-
Verfahren zur Herstellung eines Mangan-Ferritkernes mit annähernd
rechteckiger Hystereseschleife Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von Mangan-Ferritkernen mit annähernd rechteckförmiger Hystereseschleife.
-
Der bistabile Magnetkern mit rechteckförmiger Hystereseschleife ist
ein bekanntes und wertvolles Speicherelement für elektrische Rechenanlagen. Die
rechteckförmige Hystereseschleife ermöglicht es, Ferritkerne im Koinzidenzstrom-Verfahren
zu betreiben, bei dem ein solcher Kern nur durch zwei gleichzeitig an seine Wicklungen
angelegte Halbwählimpulse geeigneter Polarität in den entgegengesetzten magnetischen
Zustand umgeschaltet wird.
-
Je nach der Schaltung, in der ein Magnetkern mit rechteckförmiger
Hystereseschleife verwendet wird, sind Kerne mit verschiedenen Koerzitivkräften
erforderlich. Kerne mit verhältnismäßig kleiner Koerzitivkraft benötigen nur kleine
Treiberströme und entwickeln beim Umschalten weniger Wärme als Kerne mit höherer
Koerzitivkraft. Andererseits erlauben Kerne, die ein höhere Koerzitivkraft besitzen
und auch eine bessere Rechteckform der Hystereseschleife aufweisen, die Verwendung
größerer Treiberströme und schalten daher schneller um. Die Schaltgeschwindigkeit
ist eine Funktion der über die Koerzitivfeldstärke überschüssigen magnetischen Feldstärke.
Allgemein können Kerne mit höherer Koerzitivkraft mit größeren Überschußfeldstärken
beaufschlagt und daher schneller geschaltet werden.
-
Es ist bekannt, daß die Eigenschaften von Magnetkernen durch die Wahl
der Ausgangsmaterialien und der Verfahrensvariablen beeinflußt werden können. So
ist es z. B. bei der Herstellung von Magnesiumferriten bekannt, zur Erzielung bestimmter
Eigenschaften die Sintertemperatur, die Sinteratmosphäre, den Preßdruck, die Haltezeiten,
die Teilchengröße usw. geeignet zu wählen.
-
Es wurde nun gefunden, daß die Rechteckform der Hystereseschleife
von Mangan-Ferriten optimal wird und dadurch die Betriebssicherheit von mit solchen
Kernen ausgestatteten Magnetkernspeichern weiter erhöht wird, wenn die Magnetkerne
eine optimale Dichte aufweisen.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung solcher Magnetkerne
aus Mangan-Ferrit ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer im Bereich
von 1,1 bis 3,7 Oersted wählbaren Koerzitivfeldstärke und einer Dichte der Ferritkerne
nach dem Sintern zwischen 4,48 und 4,55 g/cm3 38 bis 44,4 Molprozent Fez03 Pulver,
dessen durchschnittliche Teilchengröße im Bereich von 2 bis 0,6 [. liegt, und 51,1
fiis 60 Molprozent MnO-Pulver gemischt werden, die Mischung bei einer Temperatur
zwischen 950 und 750° C gebrannt wird, die gebrannte Pulvermischung zu Ferritkernen
mit einer Dichte von 2,85 bis 3,35 g/cm3 gepreßt wird und die gepreßte Ferritkerne
bei einer Temperatur ziwschen 1430 und 1100° C gesintert werden.
-
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der Beschreibung in Verbindung
mit den aufgeführten Zeichnungen.
-
F i g. 1 stellt für Mangan-Ferritsysteme die Werte der Verfahrensveränderlichen
dar für die Herstellung von Kernen mit maximal rechteckförmiger Hystereseschleife,
die verschiedene Dichten nach dem Sintern aufweisen; F i g. 2 stellt für Mangan-Ferritsysteme
nach F i g. 1 den Einfiuß der Größe der Eisenoxydteilchen auf die Rechteckförmigkeit
dar; F i g. 3 zeigt für Mangan-Ferritsysteme nach F i g. 1 den Einfluß der Brenntemperatur
auf die Rechteckförmigkeit; F i g. 4 stellt für Mangan-Ferritsysteme nach F i g.
1 den Einfluß der Dichte der gepreßten Kerne auf die Rechteckförmigkeit dar; F i
g. 5 zeigt für Mangan-Ferritsysteme nach F i g. 1 den Einfluß der Sintertemperatur
auf die Rechteckförmigkeit;
F i g. 6 stellt für Mangan-Ferritsysteme
nach F i g. 1 den Einfiuß der Dichte der gesinterten Kerne auf die Rechteckförmigkeit
dar; F i g. 7 zeigt eine Hystereseschleife und stellt schematisch Wähl- und Halbwählimpulse
zur Umschaltung sowie die resultierenden Ausgangsspannungen dar.
-
Wie schon erwähnt, sollten ferromagnetische Körper, die als magnetische
Speicherelemente benutzt werden, eine möglichst rechteckige Hystereseschleife aufweisen.
F i g. 7 zeigt die Hystereseschleife 10 eines solchen Körpers, die man erhält, wenn
man die magnetische Induktion B in Abhängigkeit von der angelegten Feldstärke H
aufträgt. Wenn an das Speicherelement eine solche Feldstärke H angelegt wird, wie
sie durch die Strecke 12 auf der H-Achse angegeben ist, so wird es in einen Zustand
positiver Sättigung, der auch als »1«-Zustand bezeichnet wird, gebracht und der
durch Punkt 14 auf der Kurve angedeutet ist. Nach dem Abklingen der erregenden
Feldstärke H bleibt im Kern ein remanenter Magnetismus Br zurück, der durch den
Punkt 16 auf der B-Achse dargestellt ist. Ebenso wird bei Anlegen einer negativen
Feldstärke, wie sie durch die Strecke 18 dargestellt ist, der Kern in die negative
Sättigung oder den »0«-Zustand umgeschaltet, der durch den Punkt 20 auf der
Kurve angedeutet ist. Nach dem Abklingen der Feldstärke besitzt der Kern den durch
Punkt 22 auf der B-Achse dargestellten remanenten Magnetismus.
-
Wenn nun, während der Kern sich in dem Remanenzpunkt 16 befindet,
ein Halbwählimpuls, wie er durch die Strecke 24 angedeutet ist, angelegt wird, weist
der Kern nach dem Abklingen dieses Impulses den durch den Punkt 26 dargestellten
remanenten Magnetismus auf. Befindet sich der Kern in dem durch den Punkt 22 bezeichneten
Remanenzzustand, so weist er nach dem Abklingen eines Halbwählimpulses, dessen Amplitude
durch die Strecke 28
dargestellt ist, den durch den Punkt 30 bezeichneten
remanenten Magnetismus auf.
-
Wenn der Körper in dem durch Punkt 16 dargestellten magnetischen Zustand
ist, erzeugt ein angelegter Abfrageimpuls 18 eine Ausgangsspannung u V1.
Wird derselbe Abfrageimpuls angelegt, wenn sich der Kern in dem durch den Punkt
26 dargestellten Remanenzzustand befindet, wird eine geringere Ausgangsspannung
r V, erzeugt. Wenn der Magnetkern den durch Punkt 22 dargestellten Remanenzzustand
aufweist und der Abfrageimpuls 18 angelegt wird, erhält man die Ausgangsspannung
u V" und wenn der magnetische Zustand dem Punkt 30 entspricht, wird bei Anlegen
eines Abfrageimpulses eine Ausgangsspannung w VO erzeugt. Der Abstand zwischen den
Punkten 22 und 30 und zwischen den Punkten 16 und 26 zeigt den Grad der Rechteckförmigkeit
der Hystereseschleife an.
-
Das Verhältnis r Vl/w V, liefert daher ein sehr gutes Maß für
die Rechteckförmigkeit, denn w V, ist ein relativ konstanter Wert der Störspannung,
der durch den Mangel an vollkommener Rechteckform entsteht, und r V1 berücksichtigt
die Tatsache, daß die verschiedenen Materialien Hystereseschleifen von verschiedenem
Verhältnis B/H haben. Wenn also die magnetische Induktion B einen hohen Wert hat,
kann ein größerer Abstand zwischen den Punkten 22 und 30 geduldet werden als bei
einem niedrigen Wert für B. Daher wird nachstehend das Rechteckigkeitsverhältnis
einfach als der Ausdruck r Vl/w Va bezeichnet und die nachstehende Beschreibung
berücksichtigt bei der Besprechung dieses Rechteckigkeitsverhältnisses nur die Werte
von r V1 und w V..
-
Für die schon erwähnte Bedingung der überschußfeldstärke ist der Abstand
der Punkte 13 und 14 auf der Hysteresekurve von F i g. 7 maßgebend. Punkt
13 ist der Punkt, wo die Sättigung zuerst erreicht wird. Durch eine angelegte Feldstärke
H, die den Kern bis zum Punkt 14 der Hysteresekurve bringt, wird der nach
dem Abklingen der Feldstärke erreichte Remanenzpunkt 16 nicht geändert. Der Vorteil
der größeren Feldstärke liegt darin, daß der Kern schneller umgeschaltet wird als
bei Verwendung einer Feldstärke, die nur ausreicht, um den Kern zu Punkt 13 zu bringen.
-
In der nachstehenden Tabelle sind die Zusammensetzungen von Mangan-Ferritsystemen
innerhalb der Bereiche aufgeführt, die rechteckförmige Hystereseschleifen ergeben.
Es sind vier Zusammensetzungen aufgeführt, nämlich M-8, CM, NCM und K-107,
und diese stellen Mangan-Ferritsysteme mit und ohne Zusätze dar. Sie ergeben Kerne
mit Koerzitivkräften zwischen 1,1 und 3,7 0e, wie in Verbindung mit F i g. 1 noch
beschrieben wird, und mit einem Grad an Rechteckförmigkeit, der ausreicht, um das
Umschalten, wie es in Verbindung mit F i g. 7 beschrieben ist, zu ermöglichen. Aus
der Aufstellung der Prozentsätze der einzelnen Bestandteile der in der Tabelle aufgeführten
Zusammensetzungen geht hervor, daß für die Prozentsätze der Bestandteile ein gewisser
Spielraum besteht.
-
Es hat sich aber gezeigt, daß Mangan-Ferritsysteme mit stark rechteckförmiger
Hystereseschleife, die sich zum Koinzidenzstrombetrieb eignen, Fe 203-Anteile zwischen
etwa 38 und 44 Molprozent und Manganoxydanteile von etwa 51 bis 50 Molprozent enthalten.
Außerdem kann Kupferoxyd bis zu etwa 5 Molprozent zugesetzt werden, und Chromoxyd
und Nickeloxyd können bis zu etwa insgesamt 5 Molprozent zugesetzt werden. Der Grundgedanke
der Erfindung trifft jedoch auch auf Zusammensetzungen zu, die die in der Tabelle
aufgeführten übersteigen, selbst wenn solche Zusammensetzungen nicht die hohe Rechteckförmigkeit
der in der Tabelle angegebenen Zusammensetzungen aufweisen.
| Zusammensetzungen in Mol |
| M-8 CM NCM K-107 |
| I I |
| Fe203 ....... 40 44,4 40 38 |
| MnO....-.... 60 51,1 55 57 |
| Cu0 ........ 4,5 5 |
| Cr0 ........ 2 |
| Ni0 ........ 3 |
Bevor nun die Erfindung an Hand der Zeichnungen genau beschrieben wird, sollen die
üblichen Verfahren zur Herstellung von magnetischen Ferrospinellkörpern erläutert
werden. Dabei werden handelsüblich reine, feine Oxydteilchen der gewünschten Materialien
in bestimmtem Verhältnis gemischt. Das Mischen erfolgt z. B. durch Naßmahlen in
einer Kugelmühle, wodurch ein flüssiger Brei entsteht, der danach getrocknet wird.
Die trockne Masse wird dann zu feinem Pulver gemahlen. Dieses Pulver wird anschließend
in einen geeigneten Behälter eingebracht und in Luft bei Temperaturen zwischen
etwa
600 und 1000° C für eine Zeitdauer von 30 bis 180 Minuten gebrannt. Die Temperaturen
und Zeiten richten sich nach den betreffenden Mischungen.
-
Nach dem Brennen wird das Material wieder gemahlen, und es wird ein
geeigneter Binder und ein Schmiermittel zugesetzt, um die nachfolgende Formung zu
erleichtern. Der Binder kann Polyvinylalkohol sein, der im Verhältnis von etwa 3
Gewichtsprozent zugesetzt wird, und das Schmiermittel, das Dibutylphthalat sein
kann, wird im Verhältnis von etwa 1/4 Gewichtsprozent zugesetzt.
-
Die entstandene Mischung wird dann durch Presser zu dem gewünschten
Körper geformt, der Toroid-oder eine andere Form haben kann.
-
Nach dem Formen wird der Kern auf etwa 600° C erhitzt, um das Binde-
und das Schmiermittel, bei denen es sich um organische Verbindungen handelt, auszutreiben.
-
Der geformte Körper kommt dann in einen Ofen und wird bei etwa 1000
bis 1500° C etwa 50 bis 30 Minuten lang - je nach seiner Zusammensetzung und den
gewünschten Eigenschaften - gesintert.
-
Die vorgenannten Verfahrensschritte des Mischens, Brennens, Zusetzens
von Binde- und Schmiermitteln, Formens und Sinterns sind bekannt. Was aber bisher
nicht erkannt wurde, ist die Tatsache, daß man für jede gewünschte Koerzitivkraft
die maximale Rechteckförmigkeit der Hystereseschleife nur erreichen kann durch Anwendung
der richtigen Werte für die Größe der Eisenoxydteilchen, die Brenntemperatur, die
Dichte nach dem Pressen und die nach dem Sintern, und daß der optimale Wert für
jede dieser Veränderlichen sich je nach der vom Kern verlangten Koerzitivkraft ändert.
Anders ausgedrückt, bei jeder Koerzitivkraft kann man die maximale Rechteckförmigkeit
nur erreichen durch Verwendung der richtigen Werte dieser Verfahrensveränderlichen,
und diese Werte variieren im ganzen Koerzitivkraftbereich.
-
Eine weitere bisher als nicht allzu wichtig angesehene Veränderliche
ist die Dichte des fertiggesinterten Kerns. Es wurde gefunden, daß die maximale
Rechteckförmigkeit bei jeder Koerzitivkraft eintritt, wenn die Sinterdichte etwa
4,5 g/ccm beträgt. Diese Erkenntnis vereinfacht sehr die Bestimmung der Optimalwerte
der Verfahrensveränderlichen für die Herstellung eines Kerns mit bestimmter Koerzitivkraft,
der eine optimale Rechteckform der Hystereseschleife aufweisen soll. Wenn keine
entsprechenden Meßgeräte zur Verfügung stehen, lassen sich die Werte der Sinterdichte
viel leichter ermitteln als die elektrischen Werte, wie sie in Verbindung mit F
i g. 7 und in Verbindung mit der Definition der Rechteckförmigkeit, die durch das
Verhältnis r Vl/w V0 dargestellt wird, beschrieben sind.
-
F i g. 1 enthält vier Kurven. Die Kurve 31 zeigt die Abhängigkeit
der Koerzitivkraft von der Größe dei Eisenoxydteilchen bei der Herstellung von Kernen
mit maximaler Rechteckförmigkeit der Hystereseschleife. Die Kurve 32 zeigt die Abhängigkeit
der Koerzitivkraft von der Brenntemperatur. Die Kurve 33 gibt die Abhängigkeit der
Koerzitivkraft von der Dichte der gepreßten Kerne. Die Kurve 34 zeigt die Abhängigkeit
der Koerzitivkraft von der Sintertemperatur, und die Kurve 35 schließlich zeigt,
daß die Dichte nach dem Sintern der Kerne im gesamten betrachteten Koerzitivkraftbereich
gleich sein muß, wenn die Kerne eine maximale Rechteckförmigkeit aufweisen sollen.
-
Jede der Kurven von F i g. 1 gilt für Mangan-Ferritsysteme mit rechteckförmiger
Hystereseschleife. Die Kurven wurden durch Mittelung der für verschiedene Koerzitivkräfte
erhaltenen Meßpunkte der in der Tabelle angeführten Mischungen gewonnen. Meßwerte
wurden bei den Koerzitivkräften 1,1, 1,5, 1,8, 3,4 und 3,7 0e aufgenommen. Aus diesen
Kurven geht hervor, daß jede der Veränderlichen in dem Koerzitivkraftbereich durch
eine regelmäßige Kurve dargestellt werden kann, und daß die Optimalwerte für jede
gewünschte Koerzitivkraft innerhalb vernünftiger Grenzen durch den Kurvenverlauf
vorhersagbar sind.
-
Solche Verfahren haben natürlich bestimmte Grenzen, z. B. in bezug
auf die Abstufungen der Teilchengrößen, die im Handel erhältlich sind, in bezug
auf die Reinheit der käuflichen Materialien und in bezug auf die Verfahrenssteuerung.
Auch die Prüfgeräte, mit denen die Daten der fertigen Kerne erhalten werden, unterliegen
Schwankungen. Solche Schwankungen sind häufig elektrischen Meßgeräten eigen und
entstehen auch durch die veränderten Bedingungen, denen die Kerne bei zu verschiedenen
Zeiten vorgenommenen Messungen infolge geänderter Temperatur, Feuchtigkeit, schwankender
Netzspannung usw. unterworfen sind. Innerhalb dieser jedem Laborverfahren anhaftenden
Grenzen sind aber die hier gemachten Angaben genau.
-
Die in F i g. 1 angegebenen Werte für die Teilchengröße sind Durchschnittswerte,
d. h., 50% der Teilchen einer Probe sind kleiner und 50°/o größer als der Durchschnittswert.
-
Gemäß F i g. 1 werden drei Durchschnittsteilchengrößen benutzt, nämlich
0,6, 0,8 und 2,1 w. Diese stellen die drei Stufen der Teilchengrößen dar, die innerhalb
dieses Bereichs im Handel erhältlich sind. Das Material mit der Durchschnittsteilchengröße
0,6 enthält 90% Teilchen, deren Größe zwischen 0,23 und 3,0 #t liegt. Ein Material
mit der Durchschnittsteilchengröße 0,8 enthält 90% Teilchen mit der Größe zwischen
0,29 und 2,5 i.. Das Material mit der Durchschnittsteilchengröße 2,1 enthält 90%
Teilchen, deren Größe zwischen 0,7 und 8,6 w liegt.
-
Gemäß der Kurve 31 von F i g. 1 fällt die Teilchengröße 0,8
unter den durch die Kurve 31 angedeuteten Optimalwert. Die Folgen davon erkennt
man in Verbindung mit der nachstehenden Erörterung der anderen Meßpunkte in den
Figuren. Die in F i g. 1 gezeigte Kurvenform ist aber zuverlässig, und die Teilchengröße
für jede gewünschte Koerzitivkraft kann mit ziemlicher Genauigkeit angegeben werden.
Für Kerne mit höherer Koerzitivkraft sind relativ kleine Teilchengrößen nötig, während
Kerne mit niedrigerer Koerzitivkraft höhere Teilchengrößen erfordern, und zwar steigt
die Teilchengröße schnell an, wenn die Koerzitivkraft auf 1,1 0e sinkt.
-
Die Kurve 32 der F i g. 1 zeigt den Optimalwert der Brenntemperatur
bei jeder Koerzitivkraft. Wie in der vorstehenden allgemeinen Besprechung des Kernherstellungsverfahrens
erwähnt, können die Brennzeiten zwischen etwa 30 und 180 Minuten betragen. In den
hier angeführten Beispielen betrugen alle Brennzeiten etwa 90 Minuten, aber diese
Zeitdauer ist relativ unkritisch. Die Brenntemperatur ändert sich aber nahezu linear
mit der Koerzitivkraft, und zwar steigt sie von etwa 750° C für
Kerne
mit 3,7 0e auf etwa 950'' C für Kerne mit 1.,1 0e an.
-
Bei niedrigen Koerzitivkräften wird das NCM-Material zum Erreichen
einer möglichst rechteckigen Hystereseschleife bei Temperaturen gebrannt, die etwas
unter den in Kurve 32 angegebenen Temperaturen liegen. Das beruht darauf, daß durch
das Kupfer in dem Gemisch die Brenntemperatur reduziert wird. Diese Abweichungen
sind nicht sehr groß und können vom Fachmann abgeschätzt werden.
-
Die Kurve 33 der F i g. 1 zeigt optimale Dichten der gepreßten Kerne
in g/ccm für den jeweiligen Wert der Koerzitivkraft. Diese Kurve steigt etwa linear
an von etwa 2,85 g/ccm für Kerne mit der Koerzitivkraft 1,1 auf etwa 3,35
g/ccm für Kerne mit der Koerzitivkraft 3,7, und aus der Kurve läßt sich die optimale
Dichte gepreßter Kerne innerhalb des Koerzitivkraftbereichs ziemlich genau angeben.
Die Kurve 34 der F i g. 1 zeigt die optimale Sintertemperatur für Kerne bei vorgegebener
Koerzitivkraft. Die Kurve steigt von etwa 1100° C für Kerne mit der Koerzitivkraft
3,7 auf etwa l425° C für Kerne mit der Koerzitivkraft 1,1 an. In den Bereichen niedrigerer
Koerzitivkraft erfordern die Chromnickelmaterialien etwas höhere und die Kupfermaterialien
etwas niedrigere Sintertemperaturen als die durch die Kurve angegebenen, aber Fachleuten
sind die Wirkungen dieser Zusätze hinsichtlich dieser Abweichungen bekannt, die
relativ geringfügig sind. Für alle hier beschriebenen Beispiele betrug die Sinterzeit
etwa 1.0 Minuten.
-
Die Kurve 35 in F i g. 1 zeigt die für eine gute Rechteckform der
Hystereseschleife erforderliche Dichte des gesinterten Kerns. Diese Dichte beträgt
etwa 4,51 g/ccm. In der Praxis treten natürlich geringfügige Schwankungen beiderseits
dieses Wertes auf, so daß sich der Bereich optimaler Dichte von etwa 4,49 bis 4,53
erstreckt. Bei der Koerzitivkraft 1.5 ist für das NCM-Material eine Sinterdichte
von 4,55 angegeben. Das kommt daher, daß die in diesem Material verwendete Eisenoxydteilchengröße
etwas kleiner ist, als es zur Erzeugung optimaler Bedingungen bei der Koerzitivkraft
1,5 wünschenswert ist. Es wird angenommen, daß bei Wahl der Teilchengröße und der
Sintertemperatur für dieses Material gemäß den Kurven 31 und 34 die Sinterdichte
für das Material in den Optimalbereich fiele. So erstreckt sich der Dichtebereich
von 4,48 bis 4,55 g/ccm.
-
Die F i g. 2, 3, 4, 5 und 6 zeigen, wie die durch das Verhältnis rVllwVo
definierte Rechteckförmigkeit der Hystereseschleife beeinflußt wird, wenn irgendwelche
der in F i g. 1 gezeigten Verfahrensveränderlichen verändert werden, und besagen,
daß zur Erreichung der maximalen Rechteckförmigkeit etwa die durch die Kurven von
F i g. 1 dargestellten Werte nötig sind. Außerdem zeigt jede der Kurven von F i
g. 2 bis 6 den Wert, bei dem die Sinterdichte in dem Bereich von 4,48 bis 4,55 liegt.
-
In F i g. 2 stellt jede Kurve die durch das Verhältnis r Vllw
V, ausgedrückte Rechteekförmigkeit der Hystereseschleife als Funktion der durchschnittlichen
Eisenoxydteilchengröße in Mikron dar, und zwar gemessen bei Teilchengrößen von 0,6,
0,8 und 2,0 [, wie in Verbindung mit Fig. 1 besprochen. Die Kurve 46 bezieht sich
auf NCM-Material mit der Koerzitivkraft 3,7 und zeigt bei 47, daß die maximale
Rechteckförmigkeit bei der Teilchengröße 0,6 #x erreicht wird. Die Kurve 48 bezieht
sich auf NCM-Material mit der Koerzitivkraft 3,4 und zeigt bei 49,
daß die
maximale Rechteckförmigkeit bei der Teilchengröße 0,6 [t erreicht wird.
-
Die Kurven 50 und 52 beziehen sich auf NCM-bzw. CM-Materialien
mit der Koerzitivkraft 1,8 und zeigen bei 51 bzw. 53, daß die maximale Rechteckförmigkeit
bei der Teilchengröße 0,8 #t erreicht wird.
-
Die Kurven 54 und 56 beziehen sich auf CM-bzw. NCM-Materialien mit
der Koerzitivkraft 1,5 und zeigen bei 55 bzw. 57, daß die maximale Rechteckförmigkeitbei
derTeilchengröße 0,8 u erreicht wird.
-
Die Kurven 58, 60, 62 und 64 beziehen sich auf M-8-, K-107-, NCM-
bzw. CM-Materialien mit der Koerzitivkraft 1,1 und zeigen bei 59, 61, 63
bzw. 65, daß die maximale Recbteckförmigkeit bei der Teilchengröße 2,0 erreicht
wird.
-
In jeder der Kurven von F i g. 2 haben die Kerne mit maximal rechteckförmiger
Hystereseschleife Sinterdichten von ziemlich genau 4,51 g/ecm.
-
In F i g. 3 stellt jede Kurve die Rechteckförmigkeit der Hystereseschleife,
ausgedrückt durch das Verhältnis r Vllw V., als Funktion der Brenntemperatur
in Celsiusgraden dar. Die Kurve 70 bezieht sich auf K-107-Material mit der
Koerzitivkraft 3,7 und zeigt bei 71, daß die maximale Rechteckförmigkeit bei einer
Brenntemperatur von 750° C erreicht wird. Die Kurve 72 bezieht sich auf NCM-Material
mit der Koerzitivkraft 3,4 und zeigt bei 73, daß die maximale Rechteckförmigkeit
bei 750° C Brenntemperatur erreicht wird.
-
Die Kurven 74 und 76 beziehen sich auf NCM-bzw. K-107-Material mit
der Koerzitivkraft 1,9 und zeigen bei 75 bzw. 77, daß die maximale Rechteckförmigkeit
bei einer Brenntemperatur von 900' C erreicht wird.
-
Die Kurve 78 bezieht sich auf K-107-Material mit der Koerzitivkraft
1,1 und zeigt bei 79, daß die maximale Rechteckförmigkeit bei einer Brenntemperatur
von 950° C erreicht wird. Die Kurve 80 bezieht sich auf NCM-Material mit der Koerzitivkraft
1,1 und zeigt bei 81, daß die maximale Rechteckförmigkeit bei einer Brenntemperatur
von 900° C erreicht wird. Wie schon in bezug auf NCM-Materialien erwähnt, nimmt
bei höherer Brenntemperatur die Rechteckförmigkeit leicht ab, und daher wird dieses
Material mit etwas niedrigerer Temperatur, als sonst zu erwarten wäre, gebrannt.
-
In jeder der Kurven von F i g. 3 haben die Kerne mit maximal rechteckförmiger
Hystereseschleife Sinterdichten von ziemlich genau 4,51 g/ccm.
-
In F i g. 4 zeigt jede Kurve die durch das Verhältnis rVllwVo ausgedrückte
Rechteckförmigkeit der Hystereseschleife als Funktion der Dichte der gepreßten Kerne
in g/ccm. Die Kurven 82 und 84 beziehen sich auf NCM- bzw. K-107-Material
mit der Koerzitivkraft 3,7 und zeigen bei 83 bzw. 85, daß die maximale Rechteckförmigkeit
bei einer Preßdichte von etwa 3,31 g/ccm erreicht wird.
-
Die Kurve 86 bezieht sich auf NCM-Material mit der Koerzitivkraft
3,4 und zeigt bei 87, daß die maximale Rechteckförmigkeit bei einer Preßdichte von
etwa 3,1 g/ecm erreicht wird.
-
Die Kurven 88, 90 und 92 beziehen sich auf NCM-, K-107- bzw. CM-Material
mit der Koerzifivkraft 1,8 und zeigen bei 89, 91 bzw. 93, daß die maximale Rechteckförmigkeit
bei einer Preßdichte von etwa 2,93 g/ccm erreicht wird.
Die Kurven
94 und 96 beziehen sich auf K-107-bzw. NCM-Material mit der Koerzitivkraft 1,1 und
zeigen bei 95 bzw. 97, daß die maximale Rechteckförmigkeit bei einer Preßdichte
von etwa 2,9 bzw. 2,8 g/ccm erreicht wird.
-
In den Kurven von F i g. 4 haben die Kerne mit maximal rechteckförmiger
Hystereseschleife Sinterdichten von ziemlich genau 4,51 g/ccm.
-
In F i g. 5 stellt jede Kurve die durch das Verhältnis r Vl/w V, ausgedrückte
Rechteckförmigkeit der Hystereseschleife in Abhängigkeit von der Sintertemperatur
in Celsiusgraden dar. Die Sinterzeiten betragen etwa 10 Minuten. Die Kurven
98 und 100 beziehen sich auf K-107- bzw. NCM-Material mit der
Koerzitivkraft 3,4 und zeigen bei 99 bzw. 101, daß die maximale Rechteckförmigkeit
bei Sintertemperaturen von etwa 1100° C erreicht wird.
-
Die Kurve 102 bezieht sich auf NCM-Material mit der Koerzitivkraft
1,8 und zeigt bei 103, daß die maximale Rechteckförmigkeit bei einer Sintertemperatur
von 1280° C erreicht wird.
-
Die Kurven 104 und 106 sind für NCM- bzw. CM-Material
gezogen mit einer Koerzitivkraft 1,5 und zeigen bei 105 bzw. 107,
daß die maximale Rechteckförmigkeit bei einer Sintertemperatur von 1310° C erreicht
wird.
-
Die Kurven 108 und 110 sind für K-107- bzw. NCM-Material
mit der Koerzitivkraft 1,1 gezeichnet und zeigen bei 109 bzw. 111,
daß die maximale Rechteckförmigkeit bei Temperaturen von 1430 bzw. 1400° C erreicht
wird.
-
In jeder der Kurven von F i g. 5 haben die Kerne mit maximal rechteckförmiger
Hystereseschleife Sinterdichten von ziemlich genau 4,51 g/ccm.
-
In F i g. 6 stellt jede Kurve die durch das Verhältnis r Vl/w V, ausgedrückte
Rechteckförmigkeit der Hystereseschleife in Abhängigkeit von der Sinterdichte dar.
Die Änderung im Rechteckigkeitsverhältnis wurde durch Änderung der Dichte der gepreßten
Kerne herbeigeführt. Alle anderen Verfahrensveränderlichen stimmten mit den Kurven
von F i g. 1 überein. Aus den Kurven von F i g. 6 geht hervor, daß die maximale
Rechteckförmigkeit etwa bei der Sinterdichte von 4,51 g/ccm auftritt. Die Kurven
112
und 114 beziehen sich auf NCM- bzw. K-107-Material mit der Koerzitivkraft
3,7 und schneiden die der Sinterdichte 4,51 g/ccm entsprechende Gerade an den Punkten
113 bzw. 115.
-
Die Kurve 116 bezieht sich auf NCM-Material mit der Koerzitivkraft
3,4 und schneidet die der Sinterdichte 4,51 g/ccm entsprechende Gerade in Punkt
117.
-
Die Kurven 120 und 122 beziehen sich auf NCM-bzw. K-107-Material mit
der Koerzitivkraft 1,8 und schneiden die der Sinterdichte 4,51 g/ccm entsprechende
Gerade im Punkt 121 bzw. 123. Die Kurve 124 bezieht sich auf
DM-Material mit der Koerzitivkraft 1,5 und schneidet die der Sinterdichte 4,51 g/ccm
entsprechende Gerade im Punkt 125.
-
Die Kurven 128 und 129 beziehen sich auf NCM-bzw. K-107-Material
mit der Koerzitivkraft 1,1 und schneiden die der Sinterdichte 4,51 g/ccm entsprechende
Gerade im Punkt 130 bzw. 131. Die Kurven und Meßpunkte der F i g. 6 erscheinen vielleicht
beim ersten Blick etwas zufällig, aber es sei darauf hingewiesen, daß der Maßstab
der Sinterdichte sehr stark vergrößert ist und daß die Scheitelpunkte dieser Kurven
klar nahe bei 4,51 liegen und in allen Fällen zwischen 4,48 und 4,55.
-
Die Erfindung betrifft also nicht nur die Herstellung von Mangan-Ferritmaterialien
mit maximal rechteckiger Hystereseschleife innerhalb eines bestimmten Bereichs der
Koerzitivkraft, sondern auch die Bestimmung einer Veränderlichen, z. B. der Sinterdichte,
die verwendet werden kann, um anzuzeigen, ob Kerne mit maximal rechteckiger Hystereseschleife
für jede vorgegebene Koerzitivkraft hergestellt wurden.