DE1088862B - Process for the production of ferromagnetic, ceramic bodies - Google Patents
Process for the production of ferromagnetic, ceramic bodiesInfo
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Description
υ υ J.1 J^ jυ υ J.1 J ^ j
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung hat ein Verfahren zur Herstellung ferromagnetischer Materialien zum Gegenstand, die zur Verwendung in den gyromagnetischen Effekt auf dem Gebiet der Wellenhohlleiter (im Gebiet der Zentimeterwellen) ausnutzenden Vorrichtungen bestimmt sind.The invention has a process for the production of ferromagnetic materials to the subject for use in the gyromagnetic effect in the field of wave waveguides (in the field of centimeter waves) utilizing devices are intended.
Diese Vorrichtungen können im besonderen Umschalter, Phasenschieber, Modulatoren, Weichen oder Trennvorrichtungen für elektromagnetische Wellen oder Wellenfilter sein, d. h. Vorrichtungen, die in den beiden Übertragungsrichtungen einer elektromagnetischen Welle verschiedene Dämpfungen aufweisen, wobei die vorstehende Aufzählung nicht erschöpfend ist.These devices can in particular changeover switches, phase shifters, modulators, switches or Electromagnetic wave separators or wave filters; d. H. Devices that are in the both directions of transmission of an electromagnetic wave have different attenuations, the above list is not exhaustive.
Die Eigenschaften der Materialien sind im folgenden für den besonderen Fall einer den Faraday-Effekt ausnutzenden Vorrichtung angegeben, worin das Material in Gestalt eines zylindrischen Stäbchens mit Kreisquerschnitt verwendet wird, das in die Achse eines kreisrunden Wellenleiters gebracht und einem dauernden Längsmagnetfeld ausgesetzt ist. Ein am Eingang des Geräts durch einen passenden Übergang angeschlossener rechteckiger Wellenleiter führt dort eine geradlinig polarisierte Welle einvDie Durchquerung des gyromagnetischen Mediums bringt eine Drehung der Polarisationsebene hervor. Die austretende Welle geht durch Vermittlung eines zweiten Überganges in einen rechteckigen Wellenleiter über, dessen Querschnitt eine zur Übertragung des Leistungsmaximums geeignete Einstellung hat. Als »Übergang« ist ein Wellenleiter von solcher geometrischer Form bezeichnet, daß er sich zur Verbindung des mittleren kreisrunden Wellenleiters mit jedem der rechteckigen Endleiter eignet.The properties of the materials are given below for the special case of a device utilizing the Faraday effect, in which the material is used in the form of a cylindrical rod with a circular cross-section, which is brought into the axis of a circular waveguide and exposed to a continuous longitudinal magnetic field. A rectangular waveguide connected to the input of the device through a suitable transition leads a rectilinearly polarized wave there v Crossing the gyromagnetic medium results in a rotation of the plane of polarization. The emerging wave passes through a second transition into a rectangular waveguide, the cross-section of which has a setting suitable for the transmission of the maximum power. A "transition" is a waveguide of such a geometric shape that it is suitable for connecting the central circular waveguide with each of the rectangular end conductors.
Das gyromagnetische Medium ist bei gegebener Form und Abmessung gekennzeichnetThe gyromagnetic medium is marked for the given shape and dimensions
— durch den von ihm hervorgerufenen Drehungswinkel© der Polarisationsebene (nützlicher Effekt) und- by the angle of rotation © of the plane of polarization caused by it (useful effect) and
— durch die Dämpfung α der hindurchtretenden Welle (schädlicher Effekt), gegeben in Dezibel durch den Logarithmus des Verhältnisses der maximalen eintretenden Leistung zur maximalen austretenden Leistung.- by the damping α of the passing wave (harmful effect), given in decibels by the logarithm of the ratio of the maximum occurring Power to the maximum output power.
Die Güte des Materials kann also durch den Wert des Verhältnisses Θ/α beurteilt werden, das so hoch wie möglich sein soll.The quality of the material can therefore be judged by the value of the ratio Θ / α , which should be as high as possible.
Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Materialien ergeben in allen oben aufgezählten Geräten eine sehr kleine Dämpfung in der normalen Übertragungsrichtung und in den vom Faraday-Effekt Gebrauch machenden Geräten einen hinreichend hohen Drehungswinkel. Außerdem erfordern sie zuThe materials produced by the process according to the invention result in all of the above Devices have very little attenuation in the normal transmission direction and in that of the Faraday effect Making use of devices a sufficiently high angle of rotation. Also, they require too
Verfahren zur HerstellungMethod of manufacture
von ferromagnetischen, keramischenfrom ferromagnetic, ceramic
KörpernBodies
Anmelder:Applicant:
Centre National de la Recherche
Scientifigue, ParisCenter National de la Recherche
Scientifigue, Paris
Vertreter: Dipl.-Ing. B. Wehr, Dipl.-Ing. H. Seiler,Representative: Dipl.-Ing. B. Wehr, Dipl.-Ing. H. Seiler,
Berlin-Grunewald,Berlin-Grunewald,
und Dipl.-Ing. H. Stehmann,and Dipl.-Ing. H. Stehmann,
Nürnberg 2, Essenweinstr. 4-6, PatentanwälteNuremberg 2, Essenweinstr. 4-6, patent attorneys
Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 18. Februar 1958Claimed priority:
France from February 18, 1958
Charles Louis Guillaud,Charles Louis Guillaud,
Roger Vautier, Bellevue, Seine-et-Oise,Roger Vautier, Bellevue, Seine-et-Oise,
und Wladimir Kagan, St. Maur, Seine (Frankreich),and Wladimir Kagan, St. Maur, Seine (France),
sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors
ihrer Anwendung nur ein verhältnismäßig schwaches magnetisches Feld.their application only a relatively weak magnetic field.
Das Verfahren zur Herstellung von ferromagnetischen keramischen Körpern mit gyromagnetischem Effekt, die aus einer homogenen festen Lösung von Metalloxyden bestehen, ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Oxydgemisch aus 50 bis 60 Molprozent Manganoxyd MnO, 10 bis 20 Molprozent Chromoxyd Cr2O3, Rest Eisenoxyd Fe2O3 in an sich bekannter Weise zu Körpern verformt und in einer neutralen Atmosphäre mit einem nur geringen Anteil von Sauerstoff einer Wärmebehandlung unterworfen wird.The process for the production of ferromagnetic ceramic bodies with a gyromagnetic effect, which consist of a homogeneous solid solution of metal oxides, is characterized in that an oxide mixture of 50 to 60 mol percent manganese oxide MnO, 10 to 20 mol percent chromium oxide Cr 2 O 3 , the remainder iron oxide Fe 2 O 3 is deformed into bodies in a manner known per se and subjected to a heat treatment in a neutral atmosphere with only a small proportion of oxygen.
Das Gebiet, in dem man gemäß der Erfindung dieThe area in which, according to the invention, the
Molprozente dieser drei Oxyde in der Ausgangsmischung auswählen muß, ist durch den schraffierten Rhombus in dem Dreieckdiagramm der einzigen Zeichnungsfigur abgegrenzt. Man sieht, daß der Molprozentsatz Fe2 O3 notwendig zwischen 20 und 40l0/o liegt.Must select mole percent of these three oxides in the starting mixture is demarcated by the hatched rhombus in the triangle diagram of the single drawing figure. It can be seen that the molar percentage Fe 2 O 3 is necessarily between 20 and 40 10 / o.
Die Wärmebehandlung wird vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 1100 und 1350° C während 2 bis 6 Stunden durchgeführt. Die Behandlungsatmosphäre besteht im allgemeinen aus Stickstoff, der beispielsweise 1 Volumprozent Sauerstoff enthält.The heat treatment is preferably carried out at temperatures between 1100 and 1350 ° C. for 2 to 6 hours carried out. The treatment atmosphere generally consists of nitrogen, for example Contains 1 volume percent oxygen.
009 590/356009 590/356
Der günstigste Anteil von Chromoxyd in der Ausgangsmischung, ebenso wie die Anteile der anderen Komponenten und die Bedingungen der Wärmebehandlung, hängen von der besonderen in Aussicht genommenen Anwendung und den gewünschten speziellen Eigenschaften ab. Wenn man im besonderen den Faraday-Effekt im 10000-MHz-Band betrachtet, so kann man die Tatsache ausnutzen, daß die Dämpfung der das Material durchdringenden Welle stark abnimmt, wenn der Cr2O3-Gehalt abnimmt, während die Drehung der Polarisationsebene der Welle zuzunehmen beginnt. Im allgemeinen, wird man aber den Chromoxydgehalt so wählen, daß man den besten Ausgleich zwischen den gewünschten Eigenschaften für die in Aussicht genommene besondere Anwendung verwirklicht, denn die Anwendungen dieser Materialien sind weder auf den Faraday-Effekt noch auf das 10000-MHz-Band beschränkt.The most favorable proportion of chromium oxide in the starting mixture, as well as the proportions of the other components and the conditions of the heat treatment, depend on the particular application envisaged and the special properties desired. If one considers in particular the Faraday effect in the 10000 MHz band, one can take advantage of the fact that the attenuation of the wave penetrating the material decreases sharply when the Cr 2 O 3 content decreases, while the rotation of the plane of polarization of the Wave begins to increase. In general, however, the chromium oxide content will be chosen to achieve the best balance between the properties desired for the particular application envisaged, since the applications of these materials are not limited to either the Faraday effect or the 10,000 MHz band .
Im vorstehenden wurde zur Vereinfachung bei der Angabe der Molprozente angenommen, daß die Metalle in der Ausgangsmischung lediglich in Form von Ferrioxyd Fe2 O3, Manganoxyd Mn O und Chromoxyd Cr2O3 vorhanden sind. Aber diese Metalle könnten ebensogut in anderer Form vorliegen (z. B, in Form anderer Oxyde oder Salze oder sogar in metallischer Form); in solchen Fällen würde es genügen, diese wirklich vorhandenen Oxyde, Salze oder Metalle in die oben angegebenen Oxyde bei Gleichheit der Zahl der Metallatome in üblicher Weise umzurechnen, wobei für diese letzteren Oxyde die oben angegebenen Bedingungen beachtet werden.In the foregoing, for the sake of simplicity when specifying the molar percentages, it was assumed that the metals in the starting mixture are only present in the form of ferric oxide Fe 2 O 3 , manganese oxide Mn O and chromium oxide Cr 2 O 3 . But these metals could just as easily be in other forms (e.g., in the form of other oxides or salts, or even in metallic form); in such cases it would suffice to convert these oxides, salts or metals actually present into the oxides given above, provided the number of metal atoms is the same, in the usual manner, the above conditions being observed for these latter oxides.
Im folgenden wird zum besseren Verständnis der Erfindung eine Reihe von Beispielen ohne einschränkende Bedeutung gegeben.For a better understanding of the invention, a number of examples are given below, without limitation Given importance.
3535
In einer Kugelmühle mit Eisenkugeln wird eine Mischung aus Chromoxyd, Manganoxyd und Eisenoxyd in den folgenden Molekularverhältnissen gemahlen. Dieses Produkt wird nach Pressen bei einer Temperatur von i° während 4 Stunden in einer Stickstoffatmosphäre mit einem Gehalt von 1 Volumprozent Sauerstoff gesintert und dann abgekühlt. Der Drehungswinkel der Polarisationsebene wird bei einem so erhaltenen Material an einem zylindrischen Stäbchen mit einem Durchmesser und einer Länge von 30 mm für eine Frequenz von 9 575 Hz unter der Einwirkung eines Längsmagnetfeldes von 100 Oe gemessen. A mixture of chromium oxide, manganese oxide and iron oxide is made in a ball mill with iron balls ground in the following molecular ratios. This product is pressed at a Temperature of i ° for 4 hours in a nitrogen atmosphere sintered with a content of 1 volume percent oxygen and then cooled. The angle of rotation the plane of polarization in a material obtained in this way is on a cylindrical rod with a diameter and length of 30 mm for a frequency of 9 575 Hz under the action measured in a longitudinal magnetic field of 100 Oe.
1. 50 Mn O, 10 Cr2 O3, 40 Fe2 O3
Φ = 6,5 0 = 96 α=11. 50 Mn O, 10 Cr 2 O 3 , 40 Fe 2 O 3
Φ = 6.5 0 = 96 α = 1
2 a. 53 Mn 0,10 Cr2 O3, 37 Fe2 O3
Φ = 6 0 = 40 a = 0,062 a. 53 Mn 0.10 Cr 2 O 3 , 37 Fe 2 O 3
Φ = 6 0 = 40 a = 0.06
2 b. 53 MnO, 10 Cr2O3, 37 Fe2O3
Φ = 5,3 0 = 20 α <0,012 B. 53 MnO, 10 Cr 2 O 3 , 37 Fe 2 O 3
Φ = 5.3 0 = 20 α <0.01
ί = 1200° C Θ/α = 96ί = 1200 ° C Θ / α = 96
t = 1150° C Θ/α = 665t = 1150 ° C Θ / α = 665
t= 1150° C Θ/α >2000 2 c. 53MnO,
Φ = 6 t = 1150 ° C Θ / α > 2000 2 c. 53MnO,
Φ = 6
2 ά. 53MnO,
Φ = 6,5 2 ά. 53MnO,
Φ = 6.5
3. 53MnO,
Φ = 63. 53MnO,
Φ = 6
4. 60MnO,
Φ = 64. 60MnO,
Φ = 6
5. 51MnO,
Φ = 6,55. 51MnO,
Φ = 6.5
6. 53MnO,
Φ = 66. 53MnO,
Φ = 6
7 a. 55MnO,
Φ = 6 7 a. 55MnO,
Φ = 6
7 b. 55MnO,
Φ = 6,57 b. 55MnO,
Φ = 6.5
8. 53MnO,
Φ = 68. 53MnO,
Φ = 6
10Cr2O3,
0 = 5510Cr 2 O 3 ,
0 = 55
10Cr2O3,
0 = 8810Cr 2 O 3 ,
0 = 88
20Cr2O3,
0 = 1020Cr 2 O 3 ,
0 = 10
15Cr2O3,
0 = 615Cr 2 O 3 ,
0 = 6
15Cr2O3,
0 = 4315Cr 2 O 3 ,
0 = 43
15Cr2O3,
0 = 2515Cr 2 O 3 ,
0 = 25
15Cr2O3,
0 = 2015Cr 2 O 3 ,
0 = 20
15Cr2O3,
0 = 3515Cr 2 O 3 ,
0 = 35
37Fe2O3 a = 0,0937Fe 2 O 3 a = 0.09
37Fe2O3 α = 0,1737Fe 2 O 3 α = 0.17
27Fe2O3 α <0,0127Fe 2 O 3 α <0.01
25Fe2O3 α = 0,01525Fe 2 O 3 α = 0.015
34Fe2O3 α = 0,0934Fe 2 O 3 α = 0.09
32Fe2O3 a = 0,0232Fe 2 O 3 a = 0.02
30Fe2O3 α = 0,0530Fe 2 O 3 α = 0.05
30Fe2O3 α = 0,1130Fe 2 O 3 α = 0.11
12 Cr2O3, 35 Fe2O3 0 = 45 α = 0,0812 Cr 2 O 3 , 35 Fe 2 O 3 0 = 45 α = 0.08
t = 1200° C Θ/α = 610 t = 1200 ° C Θ / α = 610
ί= 1200° C Θ/α = 518ί = 1200 ° C Θ / α = 518
t= 1150° C θ/α >100Οt = 1150 ° C θ / α > 100Ο
t = 1200° C θ/α= 400 t = 1200 ° C θ / α = 400
ί =1200° C θ/α= 470ί = 1200 ° C θ / α = 470
t- 1150° C θ/α = 1250t- 1150 ° C θ / α = 1250
t= 1250° C θ/α= 400t = 1250 ° C θ / α = 400
t = 1250° C θ/α= 315t = 1250 ° C θ / α = 315
t = 1200° C θ/α= 560 t = 1200 ° C θ / α = 560
55 Zum Vergleich wurde die Behandlung unter analogen Bedingungen an Oxydmischungen durchgeführt, deren relative Prozentgehalte etwas außerhalb der beanspruchten Grenzen lagen, wobei sich die folgenden Resultate ergaben:55 For comparison, the treatment was carried out under analogous conditions on oxide mixtures, the relative percentages of which were somewhat outside the claimed limits, the following being Results showed:
9. 62 Mn O, IS Cr2 O3, 23 Fe2 O3 t = 1200° C9. 62 Mn O, IS Cr 2 O 3 , 23 Fe 2 O 3 t = 1200 ° C
Φ = 6,5 0 = 22 α = 0,69 Θ/α= 32Φ = 6.5 0 = 22 α = 0.69 Θ / α = 32
10. 55MnO, 22Cr2O3, 23Fe2O3 ί== 1200° C Φ = 5,3 0 = 1 α = 0,02 Θ/α= 5010. 55MnO, 22Cr 2 O 3 , 23Fe 2 O 3 ί == 1200 ° C Φ = 5.3 0 = 1 α = 0.02 Θ / α = 50
11. 60 MnO, 22 Cr2O3, 18 Fe2O3 ί= 1200° C Φ = 6,5 0 = 2 α = 0,05 Θ/α= 4011. 60 MnO, 22 Cr 2 O 3 , 18 Fe 2 O 3 ί = 1200 ° C Φ = 6.5 0 = 2 α = 0.05 Θ / α = 40
12. 49,5 Mn O, 15 Cr2 O3, 35,5 Fe2 O ί = 1200° C Φ = 6,5 0 = 58 α = 2 Θ/α= 2912.49.5 Mn O, 15 Cr 2 O 3 , 35.5 Fe 2 O ί = 1200 ° C Φ = 6.5 0 = 58 α = 2 Θ / α = 29
Es wurde festgestellt, daß die Eigenschaften der so erhaltenen Materialien und namentlich der Wert des Verhältnisses Θ/α bedeutend schlechter sind als diejenigen der gemäß der Erfindung bereiteten Materialien. It has been found that the properties of the materials thus obtained, and in particular the value of the ratio Θ / α, are significantly worse than those of the materials prepared according to the invention.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR758482 | 1958-02-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEC18425A Pending DE1088862B (en) | 1958-02-18 | 1959-02-17 | Process for the production of ferromagnetic, ceramic bodies |
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-
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| BE575792A (en) | 1959-06-15 |
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| FR1191655A (en) | 1959-10-21 |
| ES247130A1 (en) | 1959-06-01 |
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