DE1239606B - Process for the production of ferromagnetic cores with a largely rectangular hysteresis loop - Google Patents

Process for the production of ferromagnetic cores with a largely rectangular hysteresis loop

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DE1239606B
DE1239606B DE1956S0047355 DES0047355A DE1239606B DE 1239606 B DE1239606 B DE 1239606B DE 1956S0047355 DE1956S0047355 DE 1956S0047355 DE S0047355 A DES0047355 A DE S0047355A DE 1239606 B DE1239606 B DE 1239606B
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Bogdan Grabowski
Charles Louis Guillaud
Yves Charles Eugene Lescroel
Andre Pierrot
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • 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
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

Int. Cl.:Int. Cl .:

C04bC04b

Deutsche Kl.: 80 b-8/092 German class: 80 b -8/092

Nummer:Number:

Aktenzeichen:File number:

Arimeldetag:Business day:

1 239 606
S47355VIb/80b
3. Februar 1956
27. April 1967
20. Juni 1968
1,239,606
S47355VIb / 80b
3rd February 1956
April 27, 1967
June 20, 1968

Auslegetag:
Ausgabetag:
Patentschrift weicht von der Aüslegeschrift ab
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The patent specification differs from the Aüsle script

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von ferromagnetischen Kernen aus Werkstoffen nach Art des Ferrits, die weitgehend rechteckförmige Hysteresisschleifen aufweisen und in Vorrichtungen zur magnetischen Aufzeichnung, sogenannten Speiehern, magnetischen Steuerorganen, magnetischen Verstärkern u. dgl., verwendet werden können. Bei diesen Anwendungen werden im allgemeinen ringförmige oder zumindest geschlossene Kerne aus diesen Werkstoffen verwendet.The invention relates to methods for producing ferromagnetic cores from materials according to Type of ferrite, which have largely rectangular hysteresis loops and in devices for magnetic recording, so-called storage devices, magnetic control organs, magnetic Amplifiers and the like can be used. In these applications they will generally be annular or at least closed cores made of these materials are used.

Es sind bereits Werkstoffe mit rechteckförmiger Hysteresisschleife bekannt, insbesondere Legierungen aus Eisen und Nickel oder Eisen und Silicium, deren magnetische Eigenschaften meistens entweder durch Kaltwalzen oder durch eine Wärmebehandlung unter einem magnetischen Feld · anisotrop geworden sind. Diese Materialien weisen im allgemeinen hohe Sättigungsinduktionen und geringe KoerzitivkräfteMaterials with a rectangular hysteresis loop are already known, in particular alloys made of iron and nickel or iron and silicon, whose magnetic properties are mostly due to either Have become anisotropic by cold rolling or by heat treatment under a magnetic field. These materials generally have high saturation inductions and low coercive forces

aUf. ; ·on. ; ·

Der Hauptnachteil dieser bekannten metallischen Werkstoffe mit hoher Sättigungsinduktion ist der im allgemeinen geringe Wert ihres spezifischen Widerstandes, der zu hohen Verlusten durch Wirbelströme führt. Diese hohen Verluste haben eine verlängerte Ansprechzeit sowie eine Verformung der Hysteresisschleife zur Folge, die bei hohen Frequenzen ihre Rechteckform verliert. Zur Vermeidung dieser nachteiligen Wirkungen müssen bei Frequenzen von mehreren Megahertz Kernbleche aus den genannten Materialien mit sehr geringer Dicke in der Größen-Ordnung von einigen Mikron ven /endet werden, so daß die Herstellungsko : außero dentlich hoch werden.The main disadvantage of this known metallic Materials with high saturation induction is the generally low value of their specific resistance, which leads to high losses due to eddy currents. These high losses are prolonged Response time as well as a deformation of the hysteresis loop, which their at high frequencies Loses rectangular shape. To avoid these adverse effects, frequencies of several megahertz core sheets made of the mentioned materials with a very small thickness in the order of magnitude of a few microns, so that the manufacturing cost is extremely high will.

Es ist möglich, diesen Nachteil zu vermeiden, indem man ferromagnetische Werkstoffe aus der Ferritgruppe verwendet, die einen höheren Widerstand aufweisen und von denen eine Reihe eine weitgehend rechteckförmige Hysteresisschleife aufweisen. Andererseits haben diese Werkstoffe aber im allgemeinen einen zu geringen Sättigungsinduktionswert.It is possible to avoid this disadvantage by using ferromagnetic materials from the ferrite group used, which have a higher resistance and of which a row is largely rectangular Exhibit hysteresis loop. On the other hand, these materials generally have one saturation induction value too low.

Ferrite mit annähernd rechteckiger Hysteresisschleife werden vor allem für Schalt- und Speicherzwecke verwendet. Sie sollen einen möglichst großen Rechteckkoeffizienten und eine möglichst große Sättigungsinduktion haben,, während die Koerzitivkraft möglichst gering sein soll, damit Signale hoher Spannung bei verhältnismäßig geringen Steuerströmen erhalten werden. .Ferrites with an almost rectangular hysteresis loop are mainly used for switching and storage purposes used. You should have as large a rectangular coefficient as possible and as large as possible Have saturation induction, while the coercive force should be as low as possible, so signals higher Voltage can be obtained at relatively low control currents. .

Es sind zwar bereits Ferrite, ζ. B. Magnesium-Mangan-Ferrite und deren Herstellungsverfahren bekannt, bei denen einer dieser Werte den Erfordernissen entspricht, aber es sind bisher keine Ferrite Verfahren zur Herstellung von
ferromagnetischen Kernen mit weitgehend
rechteckförmiger Hysteresisschleife
They are already ferrites, ζ. B. Magnesium-Manganese-Ferrites and their production processes are known in which one of these values corresponds to the requirements, but so far there are no ferrites processes for the production of
ferromagnetic cores with largely
rectangular hysteresis loop

Patentiert für:Patented for:

Societe Lignes Telegraphiq'ues et Telephoniques, ParisSociete Lignes Telegraphiq'ues et Telephoniques, Paris

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart 1, Rotebühlstr. 70
Dipl.-Ing. H. Ciaessen, patent attorney,
Stuttgart 1, Rotebühlstr. 70

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Andre Pierrot,Andre Pierrot,

Yves Charles Eugene Lescroel,Yves Charles Eugene Lescroel,

Bogdan Grabowski, Conflans-Sainte-Honorine;Bogdan Grabowski, Conflans-Sainte-Honorine;

Charles Louis Guillaud,Charles Louis Guillaud,

Bellevue, Seine-et-Oise (Frankreich)Bellevue, Seine-et-Oise (France)

Frankreich vom 3. Februar 1955 (684 899),
vom 3. Mai 1955 (55 332)
France of February 3, 1955 (684 899),
of May 3, 1955 (55 332)

bekanntgeworden, bei denen alle diese Werte den Erfordernissen der Praxis in genügendem Maße Rechnung tragen.become known where all these values meet the requirements of practice to a sufficient extent Take into account.

Es sind bereits Rechteckferrite bekannt, die eine Sättigungsmagnetisierung von über 3000 Gauß aufweisen, allerdings haben diese Ferrite einen sehr schlechten Rechteckkoeffizienten. Andererseits sind Ferrite mit einem Rechteckkoeffzienten von 0,96 bekannt, deren Sättigungsmagnetisierung jedoch nur verhältnismäßig gering sind.Rectangular ferrites are already known that have a saturation magnetization of over 3000 Gauss, however, these ferrites have a very poor square coefficient. On the other hand are Ferrites with a square coefficient of 0.96 are known, but their saturation magnetization is only are relatively low.

So ist aus der Zeitschrift »Electronics«, April 1953, S. 149, bekannt, daß aus Magnesiumferrit ein Ferrit entwickelt wurde mit einem Rechteckverhältnis von 0,9 und einer Sättigungsmagnetisierung von 1780 Gauß.From the magazine "Electronics", April 1953, p. 149, it is known that a ferrite is made from magnesium ferrite was developed with a square ratio of 0.9 and a saturation magnetization of 1780 Gauss.

In der Zeitschrift »Tele-Tech« vom Mai 1952 sind auf S. 50 bis 52 und 82 bis 84 die magnetischen Eigenschaften einiger Ferrite beschrieben. Dort ist auch ein Rechteckferrit beschrieben, das eine Sättigungsmagnetisierung von 2350 Gauß, aber nur einen Rechteckkoeffizienten von 0,91 und eine Koerzitivkraft von 1,5 besitzt.In the magazine "Tele-Tech" from May 1952 are on pages 50 to 52 and 82 to 84 describe the magnetic properties of some ferrites. There is also a rectangular ferrite is described, which has a saturation magnetization of 2350 Gauss, but only one Has rectangular coefficients of 0.91 and a coercive force of 1.5.

In der Zeitschrift »Journal of Applied Physics«, Bd. 25, Nr. 2 vom Februar 1954, sind Ferrite beschrieben, die ein Rechteckverhältnis von 0,96 haben. DieIn the journal "Journal of Applied Physics", Vol. 25, No. 2 of February 1954, ferrites are described, which have a square ratio of 0.96. the

«09573/294«09573/294

Sättigungsmagnetisierung beträgt jedoch nur 1950 Gauß.However, saturation magnetization is only 1950 Gauss.

Demgemäß werden nach dem Verfahren gemäß der Erfindung Ferrite erhalten, die bei einem Rechteckverhältnis von mindestens 0,92 eine größere Sättigungsmagnetisierung als die bekannten Ferrite besitzen und dabei gleichzeitig eine Koerzitivkraft haben, die niedriger ist als die bei den bekannten Ferriten'mit hoher Sättigungsmagnetisierung.Accordingly, according to the method according to the invention, ferrites are obtained which have a square ratio of at least 0.92 have a greater saturation magnetization than the known ferrites and at the same time have a coercive force which is lower than that of the known Ferriten'mit high saturation magnetization.

Durch das Verfahren gemäß der Erfindung werden Magnetkerne mit im wesentlichen rechteckiger Hysteresisschleife erhalten, bei denen gleichzeitig ein guter Rechteckkoeffizient, eine hohe Sättigungsmagnetisierung und eine niedrige Koerzitivkraft vorhanden sind. . Das Verfahren gemäß der Erfindung umfaßt einerseits eine bestimmte Zusammensetzung der Ausgangsoxydmischung und andererseits verschiedene Verfahrensschritte bei der Herstellung dieser Ferrite, die erst in der beanspruchten Kombination die angestrebte Wirkung ergeben.The method according to the invention produces magnetic cores with a substantially rectangular hysteresis loop obtained, which at the same time have a good rectangular coefficient, a high saturation magnetization and there is a low coercive force. . The method according to the invention comprises on the one hand a certain composition of the starting oxide mixture and, on the other hand, various process steps in the production of these ferrites, which are only sought after in the claimed combination Result.

Es sind zwar Ferrite der beanspruchten Zusammensetzung und auch einzelne Verfahrensschritte wie z. B. 1 das Glühen in einer inerten Atmosphäre und die Verwendung von möglichst reinen Ausgangsstoffen an sich bekannt, jedoch werden durch die Zusammensetzung allein oder durch einzelne Verfahrensmerkmale noch nicht die Vorteile des Erfindungsgegenstandes erzielt. Allein durch die Kombination aller Maßnahmen werden Ferrite erhalten, bei denen die genannten magnetischen Eigenschaften insgesamt verbessert sind. Die Ferrite, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhalten werden, haben zusätzlich noch einen höheren spezifischen Widerstand.There are ferrites of the claimed composition and also individual process steps such. B. 1 the glow in an inert atmosphere and the use of starting materials that are as pure as possible are known per se, but the advantages of the subject matter of the invention are not yet achieved through the composition alone or through individual process features. Simply by combining all measures, ferrites are obtained in which the magnetic properties mentioned are improved overall. The ferrites obtained by the method according to the invention also have a higher specific resistance.

Vor der Erläuterung der Erfindung seien zunächst einige Definitionen der die Hysteresisschleifen bestimmenden magnetischen Größen und ihrer Verhältniswerte, auf die nachfolgend Bezug genommen wird, gegeben:Before explaining the invention, let’s begin with a few definitions of those which determine the hysteresis loops magnetic quantities and their ratio values, to which reference is made below, given:

Eine annähernd rechteckförmige Hysteresisschleife, welche sich von einer größten Feldstärke +Hm zu einer Feldstärke —Hm erstreckt, ist durch die folgenden Größen bestimmt:An approximately rectangular hysteresis loop, which extends from a maximum field strength + H m to a field strength -H m , is determined by the following quantities:

Bm = die der Feldstärke Hm entsprechende Induktion in Gauß; Bm = the induction in Gauss corresponding to the field strength H m;

Brm = die remanente Induktion in Gauß;
Hcm = die Koerzitivkraft in Oersted;
Brm = the remanent induction in Gauss;
Hcm = the coercive force in Oersted;

Bam = der Endwert der Induktion nach einer Änderung der magnetischen Feldstärke von Bam = the final value of the induction after a change in the magnetic field strength of

dem Wert1 H1n auf den Wert -—-. the value 1 H 1n to the value -—-.

Zur Beurteilung der Schleifenform werden folgende Koeffizienten herangezogen:The following coefficients are used to assess the shape of the loop:

ßm = w'" = der »Rechteckigkeits-Koeffizient«; ßm = w '"= the" squareness coefficient ";

Rm= -£--■= das »Rechteckigkeits-Verhältnis«; sowie die Größe R m = - £ - ■ = the "squareness ratio"; as well as the size

„ _ Brm + Bm _ 1' + ßm "_ Brm + B m _ 1 '+ ßm

TD D R /? TD D R /?

^Tm "dm^ Tm "dm Pm -**wi Pm - ** wi

Für eine weitgehend rechteckförmige Hysteresisschleife müssen ßm und Rm gegen 1 streben und Km möglichst groß werden.For a largely rectangular hysteresis loop, ß m and R m must strive towards 1 and K m must be as large as possible.

Für die Permeabilität ist im folgenden stets die Anfangspermeabilität im entmagnetisierten Zustand mitgeteilt.The following is always the initial permeability in the demagnetized state for the permeability communicated.

Die Ferrite gemäß der Erfindung haben einen negativen Magnetostriktionskoeffizienten. Durch die während der Sinterung und Abkühlung von Kernen aus diesen Ferriten auftretende lineare Schrumpfung von mindestens 8 °/0 bis zu 30 °/0 entstehen in. den Kernen mechanische Spannungen, die sich beim Vorliegen eines negativen Magnetostriktionskoeffizienten günstig auf die Rechteckform der „Hysteresisschleife auswirken.The ferrites according to the invention have a negative coefficient of magnetostriction. The linear shrinkage of at least 8 ° / 0 to 30 ° / 0 that occurs during the sintering and cooling of cores made of these ferrites results in mechanical stresses in the cores which, when a negative magnetostriction coefficient is present, have a favorable effect on the rectangular shape of the "hysteresis loop .

Die magnetostriktiven Wirkungen können durchThe magnetostrictive effects can through

den Wert des Koeffizienten der Magnetostriktion bei Sättigung Xs gekennzeichnet werden, welcher für den entmagnetisierten Zustand durch Extrapolieren der Kurve der relativen Veränderung der Länge derthe value of the coefficient of magnetostriction at saturation X s , which for the demagnetized state can be characterized by extrapolating the curve of the relative change in the length of the

Probe -γ- für sehr hohe Feldstärken erhalten wird.Sample -γ- is obtained for very high field strengths.

2u Die »Ansprechzeit« wird durch die Betrachtung von zwei Wicklungen mit vernachlässigbaren Zeitkonstanten definiert, die auf einem Kern aus dem betreffenden magnetischen Werkstoff angeordnet sind. Dieser Kern wird einem Magnetfeld Hm zwischen Hcm und 2 Hcm 2u The "response time" is defined by considering two windings with negligible time constants, which are arranged on a core made of the relevant magnetic material. This core is subjected to a magnetic field H m between H cm and 2 H cm

und dann dem Feld—.- ausgesetzt. Hierauf wirdand then exposed to the field —.-. Then will

einer der Wicklungen ein Stromimpuls mit sehr kurzer Anstiegszeit (beispielsweise weniger als 0,1 Mikrosekunden zugeführt, durch den das Magnetfeld auf den Wert — Hm gebracht wird. Die »Ansprechzeit« τ ist dabei die in Mikrosekunden ausgedrückte Zeit, in der die in der anderen Wicklung erzeugte Spannung von Null ausgehend nach Überschreiten eines Maximalwertes wieder auf 10% dieses Wertes abgeklungen ist.One of the windings receives a current pulse with a very short rise time (for example less than 0.1 microseconds, which brings the magnetic field to the value - H m . The "response time" τ is the time, expressed in microseconds, in which the voltage generated in the other winding has declined again from zero to 10% of this value after exceeding a maximum value.

Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhaltenen Ferritkerne haben folgende Eigenschaften: Die Kerne nach den Beispielen 1 bis 4, welche sich für die Nachrichtentechnik eignen, haben einen Rechteckkoeffzienten ßm von mindestens 0,92, eine Induktion5TO von mehr als 3000 Gauß bei 200C und eine Koerzitivkraft Hcm von weniger als 0,6 Oersted.The ferrite cores obtained by the method according to the invention have the following properties: The cores according to Examples 1 to 4, which are suitable for communications engineering, have a rectangular coefficient β m of at least 0.92, an induction5 TO of more than 3000 Gauss at 20 0 C and a coercive force H cm of less than 0.6 oersted.

Die Ferritkerne nach den Beispielen 5 bis 8, welche für Speichervorrichtungen bestimmt sind, haben einen Rechteckkoeffizienten von mindestens 0,93, eine Induktion von mehr als 1850 Gauß und eine Koerzitivkraft von weniger als 1,2 Oersted.The ferrite cores according to Examples 5 to 8, which are intended for memory devices, have one Rectangular coefficients of at least 0.93, an induction greater than 1850 Gauss, and a coercive force less than 1.2 oersted.

Alle Kerne haben einen Curiepunkt von mehr als 12O0C und einen erhöhten spezifischen Widerstand (größer als 103 Ohm · cm).All the cores have a Curie point higher than 12O 0 C and an increased resistivity (greater than 10 3 ohm-cm).

Infolge des höheren spezifischen Widerstandes weisen diese Kerne vernaehlässigbare Wirbelstromverluste auf, was ihre Verwendung bei hohen Frequenzen mit sehr kurzen Ansprechzeiten (τ < 5 Mikrosekunden) ermöglicht.As a result of the higher specific resistance, these cores show negligible eddy current losses on what their use at high frequencies with very short response times (τ <5 microseconds).

Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung von ferromagnetischen Kernen mit einer weitgehend rechteckförmigen Hysteresisschleife, bei dem ein homogenes Gemisch feiner Metalloxydpulver, das Eisen(III)-oxyd und gegebenenfalls Oxyde der dreiwertigen Metalle Aluminium und Chrom sowie ein Manganoxyd und gegebenenfalls Oxyde der zweiwertigen Metalle Magnesium, Zink und Cadmium enthält, gepreßt und das gepreßte Gemisch auf eine Temperatur zwischen 1200 und 135O°C erhitzt wird, worauf eine langsame Abkühlung in einer indifferenten Atmosphäre erfolgt, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte derart kombiniert werden, daß ein Gemisch von χ Molpfozerit Fe2O3, >> Mol-The method according to the invention for the production of ferromagnetic cores with a largely rectangular hysteresis loop, in which a homogeneous mixture of fine metal oxide powder, the iron (III) oxide and optionally oxides of the trivalent metals aluminum and chromium and a manganese oxide and optionally oxides of the divalent metals magnesium , Contains zinc and cadmium, pressed and the pressed mixture is heated to a temperature between 1200 and 135O ° C, whereupon a slow cooling takes place in an inert atmosphere, is characterized in that the process steps are combined in such a way that a mixture of χ Molpfozerit Fe 2 O 3 , >> mol-

prozent Al2O3, ζ Molprozent Cr2O3, u Molprozent MnO, ν Molprozent MgO, s Molprozent ZnO und t Molprozent CdO in einer eisernen Kugelmühle mit Stahlkugeln mit dem doppelten Gewicht an destilliertem Wasser 24 bis 48 Stunden vermählen und anschließend mit einem Druck zwischen 0,5 und 15 t/cm2 zu Kernen gepreßt wird, die dann 2 bis 6 Stunden in reinem Stickstoff, der höchstens 2 Volumprozent Sauerstoff enthält, auf 1200 bis 135O°C erhitzt und anschließend in reinem Stickstoff während etwa 15 Stunden abgekühlt werden, wobei die Mischung höchstens insgesamt 0,5 Gewichtsprozent Verunreinigungen, an Siliziumdioxyd, Bariumoxyd, Bleioxyd, jedoch höchstens 0,05 Gewichtsprozent Strontiumoxyd enthalten darf und für die molaren Anteile der Ausgangsmischung folgende Bedingungen eingehalten werden: . :. : percent Al 2 O 3 , ζ mol percent Cr 2 O 3 , u mol percent MnO, ν mol percent MgO, s mol percent ZnO and t mol percent CdO in an iron ball mill with steel balls with twice the weight of distilled water for 24 to 48 hours and then with a Pressure between 0.5 and 15 t / cm 2 is pressed into cores, which are then heated for 2 to 6 hours in pure nitrogen, which contains a maximum of 2 percent by volume oxygen, to 1200 to 135O ° C and then cooled in pure nitrogen for about 15 hours The mixture may contain a maximum of 0.5 percent by weight of impurities of silicon dioxide, barium oxide, lead oxide, but not more than 0.05 percent by weight of strontium oxide, and the following conditions must be met for the molar proportions of the starting mixture:. : . :

23 < χ + y + ζ < 52,23 < χ + y + ζ <52,

0 < y + ζ < 0,25 x,
40 < u + ν < 77,
0 < y + ζ <0.25 x,
40 < u + ν <77,

0<v<20,0 <v <20,

0 < s + t < 15, wenn ν < 8,0 < s + t < 15, if ν <8,

8 < s.+ t < 15, wenn 8 < ν < 20,8 < s. + T < 15, if 8 <ν <20,

d. h. died. H. the

duktion Brm = OP, duction B rm = OP,

Induktion B1n = OR, die remanente In-Induction B 1n = OR, the remanent in-

f-ff-f

die der Feldstärke „'" ent-which corresponds to the field strength "'"

sprechende Induktion B^m = OS sowie die Koerzitivkraft Hem- Aus diesen Größen ergeben sich die Koeffizienten ßm, Rm und Km ; führt man noch das Größen verhältnisTalking induction B ^ m = OS as well as the coercive force Hem- From these quantities the coefficients ß m , R m and K m result ; one still maintains the size ratio

"m orm "m or m ..

Bm B m

ein, so erhält man R1n < 1 —one, we get R 1n <1 -

3 Λ3 Λ

jedoch mit der Einschränkung, daßbut with the restriction that

50,2 < χ < 52 und 40 < u < 48,850.2 < χ < 52 and 40 < u < 48.8

47 < χ < 52 und 47 < u < 5347 < χ < 52 and 47 < u < 53

gewählt werden,to get voted,

2525th

3 °

3535

s-f ? = 0 und ν < 8 bzw. ν = 1 sind.sf? = 0 and ν <8 and ν = 1, respectively.

In der folgenden Beschreibung ist jeweils die Zusammensetzung vor dem Vermählen angegeben. Durch die Abnutzung der eisernen Zerkleinerungsvorrichtung während des Mahlvorganges erhöht sich der Eisengehalt der Mischung normalerweise um etwa 0,8 Moleküle Fe2O3 je 100 Moleküle gemahlenes Gut, so daß nach dem Mahlen ein um diese Menge erhöhter Gehalt an Fe2O3 zugrunde zu legen ist, wobei Berichtigungen vorgenommen werden müssen, wenn sich die Mahlvorrichtung langsamer oder rascher abnutzt.In the following description, the composition before grinding is given in each case. Due to the wear and tear of the iron comminution device during the grinding process, the iron content of the mixture normally increases by about 0.8 molecules Fe 2 O 3 per 100 molecules of ground material, so that after grinding a content of Fe 2 O 3 increased by this amount is the basis with corrections to be made as the grinder wears slower or faster.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigtThe invention is explained in greater detail below using exemplary embodiments in conjunction with the drawings described. It shows

F i g. 1 eine weitgehend rechteckförmige Hysteresisschleife, F i g. 1 a largely rectangular hysteresis loop,

F i g. 2 Hysteresisschleifen für einen Kern gemäß der Erfindung aus einem 50°/0 Fe2O3 und 50% MnO enthaltenden Stoff,F i g. 2 hysteresis loops for a core according to the invention from a 50 ° / 0 Fe 2 O 3 and 50% MnO-containing material,

Fi g. 3, 4 und 5 für Kerne aus dem gleichen Stoff, auf den sich die F i g. 2 bezieht, Hysteresisschleifen für verschiedene Betriebstemperaturen, die Veränderungen von B7n und Hcm in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur und die Veränderung von Rm in Abhängigkeit von Hm für verschiedene Betriebstemperaturen, Fi g. 3, 4 and 5 for cores made of the same material on which the FIG. 2 relates, hysteresis loops for different operating temperatures, the changes in B 7n and H cm as a function of the operating temperature and the change in R m as a function of H m for different operating temperatures,

F i g. 6 bis 13 Hysteresisschleifen für Beispiele von Kernen gemäß der Erfindung.F i g. 6 to 13 hysteresis loops for examples of cores according to the invention.

In F i g. 1, welche eine rechteckförmige Hysteresisschleife darstellt, die einer Feldstärke Hm entspricht, sind die vorangehend definierten Größen angegeben, Wie bereits aus den oben angegebenen Grenzen für die Summe der Bestandteiles und t hervorgeht, kann bei allen angegebenen Zusammensetzungen das Zinkoxyd ganz oder teilweise durch Cadmiurnoxyd ersetzt werden, ohne daß hierdurch praktisch die angegebenen Eigenschaften für das erhaltene Produkt verändert werden.In Fig. 1, which represents a rectangular hysteresis loop, which corresponds to a field strength H m , the quantities defined above are given.As already evident from the limits given above for the sum of the constituents and t , the zinc oxide can be completely or partially replaced by cadmium oxide in all the compositions given be replaced without this practically changing the specified properties for the product obtained.

Bei den in der vorliegenden Beschreibung gemachten Angaben ist zu berücksichtigen, daß der Molekularprozentsatz des Manganoxyds in der üblichen Weise auf die Anzahl der Manganatome bezogen ist, so daß im nachfolgenden' das Manganoxyd in der üblichen Weise durch MnO dargestellt wird, obwohl in der Praxis verschiedene Oxyde verwendet werden können, wie MnO2, Mn3O8 usw.In the information given in the present description, it should be borne in mind that the molecular percentage of manganese oxide is related in the usual way to the number of manganese atoms, so that in the following the manganese oxide is represented in the usual way by MnO, although different in practice Oxides can be used, such as MnO 2 , Mn 3 O 8 etc.

Herstellungsverfahren
Zusammensetzung und Art der verwendeten Oxyde
production method
Composition and type of oxides used

Man verwendet für die Gemische Eisen(III)-oxyd Fe2O3, körniges Manganoxyd Mn3O4 oder ein anderes Manganoxyd und gegebenenfalls Zinkoxyd ZnO, Aluminiumoxyd Al2O3, Chromoxyd Cr2O3, das aus Chromsäureanhydrid CrO3 erhalten werden kann, und Magnesiumoxyd MgO.For the mixtures iron (III) oxide Fe 2 O 3 , granular manganese oxide Mn 3 O 4 or another manganese oxide and optionally zinc oxide ZnO, aluminum oxide Al 2 O 3 , chromium oxide Cr 2 O 3 , which are obtained from chromic anhydride CrO 3 , are used can, and magnesia MgO.

Diese Oxyde müssen rein sein, und das Gemisch darf nicht mehr als 0,5 °/0 Verunreinigungen enthalten. Siliciumdioxyd (SiO2), Bariumoxyd (BaO), Bleioxyd (PbO), Strontiumoxyd (SrO) u. dgl. sind besonders schädlich, da diese Verunreinigungen die Ecken der Hysteresisschleife abrunden. Daher muß der Gehalt an jedem dieser Oxyde geringer als 0,05 Gewichtsprozent sein. .These oxides must be pure, and the mixture may contain no more than 0.5 ° / 0 impurities. Silicon dioxide (SiO 2 ), barium oxide (BaO), lead oxide (PbO), strontium oxide (SrO) and the like are particularly harmful because these impurities round off the corners of the hysteresis loop. Therefore, the content of each of these oxides must be less than 0.05 percent by weight. .

Das gegebenenfalls verwendete Magnesiumoxyd kann aus mehr oder weniger hydratisierter Magnesia erhalten werden, die durch Brennen bei 5000C in MgO umgewandelt wird.The optionally magnesium oxide used may consist of more or less hydrated magnesia are obtained, which is converted by baking at 500 0 C in MgO.

Die VermahlungThe grinding

Das Oxydgemisch wird in einer eisernen Kugelmühle mit Stahlkugeln im allgemeinen während eines Zeitraums von 12 bis 48 Stunden mit annähernd dem Doppelten seines Gewichts an destilliertem Wasser gemahlen.The oxide mixture is in an iron ball mill with steel balls generally during one Period of 12 to 48 hours with approximately twice its weight in distilled water ground.

Das Mahlen, Pressen und die Wärmebehandlung werden bei Anwesenheit von Al2O3 oder Cr2O3 nicht verändert.The milling, pressing and heat treatment are not changed in the presence of Al 2 O 3 or Cr 2 O 3.

Da sich während des Mahlvorganges, wie bereits oben angegeben, der Eisengehalt infolge des Eisenabriebes von den Mahlgefäßen und von den Stahlkugeln erhöht, müssen die für die Zusammensetzungen vor der Vermahlung angegebenen Molprozentsätze an Fe2O3 um den obengenannten Betrag erhöht werden, um die Molprozentsätze nach der Vermahlung zu erhalten.Since the iron content increases during the grinding process, as already stated above, as a result of iron abrasion from the grinding vessels and from the steel balls, the molar percentages of Fe 2 O 3 specified for the compositions prior to grinding must be increased by the amount specified above, by the molar percentages after grinding.

Das PressenThe pressing

Die Mischung der Oxyde wird darauf durch Pressen in die gewünschte Kernform gebracht.The mixture of oxides is then pressed into the desired core shape.

Der Einfluß des Preßdruckes ist groß. Der Preßdruck muß einerseits so hoch sein, daß die Sättigungsinduktion des Endproduktes ausreichend hoch ist und andererseits noch so niedrig, daß der Schwund beim Sintern groß ist.The influence of the pressing pressure is great. On the one hand, the pressing pressure must be so high that the saturation induction of the end product is sufficiently high and on the other hand still so low that the shrinkage during sintering is great.

Mit einem Druck von etwa 5 t/cm2, welcher einen linearen Schwund von etwa 15% ergibt, wurden gute Ergebnisse erzielt. Es können jedoch auch Drücke von 0,5 bis 15 t/cm2 angewendet werden.With a pressure of about 5 t / cm 2 , which gives a linear shrinkage of about 15%, good results have been achieved. However, pressures of 0.5 to 15 t / cm 2 can also be used.

Die WärmebehandlungThe heat treatment

Das in der beschriebenen Weise erhaltene Produkt wird einer Wärmebehandlung für eine Dauer von 2 bis 6 Stunden bei einer Temperatur zwischen 1200 und 13500C unterzogen, und zwar in reinem Stickstoff, dem 0 bis 2 Volumprozent Sauerstoff zugesetzt worden sind, worauf eine langsame Abkühlung im Lauf von etwa 15 Stunden in reinem Stickstoff folgt.The product obtained in the manner described is subjected to a heat treatment for a period of 2 to 6 hours at a temperature between 1200 and 1350 0 C, in pure nitrogen, to which 0 to 2 percent by volume of oxygen have been added, followed by slow cooling in the Run of about 15 hours in pure nitrogen follows.

Für das Erzielen optimaler Eigenschaften muß die Brenntemperatur für jede Zusammensetzung experimentell ermittelt werden.For optimal properties, the firing temperature for each composition must be experimental be determined.

Im allgemeinen muß die Temperatur um so höher sein, je mehr Magnesiumoxyd MgO das Ferrit enthält. Bei Werkstoffen ohne Magnesiumoxyd MgO lassen sich sehr gute Ergebnisse bei 12500C erzielen, bei 10% MgO ist es zweckmäßig, bei 12750C zu brennen, während bei einem MgO-Gehalt von 16% eine Temperatur von 1300°C befriedigende Ergebnisse liefert.In general, the more magnesium oxide MgO the ferrite contains, the higher the temperature must be. For materials with no magnesium oxide MgO very good results at 1250 0 C can be achieved at 10% MgO, it is expedient to burn at 1275 0 C, while with an MgO content of 16% at a temperature of 1300 ° C, satisfactory results delivered.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann das gemahlene Pulver vor dem Pressen zwischen 900 und 11000C vorgesintert und dann vor dem Pressen und der endgültigen Wärmebehandlung erneut gemahlen werden. Die Temperatur dieser Vorsinterung muß so festgelegt werden, daß der endgültige Schwund des Stoffs mindestens größer als 8 % ist, da dieser Schwund die Spannungen und damit die Eigenschaften der Rechteckigkeit bestimmt. Es wurde beobachtet, daß Kerne aus einem Gemisch, das nach normaler Behandlung eine gute Rechteckform der Hysteresisschleife ergab, nach einem Vorsintern dieses Gemisches bei zu hoher Temperatur (z. B. 1200° C), das zu Schwunden in der Größenordnung von bloß 4 % führte, keine rechteckförmige Hysteresisschleife aufwiesen.In one embodiment of the invention, the ground powder can before pressing between 900 and 1100 0 C and then presintered before the pressing and final heat treatment are reground. The temperature of this pre-sintering must be determined in such a way that the final shrinkage of the material is at least greater than 8%, since this shrinkage determines the stresses and thus the properties of the rectangular shape. It has been observed that cores made from a mixture which after normal treatment gave a good rectangular shape of the hysteresis loop, after pre-sintering this mixture at too high a temperature (e.g. 1200 ° C), which results in shrinkage of the order of just 4%. did not have a rectangular hysteresis loop.

BeispiellFor example

F i g. 2 zeigt Hysteresisschleifen, die für maximale Feldstärken von 2 und 10 Oersted an einem ringförmigen Kern von den folgenden Abmessungen gemessen wurden:F i g. 2 shows hysteresis loops for maximum Field strengths of 2 and 10 oersteds on an annular core of the following dimensions were measured:

Außendurchmesser 34,1 mmOutside diameter 34.1 mm

Innendurchmesser 26,9 mmInner diameter 26.9 mm

Höhe 12,2 mmHeight 12.2 mm

Die Ausgangszusammensetzung des Stoffes betrug:The initial composition of the substance was:

50 Molprozent Fe2O3
50 Molprozent MnO
50 mole percent Fe 2 O 3
50 mole percent MnO

Die Vermahlung erfolgte während eines Zeitraumes von 48 Stunden in einer eisernen Kugelmühle mit einem Fassungsvermögen von 161, welche etwa 3 kg Gemisch, etwa 61 Wasser und etwa 20 kg Kugeln enthielt.The grinding took place for a period of 48 hours in an iron ball mill a capacity of 161 which contains about 3 kg of mixture, about 61 water and about 20 kg of balls contained.

Die daraus hergestellten Kerne wurden bei 12400C während eines Zeitraumes von 4 Stunden in reinem Stickstoff, der 1 % Sauerstoff enthielt, gesintert und in reinem Stickstoff abgekühlt.The cores produced therefrom were sintered at 1240 ° C. for a period of 4 hours in pure nitrogen containing 1% oxygen and cooled in pure nitrogen.

Die Kerne wiesen nach der Sinterung einen Schwund von 14,8 % und bei einer Feldstärke H7n = 10 Oersted folgende Eigenschaften auf:The cores showed a shrinkage of 14.8% after sintering and the following properties at a field strength of H 7n = 10 Oersted:

eine geringe Koerzitivkraft Hcm = 0,5 Oersted, eine Induktion B7n = 3660 Gauß,a low coercive force H cm = 0.5 Oersted, an induction B 7n = 3660 Gauss,

einen »Rechteckigkeitskoeffizienten«a "squareness coefficient"

Brm _ Brm _

— — U,y/.- - U, y /.

B7n B 7n

Der Magnetostriktionskoeffizient bei der magnetischen Sättigung beträgt ungefähr A5 = — 4 · 10~~6 Der Curiepunkt 0C liegt bei etwa 28O0C. Wie die Analyse zeigte, enthalten die Kerne kein FeO.The magnetostriction coefficient at magnetic saturation is approximately A 5 = -4 · 10 ~~ 6 The Curie point 0 C is about 280 0 C. As the analysis showed, the nuclei do not contain any FeO.

F i g. 3 zeigt die Hysteresisschleifen von Kernen aus diesem Stoff für 2 Oersted und bei verschiedenen Betriebstemperaturen.F i g. 3 shows the hysteresis loops of cores made from this fabric for 2 oersteds and for different ones Operating temperatures.

F i g. 4 zeigt die Veränderung von Bm und von Hcm in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur.F i g. 4 shows the change in B m and Hcm as a function of the operating temperature.

F i g. 5, welche die Veränderung des »Rechteckigkeits-Verhältnisses« Rm in Abhängigkeit von der Feldstärke Hm für verschiedene Betriebstemperaturen darstellt, zeigt den Einfluß der Temperatur auf die Höhe der zu optimaler Rechteckigkeit führenden Feldstärke -Hm- F i g. 5, which shows the change in the "squareness ratio" R m as a function of the field strength Hm for different operating temperatures, shows the influence of the temperature on the level of the field strength -Hm- leading to optimal squareness

Bei der Anwendung für Speichervorrichtungen zur magnetischen Aufzeichnung soll sich das Verhältnis Rm niit der Temperatur möglichst wenig ändern, damit sich innerhalb eines größeren Temperaturbereiches geeignete Betriebsbedingungen ergeben. Die den Gegenstand der Erfindung bildenden Kerne sind zu diesem Zweck besonders untersucht worden. Das »Rechteckigkeits-Verhältnis« Rm ändert sich mit der Temperatur nur sehr wenig.When used for storage devices for magnetic recording, the ratio Rm to the temperature should change as little as possible, so that suitable operating conditions result within a larger temperature range. The cores forming the subject of the invention have been specially studied for this purpose. The "squareness ratio" R m changes very little with temperature.

Dieser Stoff wird in Form von Ringen in magnetischen Steuergliedern, magnetischen Kommutatoren, magnetischen Verstärkern u. dgl. verwendet.This substance is in the form of rings in magnetic control elements, magnetic commutators, magnetic amplifiers and the like are used.

Beispiel '2Example '2

F i g. 6 zeigt die bei Hm = 2 Oersted gemessene Hysteresisschleife eines Kernes mit folgender molaren Ausgangszusammensetzung:F i g. 6 shows the hysteresis loop measured at H m = 2 Oersted of a core with the following initial molar composition:

48% Fe2O3
45,2% MnO
6,8% ZnO.
48% Fe 2 O 3
45.2% MnO
6.8% ZnO.

55 Es ergibt sich:55 It follows:

μ = 330 μ = 330

Bm = 3580 Gauß
Hcm = 0,35 Oersted
Bm = 3580 Gauss
Hcm = 0.35 oersted

ßm = 0,94
Brm = 3300 Gauß
ß m = 0.94
Brm = 3300 Gauss

0c= 260°C 0c = 260 ° C

Das Herstellungsverfahren war gleich dem für das Beispiel 1 angegebenen. Der Zusatz von Zink hat eine Verringerung der Koerzitivkraft Hcm zur Folge.The manufacturing process was the same as that given for Example 1. The addition of zinc results in a reduction in the coercive force H cm .

B e i s ρ i el 3B e i s ρ i el 3

F i g. 7 zeigt die bei H7n = 2 Oersted gemessene Hysteresisschleife eines Ringkernes entsprechend demF i g. 7 shows the hysteresis loop of a toroidal core measured at H 7n = 2 Oersted in accordance with FIG

9 109 10

im Beispiel 1 angegebenen, jedoch mit folgender Zu- Für diesen Stoff ergibt sich für eine Feldstärkegiven in Example 1, but with the following additions For this substance, there is a field strength

sammensetzung des Ausgangsgemisches in Molprozent- Hm20ersted:Composition of the starting mixture in mole percent- H m - 20ersted:

sätzen:.sentences :.

Bm = 2300 Gauß B m = 2300 Gauss

500Z0Fe2O3 5 5m = 2140Gauß50 0 Z 0 Fe 2 O 3 5 5 m = 2140 Gauss

400Z0MnO Hem= 0,9 Oersted40 0 Z 0 MnO Hem = 0.9 Oersted

5% MgO ß*> = °'93 5% MgO ß *> = ° '93

5%ZnO5% ZnO

und für die optimale Feldstärke Hm = 1,4 Oersted:and for the optimal field strength H m = 1.4 Oersted:

Bei dem gleichen Herstellungsverfahren wie für das ίο _„mrWith the same manufacturing process as for the ίο _ " mr "

ispiel 1 erhält man folgende magnetische Eigen- ο ^is game 1 one gets the following magnetic properties ο ^

schäften: I shafts: I.

e de g ge de g g

Beispiel 1 erhält man folgende magnetische Eigen- οExample 1 gives the following magnetic properties ο

Hcm = 0,8 Oersted H cm = 0.8 oersted

Bm = 3260 Gauß ξ™ Ζ n'?r B m = 3260 Gauss ξ ™ Ζ n '? R

Brm = 3120 Gauß is Zm Z i-> B rm = 3120 Gauss is Z m Z i->

Hem= 0,45 Oersted äw - iz Hem = 0.45 Oersted ä w - iz

pV = 0,96 BeispieI6pV = 0.96 example 6

F i g. 10 zeigt für H7n = 3 Oersted bzw. für dieF i g. 10 shows for H 7n = 3 Oersted or for the

F i g. 8 zeigt für Hm = 2 Oersted bzw: Hm = lOOer- ao optimale Feldstärke Hm = 1,8 Oersted die Hysteresis-F i g. 8 shows for H m = 2 Oersted or: H m = lOOer- ao optimal field strength H m = 1.8 Oersted the hysteresis

sted die Hysteresisschleifen eines ringförmigen Kernes schleifen eines Ringkernes der im Beispiel 1 be-sted the hysteresis loops of an annular core grind a toroidal core that was used in example 1

der im Beispiel 1 angegebenen Art, mit folgender Zu- schriebenen Art mit folgender Zusammensetzung desof the type specified in Example 1, with the following ascribed type with the following composition of

sammensetzung des Anfangsgemisches in Molprozent- Ausgangsgemisches (in Molprozentsätzen):Composition of the starting mixture in mole percent- starting mixture (in mole percentages):

sätzen:sentences:

a5 40°/0 Fe2O3 a5 40 ° / 0 Fe 2 O 3

51,0% Fe2O3 . 55%MnO51.0% Fe 2 O 3 . 55% MnO

44,0 °/0 MnO 5°/0Al2O3 44.0 ° / 0 MnO 5 ° / 0 Al 2 O 3

5,0 /o MgO jjje Vermahlungs- und Behandlungsbedingungen5.0 / o MgO jjj e grinding and treatment conditions

, entsprechen den im Beispiel 1 angegebenen. Die Bedingungen für die Vermahlung und die Her- 3°, correspond to those given in Example 1. The conditions for the grinding and the her- 3 °

stellung waren die gleichen wie für das Beispiel 1 an- Der Kern weist die folgenden magnetischen Eigengegeben, schäften auf: für eine Feldstärke Hm = 3 Oersted: position were the same as for example 1. The core has the following magnetic properties: for a field strength H m = 3 Oersted:

Der Kern weist die folgenden magnetischen Eigen- H }1* °|rsted schäften auf: 35The core has the following magnetic properties - H } 1 * ° | rsted stores on: 35

Für eine Feldstärke Hm = 10 Oersted: . .For a field strength H m = 10 Oersted:. .

Hcm= 0 6 Oersted Bm = 3500'Gauß ßrn= 0,92 4° H cm = 0 6 Oersted B m = 3500 ' Gauss ßrn = 0.92 4 °

und für eine Feldstärke Hm == 2 Oersted:and for a field strength H m == 2 Oersted:

Hem= 0,6 Oersted ■ Hem = 0.6 oersted ■

i?m = 3060 Gauß „. TT ^ ,γ .„ . . π . . , „.. .i? m = 3060 Gauss ". TT ^, γ . ". . π . . , "...

ο _ η OS 45 Die Hysteresisschleifen einiger Beispiele fur ferro- ο _ η OS 45 The hysteresis loops of some examples of ferro-

p»,-. u,vd magnetische Stoffe aus Fe2O3, Al2O3 und MnO sindp », -. u, vd are magnetic substances made of Fe 2 O 3 , Al 2 O 3 and MnO

in Fig. 13 für verschiedene Molprozentsätze Al2O3 in Fig. 13 for various mole percentages of Al 2 O 3

Der Zusatz von Calciumoxyd ermöglicht das dargestellt, um die Wirkung der Al2O3-Zugabe zuThe addition of calcium oxide enables this to be demonstrated to the effect of the addition of Al 2 O 3

Brennen bei einer niedrigeren Temperatur als 1300° C zeigen,Show burning at a temperature lower than 1300 ° C,

und liefert gute Ergebnisse bei 124O0C. 50 B ' " 1 7and gives good results at 124O 0 C. 50 B '"17

Die in den folgenden Beispielen beschriebenen ^The ^

Magnetkerne eignen sich besonders zur Verwendung F i g. 11 zeigt für Hm = 3 Oersted bzw. für dieMagnetic cores are particularly suitable for use in FIG. 11 shows for H m = 3 Oersted or for the

in Magnetspeichern. optimale Feldstärke Hm = 2 Oersted die Hysteresis-in magnetic storage. optimal field strength H m = 2 Oersted the hysteresis

T5 · . , , schleifen eines ringförmigen Kernes der in dem Bei-T 5 ·. ,, grinding of an annular core which in the two

1^16 55 spiel 1 beschriebenen Art mit der Ausgangszusammen- 1 ^ 16 55 game 1 described type with the initial co-

F i g. 9 zeigt für Hm = 2 Oersted und für die setzung des Oxydgemisches (in Molprozentsätzen):F i g. 9 shows for H m = 2 Oersted and for the settlement of the oxide mixture (in mol percentages):

optimale Feldstärke Hm = 1,4 Oersted die Hyste- 45 0/ pe qoptimal field strength H m = 1.4 Oersted die hyste- 45 0 / p e q

resisschleifen eines Ringkernes gemäß dem Beispiel 1, 50°/°MnO3 Resis grinding of a toroidal core according to example 1, 50 ° / ° MnO 3

jedoch mit folgender Zusammensetzung des Aus- 50/ Γ Οbut with the following composition of the statement 50 / Γ Ο

gangsgemisches (in Molprozentzusätzen): 60 T% 3 Starting mixture (in mol % additions): 60 T% 3

Der Kern wurde in der gleichen Weise wie fürThe core was made in the same way as for

400Z0Fe2O3 ■ Beispiel 1 beschrieben hergestellt.40 0 Z 0 Fe 2 O 3 ■ Example 1 described prepared.

8°/°ZnO Für diesen Kern ergibt sich: für eine Feldstärke8 ° / ° ZnO The result for this nucleus is: for a field strength

7% MnO , 65 ^» = 3 Oersted:7% MnO, 65 ^ »= 3 oersteds:

Bm = 2200 Gauß B m = 2200 Gauss

Das Herstellungsverfahren war gleich dem be- Hcm = 1*40 OerstedThe manufacturing process was the same as the H cm = 1 * 40 Oersted

schriebenen. ßm = 0,94wrote. ß m = 0.94

809 573/294809 573/294

HemHem = 1,15 Oersted= 1.15 oersted 1,8 Oersted:1.8 oersteds: BmBm = 2260 Gauß= 2260 Gauss ßmßm = 0,94= 0.94 r die optimale Feldstärke H1n = r is the optimal field strength H 1n = Hem H em = 1,0 Oersted= 1.0 oersted BmBm = 1960 Gauß= 1960 Gauss ßmßm = 0,94= 0.94 RmRm = 0,77= 0.77 JYmJYm = 12= 12

für die optimale Feldstärke Hm = 2 Oersted:for the optimal field strength H m = 2 Oersted:

Bm = 1880 Gauß
Hcm = 1,15 Oersted
Bm = 1880 Gauss
H cm = 1.15 oersted

ßm= 0,93 ßm = 0.93

Rm — 0,70 Rm - 0.70

BeispieleExamples

Fig. 12 zeigt für die optimale Feldstärke Hm .= 2 Oersted die Hysteresisschleife eines Ringkernes mit den im Beispiel 1 angegebenen Abmessungen und mit folgender Ausgangszusammensetzung des Gemisches (in Molprozentsätzen):12 shows the hysteresis loop of a toroidal core with the dimensions given in Example 1 and with the following initial composition of the mixture (in molar percentages) for the optimal field strength H m. = 2 Oersted:

45,0% Fe2O3 45.0% Fe 2 O 3

5,0% Al2O3
42,0% MnO
5.0% Al 2 O 3
42.0% MnO

5,0% MgO5.0% MgO

3,0% ZnO3.0% ZnO

2020th

Die Vermahlungs- und Wärmebehandlungsbedingungen waren die gleichen wie im Beispiel 1 angegeben.The milling and heat treatment conditions were the same as those given in Example 1.

Der Stoff weist für Hm = 2 Oersted die folgenden magnetischen Eigenschaften auf:The material has the following magnetic properties for H m = 2 Oersted:

Hem = 1,2 Oersted
Bm = 2320 Gauß
Hem = 1.2 oersted
Bm = 2320 Gauss

ßm= 0,94 ßm = 0.94

Rm= 0,74 Rm = 0.74

Km = 10 Km = 10

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von ferromagnetischen Kernen mit einer weitgehend rechteekförmigert Hysteresisschleife, bei dem ein homogenes Gemisch feiner Metalloxydpulver, das Eisen(III)-oxyd und gegebenenfalls Oxyde der dreiwertigen Metalle Aluminium und Chrom sowie ein Manganoxyd und gegebenenfalls Oxyde der zweiwertigen Metalle Magnesium, Zink und Cadmium enthält, gepreßt und das gepreßte Gemisch auf eine Temperatur zwischen 1200 und 1350° C erhitzt wird, worauf eine langsame Abkühlung in einer indifferenten Atmosphäre folgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte derart kombiniert werden, daß ein Gemisch von χ Molprozent Fe2O3, y Molprozent Al2O3, ζ Molprozent Cr2O3, u Molprozent MnO, ν Molprozent MgO, ί MolprozentZnO und tMolprozent CdO in einer eisernen Kugelmühle mitjStahlkugeln mit dem doppelten Gewicht an destilliertem Wasser 24 bis 48 Stunden vermählen und anschließend mit einem Druck zwischen 0,5 und 15 t/cm2 zu Kernen gepreßt wird, die dann 2 bis 6 Stunden in reinem Stickstoff, der höchstens 2 Volumprozent Sauerstoff enthält, auf 1200 bis 135O0C erhitzt und anschließend in reinem Stickstoff während etwa 15 Stunden abgekühlt werden, wobei die Mischung höchstens insgesamt 0,5 Gewichtsprozent Verunreinigungen, an Siliziumdioxyd, Bariumoxyd, Bleioxyd, jedoch höchstens 0,05 Gewichtsprozent Strontiumoxyd enthalten darf und für die molaren Anteile der Ausgangsmischung folgende Bedingungen eingehalten werden:1. Process for the production of ferromagnetic cores with a largely rectangular hysteresis loop, in which a homogeneous mixture of fine metal oxide powder, iron (III) oxide and optionally oxides of the trivalent metals aluminum and chromium as well as a manganese oxide and optionally oxides of the divalent metals magnesium, zinc and contains cadmium, pressed and the pressed mixture is heated to a temperature between 1200 and 1350 ° C, followed by slow cooling in an inert atmosphere, characterized in that the process steps are combined in such a way that a mixture of χ mol percent Fe 2 O 3 , y mol percent Al 2 O 3 , ζ mol percent Cr 2 O 3 , u mol percent MnO, ν mol percent MgO, ί mol percent ZnO and t mol percent CdO in an iron ball mill with steel balls with twice the weight of distilled water for 24 to 48 hours and then with a pressure between 0.5 and 15 t / cm 2 is pressed to form cores, which are then 2 to 6 Hours in pure nitrogen, which contains a maximum of 2 percent by volume of oxygen, heated to 1200 to 135O 0 C and then cooled in pure nitrogen for about 15 hours, the mixture at most 0.5 percent by weight impurities, silicon dioxide, barium oxide, lead oxide, however may contain a maximum of 0.05 percent by weight of strontium oxide and the following conditions are met for the molar proportions of the starting mixture: 23 < χ + y + ζ < 52,23 < χ + y + ζ < 52, 0 < y + ζ < 0,25 x,
40<« + v<77,
0 < y + ζ < 0.25 x,
40 <«+ v <77,
0<v<20,0 <v <20, 0 < s + t < 15, wenn ν < 8,0 < s + t < 15, if ν <8, 8 < s + t < 15, wenn 8 < ν < 20,8 < s + t < 15, if 8 <ν <20, jedoch mit der Einschränkung, daß
50,2 < χ < 52 und 40 < u < 48,8
but with the restriction that
50.2 < χ < 52 and 40 < u < 48.8
bzw.or. 47 < χ < 52 und 47 < u < 5347 < χ < 52 and 47 < u < 53 gewählt werden,to get voted, wenn y-\-z-\-s-\-t — 0 und ν < 8 bzw. ν < 1 sind.if y - \ - z - \ - s - \ - t - 0 and ν <8 and ν <1, respectively.
2. Verfahren zur Herstellung von ferromagnetischen Kernen nach Anspruch 1, bei welchem das Ausgangsgemisch der Metalloxyde ausschließlich aus Oxyden der genannten dreiwertigen Metalle, ferner aus Manganoxyd und Mägnesiumoxyd besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen 50,2 und 52 Molprozent der Oxyde dreiwertiger Metalle, zwischen 40 und 48,8 Molprozent Manganoxyd und zwischen 1 und 8 Molprozent Magnesiumoxyd verwendet werden.2. Process for the manufacture of ferromagnetic Cores according to Claim 1, in which the starting mixture of the metal oxides is exclusively from oxides of the trivalent metals mentioned, also from manganese oxide and magnesium oxide consists, characterized in that between 50.2 and 52 mole percent of the oxides are trivalent Metals, between 40 and 48.8 mole percent manganese oxide and between 1 and 8 mole percent Magnesium oxide can be used. 3. Verfahren zur Herstellung von ferromagnetischen Kernen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Oxydgemisch nach dem Vermählen einer ersten Wärmebehandlung zur Vorsinterung in Luft bei einer Temperatur zwischen 900 und 11000C, sodann einer zweiten Vermahlung, einem Preßvorgang und einer zweiten Wärmebehandlung während einer Dauer von 2 bis 6 Stunden bei einer Temperatur zwischen 1200.und 1350°C in einem Gemisch von reinem Stickstoff und 0 bis 2 Volumprozent Sauerstoff unterzogen wird, worauf eine langsame Abkühlung während etwa 15 Stunden in reinem Stickstoff erfolgt. 3. A method for producing ferromagnetic cores according to claim 1 and 2, characterized in that the oxide mixture used after grinding a first heat treatment for pre-sintering in air at a temperature between 900 and 1100 0 C, then a second grinding, a pressing process and a second heat treatment for a period of 2 to 6 hours at a temperature between 1200 and 1350 ° C in a mixture of pure nitrogen and 0 to 2 percent by volume of oxygen, followed by slow cooling for about 15 hours in pure nitrogen. In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: Deutsche Patentanmeldung ST 4840, (bekanntgemacht am 9. 7.1953);German patent application ST 4840, (published on July 9, 1953); französische Patentschriften Nr. 1051851, 1074864; belgische Patentschrift Nr. 525 036;French Patent Nos. 1051851, 1074864; Belgian Patent No. 525 036; britische Patentschrift Nr. 655 666;British Patent No. 655,666; USA.-Patentschrift Nr. 2 640 813;U.S. Patent No. 2,640,813; J. applied Physics, 25 (1954), S. 152 bis 154;J. applied Physics, 25 (1954), pp. 152 to 154; Physica, Juni 1936, S. 463 bis 483;Physica, June 1936, pp. 463-483; Physikal. Zeitschrift, 39 (1938), S. 208 bis 212;Physically. Zeitschrift, 39 (1938), pp. 208 to 212; Elektrotechn. Z., Ausg. A, April 1954, S. 253 bis 256;Electrotechn. Z., Ed. A, April 1954, pp. 253-256; Philips' Techn. Rundsch., 16 (1954), S. 124 bis 134; Heft 4/5, S. 131, Tabellen;Philips' Techn. Rundsch., 16 (1954), pp. 124 to 134; Issue 4/5, p. 131, tables; TeIe Tech, Mai 1952, S. 50 bis 52, 82 bis 84:TeIe Tech, May 1952, pp. 50 to 52, 82 to 84: Journal of appl. Physics, 25 (2), S. 152 bis 154 (1954);Journal of Appl. Physics, 25 (2), pp. 152-154 (1954); »Electronics« vom April 1953, S. 149."Electronics" from April 1953, p. 149. In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 976 406.
Legacy Patents Considered:
German Patent No. 976 406.
3535 4040 5050 5555 6060 Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings 709 577/321 4.67 © Bundesdruckerei Berlin709 577/321 4.67 © Bundesdruckerei Berlin
DE1956S0047355 1955-02-03 1956-02-03 Process for the production of ferromagnetic cores with a largely rectangular hysteresis loop Pending DE1239606B (en)

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FR684899A FR1121088A (en) 1955-02-03 1955-02-03 Ferromagnetic materials with rectangular hysteresis cycle

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