号】特開2016-23122(P2016-23122A)

(43)【公開日】2016年2月8日

【審査請求日】2016年1月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】特許業務法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】今田 将太

【審査官】 佐溝 茂良

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１２０４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０９５７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２０８２９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２８３８６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０４Ｂ ３５／１１１

Ｈ０１Ｂ ３／１２

Ｈ０１Ｔ １３／３８

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アルミナ結晶からなる主相（２）と、該主相（２）に分散された結晶相（３）とを有するアルミナ質焼結体（１）であって、
上記結晶相（３）は、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄、２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂、２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂、及びＭｇＯ・ＳｉＯ₂からなるグループから選ばれる少なくとも１種の化合物からなり、
上記アルミナ質焼結体（１）の断面において、任意の１００μｍ×１００μｍの領域内における上記結晶相（３）の平均粒子径が０．４μｍ〜５．３μｍであり、
上記領域内における粒径１μｍ〜５μｍの上記結晶相（３）の数が８個〜４１２個であることを特徴とするアルミナ質焼結体（１）。

【請求項2】

上記結晶相（３）は少なくともＭｇＡｌ₂Ｏ₄からなることを特徴とする請求項１に記載のアルミナ質焼結体（１）。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のアルミナ質焼結体（１）からなる絶縁碍子（４２）を有することを特徴とするスパークプラグ（４）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アルミナ結晶からなる主相と、該主相に分散された結晶相とを有するアルミナ質焼結体に関する。

【背景技術】

【0002】

アルミナ質焼結体は、耐熱性及び耐電圧性に優れているため、各種自動車部品等の絶縁碍子に用いられている。近年、特に自動車用スパークプラグ等の小型化が要求されており、スパークプラグの絶縁碍子の肉厚を小さくすることが望まれている。また、スパークプラグには、高電圧化が要求されている。したがって、スパークプラグの絶縁碍子用のアルミナ質焼結体には、より高い耐電圧性能が要求されている。

【0003】

そこで、従来、アルミナを主成分とし、Ｓｉ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｂ等からなる第１添加成分と、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等からなる第２添加成分とを含有する絶縁材料が提案されている（特許文献１参照）。かかる絶縁材料においては、Ｍｎ成分とＣｒ成分との両方を添加することにより、高融点の複合酸化物相が形成される。その結果、絶縁材料の耐電圧性の向上が可能になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−２４７７２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述の従来の絶縁材料においては、結晶相がアルミナ質焼結体内でランダムに形成されてしまうため、焼結体内における耐電圧特性にバラツキが生じ易い。その結果、焼結体全体としての耐電圧性能が不十分になるおそれがある。

【0006】

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、耐電圧の高いアルミナ質焼結体及びこれを用いたスパークプラグを提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、アルミナ結晶からなる主相と、該主相に分散された結晶相とを有するアルミナ質焼結体であって、
上記結晶相は、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄（スピネル）、２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂（コージェライト）、２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂（フォルステライト）、及びＭｇＯ・ＳｉＯ₂（ステアタイト）からなるグループから選ばれる少なくとも１種の化合物からなり、
上記アルミナ質焼結体の断面において、任意の１００μｍ×１００μｍの領域内における上記結晶相の平均粒子径が０．４μｍ〜５．３μｍであり、
上記領域内における粒径１μｍ〜５μｍの上記結晶相の数が８個〜４１２個であることを特徴とするアルミナ質焼結体にある。

【0008】

本発明の他の態様は、上記アルミナ質焼結体からなる絶縁碍子を有することを特徴とするスパークプラグにある。

【発明の効果】

【0009】

上記アルミナ質焼結体は、上記特定の化合物からなる結晶相を有し、該結晶相の平均粒子径や数が上記所定の範囲に調整されている。即ち、上記アルミナ質焼結体においては、上記特定の大きさの結晶相が上記特定の数で点在している。その結果、アルミナ質焼結体内における耐電圧のバラツキがほとんどなく、アルミナ質焼結体は、高い耐電圧を示すことができる。

【0010】

また、上記スパークプラグは、耐電圧の高い上記アルミナ質焼結体からなる絶縁碍子を有している。そのため、上記スパークプラグの高電圧化が可能になると共に、絶縁碍子の肉厚を小さくすることが可能になる。したがって、小型で高出力のスパークプラグの実現が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施例１における、アルミナ質焼結体の電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）分析の結果（カラーマップ）を示す説明図。

【図2】実施例１における、アルミナ質焼結体のＸ線回折パターンを示す説明図。

【図3】実施例１における、結晶相の平均粒子径と耐電圧との関係を示す説明図。

【図4】実施例１における、粒径１〜５μｍの結晶相の数と耐電圧との関係を示す説明図。

【図5】実施例１における、助剤成分の好ましい配合割合の範囲を示す三角座標図。

【図6】実施例３における、スパークプラグの全体構造を示す半断面図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

次に、アルミナ質焼結体の好ましい実施形態について説明する。
アルミナ質焼結体において、アルミナ結晶からなる主相の含有量は、例えば９５質量％以上であり、結晶相の含有量は例えば５質量％以下である。また、主相の含有量は９９質量％以下であることが好ましく、結晶相の含有量は１質量％以上であることが好ましい。主相及び結晶相の組成が上記範囲の場合には、アルミナ質焼結体の耐電圧をより高めることができる。

【0013】

アルミナ質焼結体において、結晶相は主相内に分散されている。結晶相は、主相を構成するアルミナ結晶の結晶粒内に存在してもよく、結晶粒界に存在してもよい。

【0014】

アルミナ質焼結体の製造には、原料として、α−アルミナ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、及び活性アルミナ（γ−Ａｌ₂Ｏ₃）等が用いられる。これらの原料を用いて例えば下記の第１混合工程と、第２混合工程と、造粒工程と、成形工程と、焼成工程とを行うことによりアルミナ質焼結体を得ることができる。

【0015】

第１混合工程においては、上述の原料のうち、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、及びγ−Ａｌ₂Ｏ₃から選ばれる少なくとも２種以上を例えば水等の液体中で混合する。第２混合工程においては、第１混合工程後に得られる混合物に対して、α−アルミナ、及び第１混合工程において添加していない残りの原料を混合する。第１混合工程及び第２混合工程における各原料の混合比は、結晶相の化合物の種類や、主相と結晶相との含有量等に応じて適宜調整することができる。第１混合工程及び第２混合工程においては、必要に応じて分散剤やバインダを使用してもよい。上記のように、原料としてα−アルミナの他に活性アルミナを用い、さらに混合工程を少なくとも２回に分け、α−アルミナからなる主剤を混合する前に、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、及びγ−Ａｌ₂Ｏ₃からなる助剤のうち、少なくとも２種類を予め混合する。これにより、助剤同士の反応性を高めることができる。その結果、上述のようにアルミナ質焼結体における結晶相の平均粒子径を所定の範囲内に調整することが可能になると共に、粒径１μｍ〜５μｍの上記結晶相の数を上記所定の範囲内に調整することが可能になる。さらに、上述のごとく助剤同士の反応性が高まることにより、アルミナ質焼結体の気孔率を小さくすることができる。アルミナ質焼結体の気孔率は０．５％以下であることが好ましい。

【0016】

造粒工程においては、第２混合工程後に得られるスラリー状の混合物を、スプレー乾燥により乾燥する。これにより、造粒粉を得ることができる。
成形工程においては、造粒粉を所望の形状に成形することにより、成形体を得る。
焼成工程においては、成形体を焼成する。これにより、アルミナ質焼結体を得ることができる。焼成温度は、例えば１４５０〜１６５０℃である。

【0017】

アルミナ質焼結体は、各種絶縁材料として用いられる。特に、自動車用のスパークプラグに適用することにより、その優れた耐電圧特性を十分に生かすことができる。即ち、自動車エンジンにおいては、近年、所謂リーン状態での燃料の着火が望まれており、スパークプラグの高電圧化が要求されている。そのため、スパークプラグ内の絶縁碍子にも高い耐電圧特性が要求される。

【実施例】

【0018】

（実施例１）
本例は、結晶相の粒径や分散状態の異なる複数のアルミナ質焼結体（試料Ｘ１〜Ｘ２５）を作製し、これらの耐電圧を比較する例である。各試料のアルミナ質焼結体１は、アルミナからなる主相２と、該主相２中に分散された結晶相３とを有する（図１参照）。結晶相３は、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄（スピネル）、２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂（コージェライト）、２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂（フォルステライト）及びＭｇＯ・ＳｉＯ₂（ステアタイト）からなるグループから選ばれる少なくとも１種の化合物からなる。まず、以下のようにして、各試料のアルミナ質焼結体を作製した。本例においては、後述の実施例３において示す自動車のスパークプラグ用の絶縁碍子形状のアルミナ質焼結体を製造する。

【0019】

具体的には、まず、主剤として、純度９９．９質量％以上のアルミナからなり、平均粒子径０.４〜３.０μｍのα−アルミナ粒子の粉末を準備した。α−アルミナの平均粒子径は、レーザ回折・散乱法によって求めた粒度分布における体積積算値５０％での粒径を意味する。また、助剤として、ＳｉＯ₂（酸化ケイ素）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、及びγ−Ａｌ₂Ｏ₃（活性アルミナ）の各粉末を準備した。各粉末の純度は９７質量％以上である。

【0020】

次いで、撹拌翼を備える混合タンク内に水を添加し、さらに混合タンク内に助剤（ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、及びγ−Ａｌ₂Ｏ₃）を添加した。撹拌翼により撹拌を行い、助剤を水に分散させた。次に、混合タンク内に、主剤（α−Ａｌ₂Ｏ₃）と適量のバインダとを添加し、撹拌翼により撹拌を行った。このようにして、主剤と助剤との混合物スラリーを得た。混合物スラリー中の主剤と助剤との配合割合については、主剤と助剤との合計１００質量％に対して、主剤が９５〜９９質量％であり、助剤が１〜５質量％である。また、助剤の各成分（ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、γ−Ａｌ₂Ｏ₃）の配合割合は、結晶相の化合物の種類（スピネル、コージェライト、フォルステライト、又はステアタイト）に応じて適宜調整することができる。

【0021】

次に、上記のようにして得られた混合物スラリーを造粒スプレー乾燥により乾燥させて、造粒粉を得た。この造粒粉を碍子形状に成形し、成形体を得た。次いで、成形体を焼成し、碍子形状のアルミナ質焼結体を得た。焼成温度は１４５０〜１６５０℃、焼成時間は１〜３時間である。本例においては、各助剤成分の配合割合を変えることにより、後述の表１に示すように、結晶相の種類、平均粒子径、分散状態（粒径１〜５μｍの結晶相の個数）が異なる２５種類のアルミナ質焼結体（試料Ｘ１〜Ｘ２５）を得た。

【0022】

各試料のアルミナ質焼結体における結晶相の平均粒子径及び個数は、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）分析により測定した。ＥＰＭＡ分析装置としては、(株)島津製作所製のＥＰＭＡ−１６１０を用いた。具体的には、各試料の任意の断面（鏡面研磨面）について、ＥＰＭＡ分析を行った。ＥＰＭＡにおける倍率は、例えば１００００倍である。代表例として試料Ｘ６に関するＥＰＭＡによる分析結果を図１に示す。図１は２０μｍ×２０μｍの領域を示す。図１より知られるように、本例のアルミナ質焼結体１は、アルミナ結晶からなる主相２と、主相２に分散された結晶相３とを有する。試料Ｘ６の結晶相３は、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄（スピネル）からなる。図１において、黒い部分が主相２であり、結晶相３は、白〜灰色の部分である。

【0023】

上述のＥＰＭＡによる分析結果に基づいて、アルミナ質焼結体１の断面の任意の１００μｍ×１００μｍの領域内における結晶相３の平均粒子径を測定した（図１参照）。各結晶相３の粒径は、ＥＰＭＡ分析結果における各結晶相３の円相当径から求められる。即ち、各結晶相３の面積と同面積の円の直径を結晶相３の粒径とし、その算術平均を求めることにより平均粒子径が求められる。各試料の断面について任意の１００μｍ×１００μｍの領域内における結晶相３の平均粒子径を後述の表１に示す。

【0024】

また、上述の任意の１００μｍ×１００μｍの領域内における粒径１μｍ〜５μｍの結晶相３の数を算出した。この所定粒径の結晶相の数も上述のＥＰＭＡ分析により測定することができる。即ち、各試料の断面の任意の１００μｍ×１００μｍの領域内における所定粒径の結晶相３の数を算出した。その結果後述の表１に示す。

【0025】

また、各試料の結晶相の結晶構造をＸ線回折装置（(株)リガク製の「ＲＩＮＴ２１００」）によって調べた。具体的には、測定範囲２０．０〜６０．０°、スキャン幅０．０２°、加速電圧４０ｋＶ、電流２０ｍＡという条件で測定した。ＸＲＤパターンの一例として、試料Ｘ６の結果を図２に示す。図２においては、矢印Ａで示されるアルミナ由来のピークの他に、矢印Ｂで示されるスピネル（ＭｇＡｌ₂Ｏ₄）由来のピークが観察された。図示を省略するが、コージェライト、フォルステライト、ステアタイトの結晶相もＸＲＤ分析によって調べることができる。各試料の結晶相の構造を表１に示す。

【0026】

次に、耐電圧測定装置を用いて、各試料のアルミナ質焼結体の耐電圧を測定した。具体的には、碍子形状のアルミナ複合焼結体に、耐電圧測定装置の内部電極を挿入した。また、円形リング状の外部電極をアルミナ複合焼結体の外周に嵌め込み、測定点が常にアルミナ焼結体の厚さ１．０±０．０５ｍｍとなるように配置した。次いで、内部電極と外部電極との間に、定電圧電源から発振器とコイルとにより発生させた高電圧を印加した。このとき、オシロスコープで電圧値をモニターしながら、３０サイクル／秒の周波数で１ｋＶ／秒ずつ電圧を上昇させた。そして、アルミナ質焼結体が絶縁破壊したときの電圧を測定し、これを耐電圧とした。その結果を表１に示す。さらに、表１の結果に基づいて、結晶相の平均粒子径と耐電圧との関係を図３に示し、粒径１〜５μｍの結晶相の数と耐電圧との関係を図４に示す。

【0027】

【表1】

【0028】

表１より知られるように、試料Ｘ１〜Ｘ１１は、結晶相がスピネルからなるアルミナ質焼結体である。試料Ｘ１２〜Ｘ１６は、結晶相がコージェライトからなるアルミナ質焼結体である。試料Ｘ１７〜Ｘ２０は、結晶相がフォルステライトからなるアルミナ質焼結体である。試料Ｘ２１〜Ｘ２５は、結晶相がステアタイトからなるアルミナ質焼結体である。これらのうち、焼結体断面の任意の１００μｍ×１００μｍの領域内における結晶相の平均粒子径が０．４μｍ〜５．３μｍの範囲内にあり、かつ粒径１〜５μｍの結晶相の数が８個〜４１２個のアルミナ質焼結体（試料Ｘ３〜Ｘ９、Ｘ１３、Ｘ１４、Ｘ１８、Ｘ１９、Ｘ２３、Ｘ２４）は、３０ｋＶ以上という高い耐電圧を示した（表１、図３、及び図４参照）。なお、図３においては、平均粒子径が０．４μｍ〜５．３μｍの領域を矢印で示し、図４においては、粒径１〜５μｍの結晶相の数が８個〜４１２個の領域を矢印で示している。これに対し、結晶相の平均粒子径が小さすぎたり又は大きすぎたり、さらに、所定粒径の結晶相の数が少なすぎたり又は多すぎたりするアルミナ質焼結体（試料Ｘ１、Ｘ２、Ｘ１０〜Ｘ１２、Ｘ１５〜Ｘ１７、Ｘ２０〜Ｘ２２、Ｘ２５）は、耐電圧が低かった（表１、図３、及び図４参照）。

【0029】

また、表１、図３、及び図４より知られるように、結晶相がＭｇＡｌ₂Ｏ₄からなる場合には、特に、耐電圧の向上効果が顕著になる。したがって、アルミナ質焼結体の結晶相は少なくともＭｇＡｌ₂Ｏ₄からなることが好ましい。

【0030】

また、本例のアルミナ質焼結体を製造するにあたっては、上述のように原料としてα−アルミナの他に活性アルミナを用いている。さらに混合工程を少なくとも２回に分け、α−アルミナからなる主剤を混合する前に、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、及びγ−Ａｌ₂Ｏ₃からなる助剤のうち、少なくとも２種類を予め混合している。そのため、助剤同士の反応性を高めることが可能になる。その結果、本例のように、原料の配合割合を調整することにより、結晶相の平均粒子径を所定の範囲内に調整することが可能になると共に、粒径１μｍ〜５μｍの結晶相の数を上記所定の範囲内に調整することが可能になる。その結果、上述のように、耐電圧の高いアルミナ質焼結体の製造が可能になる。

【0031】

試料Ｘ３〜Ｘ９、Ｘ１３、Ｘ１４、Ｘ１８、Ｘ１９、Ｘ２３、Ｘ２４の作製においては、各助剤成分（ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、及びγ−Ａｌ₂Ｏ₃）の配合割合を図５に示す範囲（ドットによる網掛け領域）に調整した。即ち、各助剤成分の組成比を、ＳｉＯ₂：ＭｇＯ：γ−Ａｌ₂Ｏ₃＝ａ：ｂ：ｃ（ａ＋ｂ＋ｃ＝１００質量％）とすると、各助剤成分を頂点とする三角座標において、Ａ（１０、８５、５）、Ｂ（８５、１０、５）、Ｃ（１０、１０、８０）の３点で囲まれる範囲内に助剤成分の配合（点（ａ、ｂ、ｃ））が調整されている。上記範囲内で助剤成分を配合することにより、結晶相の平均粒子径及び所定の大きさの結晶相の数を上述の所望の範囲内に調整することが可能になる。その結果、上述のように耐電圧の高いアルミナ質焼結体の製造が可能になる。

【0032】

一方、上述の３点で囲まれる範囲外において、ＭｇＯが多くかつγ−Ａｌｌ₂Ｏ₃が少ない領域や、ＭｇＯが少なくかつＳｉＯ₂が多い領域においては、ガラス相が生成する。即ち、この場合には、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄、２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂、２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂、及びＭｇＯ・ＳｉＯ₂からなるグループから選ばれる少なくとも１種の化合物からなる結晶相が十分に生成しない。また、上述の３点で囲まれる範囲外におけるＳｉＯ₂が少なく、γ−Ａｌ₂Ｏ₃が多い領域においては、焼結が十分に進行せず、目的の複合酸化物の生成が進行しなくなる。

【0033】

（実施例２）
本例は、実施例１における試料Ｘ４〜Ｘ６と同じ配合組成のアルミナ質焼結体を実施例１とは異なる製造方法により製造し、これらの結晶相の平均粒子径、結晶相の個数、耐電圧を調べる例である。本例においては、試料Ｘ４と同じ配合組成で作製した３種類のアルミナ質焼結体（試料Ｘ２６〜試料Ｘ２８）、試料Ｘ５と同じ配合組成で作製した３種類のアルミナ質焼結体（試料Ｘ２９〜試料Ｘ３１）、試料Ｘ６と同じ配合組成で作製した３種類のアルミナ質焼結体（試料Ｘ３２〜試料Ｘ３４）についてそれぞれ説明する。

【0034】

試料Ｘ２６、試料Ｘ２９、及び試料Ｘ３２は、活性アルミナを用いなかった点を除いては、実施例１と同様にして作製したアルミナ質焼結体である。試料Ｘ２６、試料Ｘ２９、及び試料Ｘ３２は、活性アルミナを用いない代わりにα−アルミナの量を増やすことにより、各試料Ｘ４、試料Ｘ５、試料Ｘ６とそれぞれ同じ配合組成で原料を混合し、その他は実施例１と同様にして作製した。

【0035】

試料Ｘ２７、試料Ｘ３０、及び試料Ｘ３３は、実施例１のように主剤と助剤とをそれぞれ別々に混合するのではなく、主剤と助剤とを一度に混合タンク内に添加した点を除いては、実施例１と同様にして作製したアルミナ質焼結体である。
試料Ｘ２８、試料Ｘ３１、試料Ｘ３４は、活性アルミナを用いずに、さらに、主剤と助剤とを一度に混合タンク内に添加した点を除いては、実施例１と同様にして作製したアルミナ質焼結体である。

【0036】

これらの試料Ｘ２６〜Ｘ３４についても、実施例１と同様に、結晶相の平均粒子径と、粒径１〜５μｍの結晶相の個数、耐電圧を調べた。その結果を表２に示す。なお、表２における「検出不可」とは、非晶質のガラス相が形成されていたことを意味する。また、表２には、比較用として、実施例１において作製した試料Ｘ４〜６の結果を併記する。

【0037】

【表2】

【0038】

表２並びに実施例１の表１より知られるように、活性アルミナを使用し、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、及びγ−Ａｌ₂Ｏ₃から選ばれる少なくとも２種以上を水等の液体中で混合し、その後にα−アルミナ等の残りの原料を混合することにより、結晶相の平均粒子径及び粒径１μｍ〜５μｍの結晶相の数を所定の範囲内に調整することが可能になる。即ち、この場合には、結晶相の平均粒子径が０．４μｍ〜５．３μｍであり、粒径１μｍ〜５μｍの結晶相の数が８個〜４１２個のアルミナ質焼結体の製造が可能になる（表２の試料Ｘ４、試料Ｘ５、試料Ｘ６、並びに実施例１の表１参照）。これに対し、活性アルミナを使用しなかった場合や、主剤と助剤とを一度に混合した場合には、平均粒子径や特定の大きさの結晶相の数を上記範囲に調整することが困難になる（試料Ｘ２６〜Ｘ３４）。その結果、耐電圧に優れたアルミナ質焼結体が得られない。

【0039】

（実施例３）
本例は、実施例１のアルミナ質焼結体からなる絶縁碍子を備えるスパークプラグの例である。図６に示すごとく、スパークプラグ４は、自動車用エンジンの点火栓などに適用される。スパークプラグ４は、エンジンの燃焼室を区画形成するエンジンヘッド（図示略）に設けられたねじ穴に挿入されて固定される。スパークプラグ４は、導電性の例えば低炭素鋼等の鉄鋼材料等からなる円筒形状の取付金具４１を有している。この取付金具４１の外周面には、エンジンブロック（図示略）に固定するための取付用ネジ部４１５が設けられている。本例において、取付用ネジ部４１５の呼び径は１０ｍｍ以下であり、取付用ネジ部４１５は、ＪＩＳ（日本工業規格）でいうＭ１０以下のものである。

【0040】

取付金具４１の内部には、絶縁碍子４２が収納されて固定されている。絶縁碍子４２は、実施例１の試料Ｘ５のアルミナ複合焼結体からなる。この絶縁碍子４２の先端部４２１は、取付金具４１の先端部４１１から突出している。絶縁碍子４２の軸孔４２５には中心電極４３が固定されており、中心電極４３は取付金具４１に対して絶縁保持されている。中心電極４３は、例えば内材がＣｕ等の熱伝導性に優れた金属材料、外材がＮｉ基合金等の耐熱性及び耐食性に優れた金属材料により構成された円柱体からなる。

【0041】

図６に示されるように、中心電極４３は、その先端部４３１が絶縁碍子４２の先端部４２１から突出するように設けられている。このようにして、中心電極４３は、その先端部４３１が突出した状態で、取付金具４１に収納されている。

【0042】

一方、接地電極４４は、例えばＮｉを主成分とするＮｉ基合金からなる柱形状をなすものである。本例の接地電極４４は、角柱形状をなしており、一端側が取付金具４１の先端部４１１に溶接などにより固定されている。接地電極４４の中間部は略Ｌ字に曲げられている。接地電極４４の他端側の側面４４１は、火花放電ギャップ４０を介して中心電極４３の先端部４３１と対向している。

【0043】

中心電極４３の先端部４３１には、貴金属チップ４５が先端部４３１から突出して設けられている。また、接地電極４４の側面４４１には、貴金属チップ４６が側面４４１から突出して設けられている。これら貴金属チップ４５、４６は、Ｉｒ（イリジウム）合金やＰｔ（白金）合金等からなり、電極母材４３、４４にレーザ溶接や抵抗溶接等にて接合されている。

【0044】

火花放電ギャップ４０は、２つの貴金属チップ４５、４６の先端面間の空隙である。この火花放電ギャップ４０の大きさは、例えば１ｍｍ程度にすることができる。

【0045】

また、絶縁碍子４２の先端部４２１とは反対側の部位において、絶縁碍子４２の軸孔４２５には中心電極４３の取り出し用のステム４７が設けられている。このステム４７は、導電性を有し、棒状であり、絶縁碍子４２の軸孔４２５内部において、中心電極４３と導電性のガラスシール４８を介して電気的に接続されている。

【0046】

本例のスパークプラグ１は、実施例１の試料Ｘ５のアルミナ質焼結体からなる絶縁碍子４２を有している。そのため、絶縁碍子４２は、高い耐電圧性能を発揮することができる。それ故、スパークプラグ１の小型化及び高電圧化が可能になる。なお、本例においては、実施例１の試料Ｘ５のアルミナ質焼結体を用いた例について説明したが、実施例１において高い耐電圧を示した試料Ｘ３、Ｘ４、Ｘ６〜Ｘ９、Ｘ１３、Ｘ１４、Ｘ１８、Ｘ１９、Ｘ２３、Ｘ２４のアルミナ質焼結体を用いることもできる。即ち、断面における任意の１００μｍ×１００μｍの領域内における結晶相の平均粒子径が０．４μｍ〜５．３μｍの範囲内にあり、かつ粒径１〜５μｍの結晶相の数が８〜４１２個のアルミナ質焼結体からなる絶縁碍子を用いることにより、本例と同様の効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0047】

１ アルミナ質焼結体
２ 主相
３ 結晶相

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図1】