Способ изготовления полупроводникового элемента запальной свечи

 

Сущность изобретения: при изготовлении полупроводникового элемента запальной свечи на его рабочую поверхность наносят состав, содержащий медь и окись хрома, при этом полупроводниковый элемент выполняют из окиси хрома и окиси висмута при следующем соотношении компонентов, мас.%: Cr₂O₃ 99,0-99,1; Bi₂O₃ 1,0 -0,1 обжиг его производят при температуре 16400...1660C, цикл обжига 8 ч, а сжигание состава, содержащего медь и окись хрома, нанесенного на рабочую поверхность полупроводникового элемента, производят при температуре 1180....1200C в течение 10...20 мин. 2 табл.

Изобретение относится к технологии изготовления свечей поверхностного разряда, применяемых в системах зажигания для газотурбинных двигателей (ГТД).

Известен способ изготовления полупроводникового элемента для запальной свечи [1] из шихты, включающей окись хрома, двуокись циркония, окись алюминия, окись кальция и двуокись кремния при следующем соотношении компонентов, мас.

Cr₂O₃ 94 ZrO₂ 1 Al₂O₃ 0,74 CaO 1,16 SiO₂ 3,10, заключающийся в том, что подготовку компонентов шихты и формование полупроводникового элемента производят по общепринятой в керамическом производстве технологии, обжиг элемента осуществляют в электрической печи при температуре 164020^oC, полупроводниковый элемент может применяться соединенным с изолятором или без изолятора в зависимости от конструктивных особенностей свечей.

Недостатками описанного технического решения являются низкий ресурс, неудовлетворительная эрозионная стойкость, "объемные утечки", исключающие возникновение разряда на поверхности полупроводникового элемента.

Частично устранить недостатки вышеописанного технического решения в части повышения эрозионной стойкости, ликвидации "объемных утечек", повышения ресурса свечи позволило использование технического решения [2] заключающегося в нанесении на рабочую поверхность изолятора из корундовой керамики шихты, содержащей медь, молибден, окись хрома и окись никеля в следующих соотношениях, мас.

Порошок меди 68 Порошок молибдена 2 Окись хрома 28 Окись никеля 2 Шихта вжигалась в окислительной среде при 1230+20^oC, выдержка в течение 20.30 мин.

Недостатками данного технического решения [2] являются относительно низкие ресурс и термостойкость свечи.

Технический задачей изобретения является дальнейшее повышение ресурса и термостойкости свечи.

Сущность изобретения заключается в том, что при изготовлении полупроводникового элемента запальной свечи на его рабочую поверхность наносят состав, содержащий медь и окись хрома, при этом полупроводниковый элемент выполняют из окиси хрома и окиси висмута при следующем соотношении компонентов, мас.

Cr₂O₃ 99,0 99,9
Bi₂O₃ 1,0 0,1,
обжиг его производят при 1640.1660^oC, цикл обжига 8 ч, а вжигание состава, содержащего медь и окись хрома, нанесенного на рабочую поверхность полупроводникового элемента, производят при температуре 1180.1200^oC в течение 10.20 мин.

Именно сочетание полупроводникового элемента, выполненного из шихты состава, мас.

Cr₂O₃ 99,0 99,9
Bi₂O₃ 1,0 0,1,
обожженного при температуре 1640.1660^oC в течение 8 ч, с полупроводниковым покрытием, состоящим из смеси порошков меди и окиси хрома, нанесенным на рабочий торец полупроводникового элемента и вожженным при 1180.1200^oC в течение 10.20 мин, позволяет повысить ресурс и термостойкость свечи.

Именно предлагаемый режим синтеза полупроводникового элемента позволяет получить необходимые свойства. При понижении температуры синтеза и сокращения циклов обжига не удается получить необходимой степени спекания. При повышении температуры синтеза выше указанных пределов и увеличении продолжительности обжига получается полупроводниковый элемент с конечным значением омического сопротивления R(.) в объеме (порядка 5000 10000 кОм), что приводит к "объемным утечкам", а при вжигании покрытия при более высокой температуре происходит обеднение рабочего поверхностного слоя покрытия за счет значительной диффузии материала покрытия вглубь полупроводникового элемента, что приводит к снижению ресурса.

Ниже приведен пример реализации способа изготовления полупроводникового элемента запальной свечи.

1. Из компонентов, согласно рецептам, приведенным в табл.1, по общеизвестной технологии формуются полупроводниковые элементы.

2. Обжиг полупроводникового элемента производится в электрической печи при температуре 165010^oC, цикл обжига 8 ч.

3. На рабочий торец полупроводникового элемента наносится паста, содержащая порошок меди и окиси хрома в соотношении 7:3 и органическую связку в количестве 0,8 г на 1 г шихты, которая затем вжигается при температуре 1180. 1200^oC и выдержке в течение 10.20 мин.

Сравнительные характеристики свечей с полупроводниковыми элементами, изготовленными по известным [1 и 2] и предлагаемому способам, приведены в табл.2.

В связи с изложенным следует, что именно сочетание полупроводникового элемента, выполненного из шихты состава, мас.

Cr₂O₃ 99,0 99,9
Bi₂O₃ 1,0 0,1,
обожженного при 1640.1660^oC в течение 8 ч, с полупроводниковым покрытием, состоящим из смеси порошков меди и окиси хрома, нанесенным на рабочий торец полупроводникового элемента и вожженным при 1180.1200^oC в течение 10. 20 мин, позволяет повысить ресурс свечи в 1,5 2 раза и ее термостойкость на 200^oC.

Формула изобретения

Способ изготовления полупроводникового элемента запальной свечи из шихты на основа окиси хрома с обжигом в течение 8 ч при температуре 1640-1660^oC, отличающийся тем, что в состав шихты вводят окись висмута при следующем соотношении компонентов, мас.

Cr₂O₃ 99,0 99,4
Bi₂O₃ 1,0 0,1
а на рабочую поверхность полупроводникового элемента при температуре 1180-1200^oC в течение 10-20 мин вжигают состав, содержащий медь и окись хрома.

РИСУНКИ

Рисунок 1