CH340561A - Ferromagnetic material with a nearly rectangular hysteresis loop and process for its manufacture - Google Patents

Ferromagnetic material with a nearly rectangular hysteresis loop and process for its manufacture

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CH340561A
CH340561A CH340561DA CH340561A CH 340561 A CH340561 A CH 340561A CH 340561D A CH340561D A CH 340561DA CH 340561 A CH340561 A CH 340561A
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manganese
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hysteresis loop
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Geldermans Pieter
Ban Pieter Van Den
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Philips Nv
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/26Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on ferrites
    • C04B35/2608Compositions containing one or more ferrites of the group comprising manganese, zinc, nickel, copper or cobalt and one or more ferrites of the group comprising rare earth metals, alkali metals, alkaline earth metals or lead
    • C04B35/2625Compositions containing one or more ferrites of the group comprising manganese, zinc, nickel, copper or cobalt and one or more ferrites of the group comprising rare earth metals, alkali metals, alkaline earth metals or lead containing magnesium

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Description

  

      Ferromagnetisches    Material mit einer nahezu     rechteckigen        Hystereseschleife     und Verfahren zu dessen Herstellung    Magnetkerne mit einer nahezu rechteckigen       Hystereseschleife    sind für verschiedene Anwendun  gen von Bedeutung. Man verwendet diese Art von  Kernen unter anderem für sog.      <  < magnetische    Ge  dächtnisse . Solche magnetische Gedächtnisse be  nutzt man u. a. in Rechenmaschinen und für auto  matische Kontrollen. Diese Kerne finden eine weitere  Anwendung bei magnetischen Schaltern.  



  Das Mass der     Rechteckigkeit    der     Hystereseschleife     kann auf verschiedene Weise quantitativ zum Aus  druck gebracht werden. Eine Bedingung für genü  gende     Rechteckigkeit    ist, dass der Wert des Quotien  ten
EMI0001.0009  
   wenigstens 0,7 beträgt und dass ausserdem  der     (R.)",.,-Wert    wenigstens 0,5 ist. Zur Erläuterung  der Bedeutung des erwähnten Quotienten wird auf       Fig.    1 verwiesen, die eine schematische Darstellung  eines Teils einer     Sättigungs-Magnetisierungskurve    ist.

    In dieser Figur bezeichnet     B=    die     remanente    Induk  tion und     Bd    diejenige Induktion, bei der sich die       Hystereseschleife    gerade schliesst. In der Praxis ist  es häufig nicht einfach,     Bd    mit grosser Genauigkeit  zu messen. Man findet aber leicht einen annähernd  richtigen Wert für     Bd    auf Basis des Mittelwertes der  Induktionen nach     teilweiser        Magnetisierung    bzw.

    teilweiser     Entmagnetisierung    (mit zwischenzeitlicher  Sättigung), wobei die beiden Induktionen bei dersel  ben Feldstärke gemessen werden, die derart gewählt       wird,        dass        die        Induktionen        um        mehr        als    1     %"        jedoch          um        weniger        als    3     %        voneinander        abweichen.        Bei        

  den     beim Zustandekommen der vorliegenden Erfindung  durchgemessenen Proben wurde auf diese Weise  verfahren. Wenn hier vom Quotienten
EMI0001.0039  
   die Rede  ist, so wird immer vorausgesetzt, dass an einem ring  förmigen Magnetkern mit einem konstanten Quer-    schnitt des     ferromagnetischen    Materials über den  ganzen Umfang des Ringes und mit einem Aussen  durchmesser von höchstens     1,6mal    den Innendurch  messer gemessen wurde.  



  Ein weiteres Mass für die     Rechteckigkeit    der       Hystereseschleife    des     ferromagnetischen    Materials ist  das sog.     Rechteckigkeitsverhältnis        (R,)n""X..    Für die  Bedeutung dieser Grösse wird auf     Fig.    2 verwiesen,  die eine schematische Darstellung eines Teils einer       Magnetisierungskurve    darstellt, die sich auf einen  Fall bezieht, in dem vor dem Erreichen der magne  tischen Sättigung mit der     Entmagnetisierung    ange  fangen wurde. Die Grösse     (R,).",    wird als  
EMI0001.0051     
    definiert.

   Der Quotient
EMI0001.0052  
   ist eine Funktion der  angelegten grössten Feldstärke     H",.    Es ergibt sich,  dass dieser Quotient für einen bestimmten Wert von       H""    der meist wenig von der     Koerzitivkraft        H,    ab  weicht, einen Höchstwert hat. Dieser     Höchstwert    des  Quotienten wird mit dem Symbol     (RS)",a,    angedeutet.

    Die zur Bestimmung von     (R,).",    erforderlichen Mes  sungen von     BW.)    und wurden beim Zu  standekommen der Erfindung
EMI0001.0061  
       gleichfalls    an ringför  migen Magnetkernen     mit    einem konstanten Quer  schnitt des     ferromagnetischen    Materials längs des  ganzen     Umfanges    des Ringes und mit einem Aussen  durchmesser von höchstens 1,6 mal den Innendurch  messer durchgeführt.  



  Bei den Anwendungen von     ferromagnetischen     Materialien mit einer nahezu rechteckigen Hysterese-      schleife handelt es sich meist um     Hochfrequenzwech-          selströme    und es kommt also darauf an, das Auf  treten von Wirbelströmen möglichst zu vermeiden.  Bei der     Verwendung    von     feriomagnetischen    Legie  rungen kann dies dadurch erfolgen, dass die Magnet  kerne aus gegenseitig isolierten, sehr dünnen Schich  ten des     ferromagnetischen    Materials aufgebaut wer  den. Es ist aber häufig äusserst schwer, wenn nicht  unmöglich, diese Schichten hinreichend dünn zu  machen.

   Es ist daher vorteilhaft, bei diesen hohen  Frequenzen     oxydische        Ferromagnetmaterialien    zu  verwenden, die aus     dreiwertigem    Eisenoxyd,     Fe203,     in Verbindung mit bestimmten zweiwertigen Oxyden,  wie     Cu0,        Mg0,        MnO    und     NiO    aufgebaut sind, denn  diese Stoffe haben an sich bereits eine sehr geringe  elektrische Leitfähigkeit.  



  Es hat sich ergeben, dass     ferromagnetische    Werk  stoffe, die aus Oxyden von Eisen, Mangan und  Magnesium,     innerhalb    gewissen Konzentrationsbe  reichen bestehen, bei Verarbeitung zu einem     ferro-          magnetischen    Körper eine nahezu rechteckige     Hyste-          reseschleife    haben und ausserdem eine ganz niedrige       Koerzitivkraft    besitzen. Es ist einleuchtend, dass eine  niedrige     Koerzitivkraft    für die betreffenden Mate  rialien eine günstige Eigenschaft ist, da sie beim  praktischen Gebrauch der betreffenden Magnetkerne  zu einer Energieersparnis führt.  



       Beim        ferromagnetischen    Material nach der Er  findung liegt das     Verhältnis    der Mengen an Eisen,  Mangan und Magnesium umgerechnet auf Gewichts  prozente der Oxyde     Fe2O3,        MgO    und     MnO,    im Be  reich von 50 bis 70 Gewichtsprozent     Fe203,    bis 10  Gewichtsprozent     Mg0,    Rest     MnO..     



  Beim Verfahren zur Herstellung eines     ferro-          magnetischen    Materials nach der Erfindung wird ein  das genannte     Verhältnis    ergebendes Gemisch von  einem     Manganoxyd,        Eisen-(111)-oxyd    und     Magne-          siumoxyd    bei einer Temperatur von 1150 bis 1450  C  gesintert. Anstelle der Oxyde lassen sich auch Ver  bindungen der betreffenden Metalle verwenden, die  unter den beim Sintern herrschenden Verhältnissen  in Oxyde übergehen können, z. B. Karbonate oder  Sulfate der betreffenden Metalle.

           Ausf        iihrungsbeispiel       Ein Gemisch von     Fe203,        MnC03    und     MgO    wird       während    zwei Stunden mit Alkohol in einer rotie  renden Kugelmühle gemahlen, darauf getrocknet,  durch Erhitzung auf etwa 700  C eine Stunde     vorge-          sintert,    und die     vorgesinterte    Masse abgekühlt und  sechzehn Stunden lang mit Alkohol in     einer        Vibra-          tionsmühle    gemahlen.

   Das so erhaltene Pulver wird  getrocknet und gesiebt und nach dem Zusatz eines  Bindemittels körnig gemacht und mit einem Druck  von 4     Tonnen/cm2    zu Ringen gepresst. Darauf folgt  die     Endsinterung.     



  Für die Messungen von
EMI0002.0052  
   und     (Ra)",..,    alle bei  Zimmertemperatur durchgeführt, wurden die so er  haltenen Ringe, die einen Innendurchmesser von    3,8 mm und einen Aussendurchmesser von 5,9 mm  hatten, mit 20 Sekundärwindungen     Litzdraht    und  vier Primärwindungen dünnem Kupferdraht ver  sehen. Die Ringe wurden dadurch vorher entmagne  tisiert, dass durch die Primärwicklung ein Wechsel  strom von stetig abnehmender Stärke geleitet wurde.  Die Messungen erfolgten nach dem sog.  ballisti  schen  Verfahren (vgl.     Bozorth,         Ferromagnetism ,     1951, Seite 843 usw.).  



  In nachstehender Tabelle 1 sind
EMI0002.0057  
   und     (R,)",ax     von einigen Materialien nach der Erfindung mit den  entsprechenden Zusammensetzungen, auf Gewichts  prozente     Mg0,        MnO,    und     Fe203    umgerechnet, an  gegeben.

    
EMI0002.0062     
  
    <I>Tabelle <SEP> 1</I>
<tb>  Zusammensetzung
<tb>  Gew.% <SEP> Gew.% <SEP> Gew.% <SEP> Br <SEP> (R )max
<tb>  Mg0 <SEP> Mn02 <SEP> Fea03
<tb>  7,6 <SEP> 32,5 <SEP> 59,9 <SEP> 0,98 <SEP> 0,84
<tb>  6,5 <SEP> 41,9 <SEP> 51,6 <SEP> 0,96 <SEP> 0,80
<tb>  3,6 <SEP> 39,0 <SEP> 57,4 <SEP> 0,91 <SEP> 0,76
<tb>  3,1 <SEP> 47,2 <SEP> 49,7 <SEP> 0,95 <SEP> 0,74       Bei der Herstellung der Proben, auf die sich  diese Tabelle bezieht, wurden zwischen 1250 und  1350  C wechselnde     Sintertemperaturen    angewendet,  wobei mal in Sauerstoff, mal in Luft oder Stickstoff  gesintert wurde.  



  Günstig sind Materialien, die als     Mangan-Magne-          siumferrite    mit einem bestimmten Überschuss an  Mangan aufzufassen sind. Es konnte nicht mit  Sicherheit festgestellt werden, in welcher Form dieser  Überschuss an Mangan in den betreffenden Materia  lien vorhanden ist. Es hat sich ergeben, dass das       Rechteckigkeitsverhältnis        (R,)",",    bei im übrigen glei  chen Herstellungsverhältnissen des Materials eine  Funktion- des Überschusses an Mangan gegenüber  einer Zusammensetzung entsprechend der Formel  a     MnO    - (1-a)     MgO    -     Fe203     ist, wobei a zwischen 0,5 und 1 liegt. Die nachfol  genden Tabellen 2 und 3 mögen zur Beweisführung  dienen.

    
EMI0002.0071     
  
    <I>Tabelle <SEP> 2</I>
<tb>  Rohstoffe <SEP> Zusammensetzung,
<tb>  entsprechend <SEP> dem <SEP> umgerechnet <SEP> auf
<tb>  nachstehenden <SEP> Gew. <SEP> % <SEP> der <SEP> Oxyde
<tb>  atomaren <SEP> Verhält- <SEP> Mg0, <SEP> Mnoa <SEP> (R$)max <SEP> (Hel)max
<tb>  nis <SEP> abgewogen <SEP> und <SEP> Fez03
<tb>  Mg <SEP> Mn <SEP> Fe <SEP> <B>MgO</B> <SEP> MnOQ <SEP> Fea03
<tb>  0,50 <SEP> 0,75 <SEP> 2 <SEP> 8,2 <SEP> 26,6 <SEP> 65,2 <SEP> 0,53 <SEP> 1,6
<tb>  0,50 <SEP> 1,00 <SEP> 2 <SEP> 7,5 <SEP> 32,6 <SEP> 59,9 <SEP> 0,77 <SEP> 1,2
<tb>  0,50 <SEP> 1,25 <SEP> 2 <SEP> 7,0 <SEP> 37,6 <SEP> 55,4 <SEP> 0,61 <SEP> 1,4
<tb>  0,50 <SEP> 1,50 <SEP> 2 <SEP> 6,5 <SEP> 42,0 <SEP> 51,5 <SEP> 0,61 <SEP> 1,4       Bei der Herstellung der Proben, auf die sich die  Tabelle 2 bezieht, wurde immer bei 1320  C in Luft  gesintert.

      
EMI0003.0001     
  
    <I>Tabelle <SEP> 3</I>
<tb>  Rohstoffe <SEP> Zusammensetzung,
<tb>  entsprechend <SEP> dem <SEP> umgerechnet <SEP> auf
<tb>  nachstehenden <SEP> Gew. <SEP> % <SEP> der <SEP> Oxyde <SEP> )max
<tb>  atomarenVerhält- <SEP> Mg0, <SEP> MnO, <SEP> <B>(RB)maX</B> <SEP> (Hm
<tb>  nis <SEP> abgewogen <SEP> und <SEP> Fea0g
<tb>  Mg <SEP> Mn <SEP> Fe <SEP> <B>MgO</B> <SEP> MnO2 <SEP> Fea0g
<tb>  0,25 <SEP> 1,00 <SEP> 2 <SEP> 3,9 <SEP> 33,8 <SEP> 62,3 <SEP> 0,78 <SEP> 1,3
<tb>  0,25 <SEP> 1,25 <SEP> 2 <SEP> 3,6 <SEP> 39,3 <SEP> 57,0 <SEP> 0,82 <SEP> 1,3
<tb>  0,25 <SEP> 1,50 <SEP> 2 <SEP> 3,3 <SEP> 43,5 <SEP> 53,2 <SEP> 0,76 <SEP> 1,2
<tb>  0,25 <SEP> 1,75 <SEP> 2 <SEP> 3,1 <SEP> 47,3 <SEP> 49,6 <SEP> 0,61 <SEP> 1,2       Bei der Herstellung der Proben, auf die sich die  Tabelle 3 bezieht, wurde immer bei 1300  C in  Stickstoff gesintert.  



  Aus diesen Werten ergibt sich, dass die besten       (R,)""",-Werte    bei     einem        überschuss    an Mangan wie  in einer Zusammensetzung entsprechend der Formel       (a+b)        MnO        #    (1 -a)     Mg0        #        Fe203     erhalten wurden, wobei a zwischen 0,5 und 1 liegt  und b = 0,25 bis 0,75 ist.  



  Die Werte von     (Hlyl)"laY    sind in den Tabellen 2  und 3 verzeichnet. Da, wie bereits früher bemerkt  wurde, (H ).a, nur wenig von der     Koerzitivkraft        H,     abweicht, geben diese Zahlenwerte also einen Ein  druck von der Grösse der     Koerzitivkraft    in     Oersted.     



  Auch hat sich ergeben, dass     (R,)"",    durch die  Wahl der     Endsintertemperatur    beeinflusst wird. Die  Tabelle 4, die dies beweist, bezieht sich auf Proben  mit einer Zusammensetzung entsprechend 7,5 Ge  wichtsprozent     Mg0,    32,6 Gewichtsprozent     Mn02     und 59,5 Gewichtsprozent     Fe2O3.    Diese Proben wur  den durch Sintern in Luft bei verschiedenen Tempe  raturen erhalten.

    
EMI0003.0021     
  
    <I>Tabelle <SEP> 4</I>
<tb>  Sintertemperatur <SEP> (Ra)max <SEP> (Hm)max
<tb>  1250  <SEP> C <SEP> 0,65 <SEP> 2,0
<tb>  1320  <SEP> C <SEP> 0,77 <SEP> 1,2
<tb>  1355  <SEP> C <SEP> 0,65 <SEP> 1,2
<tb>  1390  <SEP> C <SEP> 0,55 <SEP> 1,2
<tb>  1400  <SEP> C <SEP> 0,54 <SEP> 1,4       Es ergab sich, dass eine     Sinterung    in einer Stick  stoffatmosphäre bei einer Temperatur von etwa  1300  C zur Erzielung eines hohen     (R,)"""-Wertes     besonders günstig ist.

   So hatte eine Probe mit einer  Zusammensetzung entsprechend 7,0 Gewichtsprozent       Mg0,    37,6 Gewichtsprozent     Mn02    und 55,4 Ge  wichtsprozent     Fe203,    welche durch     Sinterung    in  Stickstoff bei 1300  C erhalten wurde, einen     (Rg)maä     Wert von 0,80 bei einem (H )"",.,-Wert von 1,5,  während eine Probe mit einer Zusammensetzung ent-    sprechend 3,6 Gewichtsprozent     Mg0,    39,3 Gewichts  prozent     Mn02    und 57,1 Gewichtsprozent     Fe2O3,     unter gleichen Verhältnissen gesintert, einen     (R,)","     Wert von 0,82 bei einem     (H.).",    -Wert von 1,3  hatte.  



  Aus den vorstehenden Angaben ergibt sich, dass  eine     Sintertemperatur    von 1250-1350  C im allge  meinen günstig ist; die Zusammensetzung beeinflusst  naturgemäss die Lage der günstigsten     Sintertempera-          tur.    Eine     Sinterung    in Stickstoff bei einer Temperatur  von etwa 1300  C kann zu hohen     (R,)."    -Werten,  sogar von 0,80 und höher führen, wenigstens bei  einem hinreichenden     überschuss    an Mangan, der  auch wieder nicht zu gross sein darf.



      Ferromagnetic material with an almost rectangular hysteresis loop and process for its production Magnetic cores with an almost rectangular hysteresis loop are important for various applications. This type of core is used, among other things, for so-called <<magnetic memories. Such magnetic memories be used u. a. in calculating machines and for automatic controls. These cores are also used in magnetic switches.



  The degree of squareness of the hysteresis loop can be expressed quantitatively in various ways. A condition for sufficient squareness is that the value of the quotient is th
EMI0001.0009
   is at least 0.7 and that, in addition, the (R.) ",., value is at least 0.5. To explain the meaning of the quotient mentioned, reference is made to FIG. 1, which is a schematic representation of part of a saturation magnetization curve .

    In this figure, B = denotes the remanent induction and Bd denotes the induction at which the hysteresis loop just closes. In practice, it is often not easy to measure Bd with great accuracy. However, it is easy to find an approximately correct value for Bd based on the mean value of the induction after partial magnetization or

    partial demagnetization (with intermittent saturation), the two inductions being measured at the same field strength, which is selected such that the inductions differ by more than 1% "but by less than 3%

  the samples measured in the making of the present invention were performed in this manner. If here from the quotient
EMI0001.0039
   When talking about it, it is always assumed that measurements have been made on a ring-shaped magnetic core with a constant cross-section of the ferromagnetic material over the entire circumference of the ring and with an outer diameter of no more than 1.6 times the inner diameter.



  Another measure of the squareness of the hysteresis loop of the ferromagnetic material is the so-called squareness ratio (R,) n "" X .. For the meaning of this variable, reference is made to FIG. 2, which is a schematic representation of part of a magnetization curve which is refers to a case in which the demagnetization was started before the magnetic saturation was reached. The size (R,). ", Is called
EMI0001.0051
    Are defined.

   The quotient
EMI0001.0052
   is a function of the greatest applied field strength H ",. It follows that this quotient has a maximum value for a certain value of H" ", which usually differs little from the coercive force H. This maximum value of the quotient is indicated by the symbol ( RS) ", a, indicated.

    The measurements of BW.) Required to determine (R,). ", Measurements were made when the invention came about
EMI0001.0061
       also carried out on ringför shaped magnetic cores with a constant cross section of the ferromagnetic material along the entire circumference of the ring and with an outer diameter of at most 1.6 times the inner diameter.



  When using ferromagnetic materials with an almost rectangular hysteresis loop, it is mostly a matter of high-frequency alternating currents and it is therefore important to avoid the occurrence of eddy currents as far as possible. When using feriomagnetic alloys, this can be done by building the magnet cores from mutually insulated, very thin layers of the ferromagnetic material. However, it is often extremely difficult, if not impossible, to make these layers sufficiently thin.

   It is therefore advantageous to use oxidic ferromagnetic materials at these high frequencies, which are composed of trivalent iron oxide, Fe203, in conjunction with certain divalent oxides such as Cu0, Mg0, MnO and NiO, because these substances already have a very low electrical level Conductivity.



  It has been shown that ferromagnetic materials, which consist of oxides of iron, manganese and magnesium within certain concentration ranges, have an almost rectangular hysteresis loop when processed into a ferromagnetic body and also have a very low coercive force. It is evident that a low coercive force is a favorable property for the relevant materials, since it leads to an energy saving in the practical use of the relevant magnetic cores.



       In the ferromagnetic material according to the invention, the ratio of the amounts of iron, manganese and magnesium, converted to percentages by weight of the oxides Fe2O3, MgO and MnO, ranges from 50 to 70 percent by weight Fe203, up to 10 percent by weight Mg0, remainder MnO ..



  In the method for producing a ferromagnetic material according to the invention, a mixture of manganese oxide, iron (111) oxide and magnesium oxide resulting in the said ratio is sintered at a temperature of 1150 to 1450.degree. Instead of the oxides, compounds of the metals in question can also be used, which can turn into oxides under the conditions prevailing during sintering, eg. B. carbonates or sulfates of the metals concerned.

           EXEMPLARY EXAMPLE A mixture of Fe 2 O 3, MnCO 3 and MgO is ground for two hours with alcohol in a rotating ball mill, then dried, pre-sintered by heating to about 700 ° C. for one hour, and the pre-sintered mass is cooled and mixed with alcohol for sixteen hours ground in a vibration mill.

   The powder obtained in this way is dried and sieved and, after the addition of a binder, made granular and pressed into rings at a pressure of 4 tons / cm2. This is followed by the final sintering.



  For the measurements of
EMI0002.0052
   and (Ra) ", .., all carried out at room temperature, the rings obtained in this way, which had an inner diameter of 3.8 mm and an outer diameter of 5.9 mm, were seen with 20 secondary turns of stranded wire and four primary turns of thin copper wire The rings were demagnetized beforehand by conducting an alternating current of steadily decreasing strength through the primary winding. The measurements were made according to the so-called ballistic method (cf. Bozorth, Ferromagnetism, 1951, page 843, etc.).



  In Table 1 below are
EMI0002.0057
   and (R,) ″, ax of some materials according to the invention with the corresponding compositions, converted to weight percentages of MgO, MnO, and Fe 2 O 3.

    
EMI0002.0062
  
    <I> Table <SEP> 1 </I>
<tb> composition
<tb> wt.% <SEP> wt.% <SEP> wt.% <SEP> Br <SEP> (R) max
<tb> Mg0 <SEP> Mn02 <SEP> Fea03
<tb> 7.6 <SEP> 32.5 <SEP> 59.9 <SEP> 0.98 <SEP> 0.84
<tb> 6.5 <SEP> 41.9 <SEP> 51.6 <SEP> 0.96 <SEP> 0.80
<tb> 3.6 <SEP> 39.0 <SEP> 57.4 <SEP> 0.91 <SEP> 0.76
<tb> 3.1 <SEP> 47.2 <SEP> 49.7 <SEP> 0.95 <SEP> 0.74 During the production of the samples to which this table refers, between 1250 and 1350 C were alternating Sintering temperatures applied, with sintering sometimes in oxygen, sometimes in air or nitrogen.



  Materials that are to be regarded as manganese-magnesium ferrites with a certain excess of manganese are favorable. It could not be determined with certainty in what form this excess of manganese is present in the relevant materials. It has been found that the squareness ratio (R,) ",", with otherwise the same production ratios of the material, is a function of the excess of manganese compared to a composition according to the formula a MnO - (1-a) MgO - Fe 2 O 3, where a is between 0.5 and 1. The following tables 2 and 3 may serve as evidence.

    
EMI0002.0071
  
    <I> Table <SEP> 2 </I>
<tb> raw materials <SEP> composition,
<tb> according to <SEP> the <SEP> converted to <SEP>
<tb> the following <SEP> wt. <SEP>% <SEP> of the <SEP> oxides
<tb> atomic <SEP> ratio- <SEP> Mg0, <SEP> Mnoa <SEP> (R $) max <SEP> (Hel) max
<tb> nis <SEP> weighed <SEP> and <SEP> Fez03
<tb> Mg <SEP> Mn <SEP> Fe <SEP> <B> MgO </B> <SEP> MnOQ <SEP> Fea03
<tb> 0.50 <SEP> 0.75 <SEP> 2 <SEP> 8.2 <SEP> 26.6 <SEP> 65.2 <SEP> 0.53 <SEP> 1.6
<tb> 0.50 <SEP> 1.00 <SEP> 2 <SEP> 7.5 <SEP> 32.6 <SEP> 59.9 <SEP> 0.77 <SEP> 1.2
<tb> 0.50 <SEP> 1.25 <SEP> 2 <SEP> 7.0 <SEP> 37.6 <SEP> 55.4 <SEP> 0.61 <SEP> 1.4
<tb> 0.50 <SEP> 1.50 <SEP> 2 <SEP> 6.5 <SEP> 42.0 <SEP> 51.5 <SEP> 0.61 <SEP> 1.4 When producing the Samples to which Table 2 refers were always sintered at 1320 ° C. in air.

      
EMI0003.0001
  
    <I> Table <SEP> 3 </I>
<tb> raw materials <SEP> composition,
<tb> according to <SEP> the <SEP> converted to <SEP>
<tb> the following <SEP> weight <SEP>% <SEP> of the <SEP> oxides <SEP>) max
<tb> atomic behavior- <SEP> Mg0, <SEP> MnO, <SEP> <B> (RB) maX </B> <SEP> (Hm
<tb> nis <SEP> weighed <SEP> and <SEP> Fea0g
<tb> Mg <SEP> Mn <SEP> Fe <SEP> <B> MgO </B> <SEP> MnO2 <SEP> Fea0g
<tb> 0.25 <SEP> 1.00 <SEP> 2 <SEP> 3.9 <SEP> 33.8 <SEP> 62.3 <SEP> 0.78 <SEP> 1.3
<tb> 0.25 <SEP> 1.25 <SEP> 2 <SEP> 3.6 <SEP> 39.3 <SEP> 57.0 <SEP> 0.82 <SEP> 1.3
<tb> 0.25 <SEP> 1.50 <SEP> 2 <SEP> 3.3 <SEP> 43.5 <SEP> 53.2 <SEP> 0.76 <SEP> 1.2
<tb> 0.25 <SEP> 1.75 <SEP> 2 <SEP> 3.1 <SEP> 47.3 <SEP> 49.6 <SEP> 0.61 <SEP> 1.2 When manufacturing the Samples to which Table 3 refers were always sintered at 1300 C in nitrogen.



  It follows from these values that the best (R,) "" ", values were obtained with an excess of manganese as in a composition corresponding to the formula (a + b) MnO # (1 -a) MgO # Fe 2 O 3, where a is between 0.5 and 1 and b = 0.25 to 0.75.



  The values of (Hlyl) "laY are recorded in Tables 2 and 3. Since, as was already noted earlier, (H) .a deviates only slightly from the coercive force H, these numerical values give an impression of the size the coercive force in Oersted.



  It has also been found that (R,) "", is influenced by the choice of the final sintering temperature. Table 4, which proves this, relates to samples with a composition corresponding to 7.5 percent by weight Mg0, 32.6 percent by weight Mn02 and 59.5 percent by weight Fe2O3. These samples were obtained by sintering in air at various temperatures.

    
EMI0003.0021
  
    <I> Table <SEP> 4 </I>
<tb> Sintering temperature <SEP> (Ra) max <SEP> (Hm) max
<tb> 1250 <SEP> C <SEP> 0.65 <SEP> 2.0
<tb> 1320 <SEP> C <SEP> 0.77 <SEP> 1.2
<tb> 1355 <SEP> C <SEP> 0.65 <SEP> 1.2
<tb> 1390 <SEP> C <SEP> 0.55 <SEP> 1.2
<tb> 1400 <SEP> C <SEP> 0.54 <SEP> 1.4 It was found that sintering in a nitrogen atmosphere at a temperature of around 1300 C to achieve a high (R,) "" - Value is particularly cheap.

   For example, a sample with a composition corresponding to 7.0 percent by weight of Mg0, 37.6 percent by weight of Mn02 and 55.4 percent by weight of Fe203, which was obtained by sintering in nitrogen at 1300 C, had a (Rg) maä value of 0.80 for a (H) "",., - value of 1.5, while a sample with a composition corresponding to 3.6 percent by weight of Mg0, 39.3 percent by weight of Mn02 and 57.1 percent by weight of Fe2O3, sintered under the same proportions, has a ( R,) "," had a value of 0.82 with an (H.). ", Value of 1.3.



  From the above information it follows that a sintering temperature of 1250-1350 C is generally favorable; the composition naturally influences the location of the most favorable sintering temperature. Sintering in nitrogen at a temperature of around 1300 C can lead to high (R,). "Values, even 0.80 and higher, at least with a sufficient excess of manganese, which again must not be too large.

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE I. Ferromagnetisches Material für Magnetkerne mit einer nahezu rechteckförmigen Hystereseschleife, welches aus Oxyden von Eisen, Mangan und Magne sium aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Mengen an Eisen, Mangan und Magne sium umgerechnet auf Gewichtsprozente der Oxyde Fe203, Mg0 und Mn02 im Bereich von 50 bis 70 Gewichtsprozent Fe<B>0.,</B> bis 10 Gewichtsprozent Mg0, Rest MnO, liegt. PATENT CLAIMS I. Ferromagnetic material for magnetic cores with an almost rectangular hysteresis loop, which is made up of oxides of iron, manganese and magnesium, characterized in that the ratio of the amounts of iron, manganese and magnesium converted to percentages by weight of the oxides Fe203, Mg0 and MnO2 is in the range from 50 to 70 percent by weight Fe 0., to 10 percent by weight Mg0, the remainder being MnO. 1I. Verfahren zur Herstellung eines ferromagne- tischen Materials nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein das genannte Verhältnis er gebendes Gemisch von einem Manganoxyd, Eisen- (III)-oxyd und Magnesiumoxyd bei einer Temperatur von 1150 bis 1450 C gesintert wird. 1I. Process for the production of a ferromagnetic material according to patent claim I, characterized in that a mixture of manganese oxide, iron (III) oxide and magnesium oxide giving the said ratio is sintered at a temperature of 1150 to 1450 C. UNTERANSPRÜCHE 1. Ferromagnetisches Material nach Patentan spruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Mangan menge grösser ist als bei einer Zusammensetzung ent sprechend der Formel a MnO - (1-a) MgO - Fe203 wobei a zwischen 0,5 und 1 liegt. SUBClaims 1. Ferromagnetic material according to patent claim I, characterized in that the amount of manganese is greater than in the case of a composition corresponding to the formula a MnO - (1-a) MgO - Fe 2 O 3 where a is between 0.5 and 1. 2. Ferromagnetisches Material nach Patentan spruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Mangan menge gleich der bei einer Zusammensetzung ent sprechend der Formel (a + b) MnO - (1-a) MgO - Fe203 ist, wobei<I>a</I> zwischen 0,5 und 1 liegt und<I>b</I> = 0,25 bis 0,75 ist. 3. Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterung bei einer Tempe ratur zwischen 1250 und 1350 C erfolgt. 4. 2. Ferromagnetic material according to patent claim I, characterized in that the amount of manganese is equal to that of a composition corresponding to the formula (a + b) MnO - (1-a) MgO - Fe 2 O 3, where <I> a </ I > is between 0.5 and 1 and <I> b </I> = 0.25 to 0.75. 3. The method according to claim 1I, characterized in that the sintering takes place at a temperature between 1250 and 1350 C. 4th Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Sinterung bei einer Tempe ratur von annähernd 1300 C in einer Stickstoff atmosphäre erfolgt. Process according to claim II, characterized in that the sintering takes place at a temperature of approximately 1300 C in a nitrogen atmosphere.
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