[发明专利]火花塞或点火器电极以及使用该电极的火花塞或点火器

说明书

本发明涉及火花塞或点火器电极，该电极包括正负电极。这样电极的端头或嵌入件，和使用该电极的火花塞和点火器。自然，一般火花塞被用在内燃发动机上，用来点火，点火器是用于透平发动机的一般类型。

在现代高性能发动机上的趋势是要求具有更加精确的性能。

存在朝向长寿命火花塞的一种趋势，更进一步讲，无铅燃料的推广使火花塞制造商使用不同的和新的材料成为可能。

因此，火花塞，特别是其电极的寿命鉴于对其所增加的要求变得更加重要。

本发明的目的是提供用于火花塞电极的嵌入件或端头，使用上述部件的火花塞电极和火花塞，其中这些电极是直立的，具有精确的使用价值。

根据本发明，提供一种火花塞或点火电极，其特征在于该电极，或安在电极上或装入该电极的端头或嵌入件，它至少由一种或多种金属间化合物制成，该金属间化合物具有1400℃以上的熔点，可对其中的一种或多种金属间化合物进行选择，使其具有足够的韧度，耐热冲击性和导电率。

应知道的是，在该说明书中，术语“端头”被解释成包括固定到一个电极上的衬垫、层或其它分离元件。最好把这样的一个端头结合到象镍成镍合金电极部分上，利用扩散焊接或类似方式。

本发明的进一步特征是提供从这样一些组成小组中所选的金属间化合物成多个金属间化合物，这些小组包括：钌和铝（在此之后称为铝化钌）;钌、铝和镍;铂和铝;钌和钛;镍和铝;钛和铝、钌和锆;钌和钽;铁和铝;铌和铝;钼和硅;铱和铌;铱和铪;铱和钛;铱和钽;以及提供用以构成二或多金相材料从而在一或多个其它金相上有选择地被扩散的金属间材料。

金属间化合物在合金系中是固态的金属间金相，一般在化学性质不类似的金属间形成。它们经常具有相对简单的化学计量比例，并且经常具有均一的窄的组成范围（或者甚至一种固定的组成），原子结合特性是从金属粒子到离子变化的，经常相信它们具有象导电性差这样的基本非金属特性（S.H.Avner，物理冶金学导论，McGraw-Hill第二版，P149）。众所周知它们具有高熔点和良好的抗氧化作用。但是，它们表现出的差延展性和其它“非金属”性能的现象已经阻碍金属间化合物作为一种工程材料被广泛使用。目前已成功地研究出一些金属间化合物，并且已经发现许多用途，-但是，它们仍不能在设想的范围，尤其是在高温的气体透平机中使用。因此人们关心的是选择适用于实现本发明的金属间化合物或多种金属间化合物。

铝化钌（目前指金属间化合物）和另外一些金属间化合物的特殊优点是在室温呈现明显的韧性：有高熔点，良好的抗氧化性;以及突出的耐腐蚀性。这些材料在升高温和在腐蚀性介质中呈现的热力学上的稳定性是最优的。也已证明，这些化合物呈现出足够的导电率和导热率，以及对热疲劳的足够耐性。

特别是，嵌入件是二或多金相材料，它由铝化钌，过量的钌;特别是含有80和99重量百分比的Ru;最好是约90重量百分比的Ru所组成。

但是，象铝化钌这样的一些金属间化合物用象熔化和铸造这样的常规技术，考虑到其很高的熔点（对于铝化钌近约2050℃）;在熔化状态中耐熔物质上铝化钌和其它金属间化合物的腐蚀侵害;以及在随后高温下铝的挥发等的观点上看，制造是困难的。

然而，申请人已经发明许多用于这样金属间化合物制造的工艺，和这样的一种工艺构成申请人的南非专利94/3636号的主题，上述专利题为“有序金属间化合物的制造”。

在那个专利中，我们描述了一种用于金属间贵金属化合物的生产，其中，把粉末形式的所要求的金属紧密地与要求相当量的粉末铝相混合，上述粉末铝是基本的至少在金属间化合物产品中占有粉末金属和铝的化学配比的原子比例上大的成分。把紧密混合后的粉末成形到一定形体中，这使用象排气、尤其是用钽或钼箔和钛容器中封装。这样的任何必要优选步骤，随后，用在压力下加热来进行反应热等压（reactive  hot  isostatic  pressing）随后在升高的温度上实现任何所要求的均一化。

在铝化钌情况下，作为进一步试验所选的材料，铝化钌颗粒尺寸的范围在22和72μm之间，贵金属的范围平均从13到58μm。优选的粉末尺寸在铝的情况下为22μm，在贵金属情况下为13μm。压缩压力最好从415和750MPa之间的范围选择，最好进行约500°温度的预热和制备，在约1600℃温度上烧结约12小时。