DE1281334B - Ferromagnetic material - Google Patents

Ferromagnetic material

Info

Publication number
DE1281334B
DE1281334B DE1961P0028124 DEP0028124A DE1281334B DE 1281334 B DE1281334 B DE 1281334B DE 1961P0028124 DE1961P0028124 DE 1961P0028124 DE P0028124 A DEP0028124 A DE P0028124A DE 1281334 B DE1281334 B DE 1281334B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature
magnetizability
ferromagnetic material
ferromagnetic
manganese
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE1961P0028124
Other languages
German (de)
Inventor
Bither Jun Tom Allen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Publication of DE1281334B publication Critical patent/DE1281334B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/0302—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity characterised by unspecified or heterogeneous hardness or specially adapted for magnetic hardness transitions
    • H01F1/0311—Compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C28/00—Alloys based on a metal not provided for in groups C22C5/00 - C22C27/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/0009—Antiferromagnetic materials, i.e. materials exhibiting a Néel transition temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/012—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials adapted for magnetic entropy change by magnetocaloric effect, e.g. used as magnetic refrigerating material
    • H01F1/017—Compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/0302—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity characterised by unspecified or heterogeneous hardness or specially adapted for magnetic hardness transitions
    • H01F1/0306—Metals or alloys, e.g. LAVES phase alloys of the MgCu2-type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ferromagnetisches Material, das innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs eine maximale Sättigungsmagnetisierbarkeit und bei Temperaturen oberhalb und unterhalb dieses Bereichs eine viel geringere Magnetisierbarkeit aufweist.The invention relates to ferromagnetic material that is within a certain temperature range a maximum saturation magnetizability and at Temperatures above and below this range have a much lower magnetizability having.

Bei den bisher bekannten ferromagnetischen Stoffen nimmt die Sättigungsmagnetisierbarkeit mit steigender Temperatur, beginnend vom absoluten Nullpunkt, bis zum sogenannten Curie-Punkt ständig ab. Der Curie-Punkt ist diejenige Temperatur, bei der die Magnetisierbarkeit auf Null sinkt; oberhalb dieses Punktes verhalten sich die Stoffe also paramagnetisch.With the previously known ferromagnetic substances, the saturation magnetizability decreases with increasing temperature, starting from absolute zero, up to the so-called Curie point steadily decreases. The Curie point is the temperature at which the magnetizability sinks to zero; Above this point the substances behave paramagnetically.

Aus der USA.-Patentschrift 2 923 683 ist ferromagnetisches Chromoxid bekannt, das einen Antimonzusatz enthält und eine besonders hohe Koerzitivkraft aufweist. Dieses bekannte Chromoxid unterscheidet sich aber nicht prinzipiell von den bisher bekannten ferromagnetischen Stoffen, weil es, ebenso wie diese, beim absoluten Nullpunkt die maximale Magnetisierbarkeit aufweist und die Magnetisierbarkeit mit steigender Temperatur bis zum Curie-Punkt ständig sinkt, ohne ein Maximum zu durchlaufen.U.S. Patent 2,923,683 discloses ferromagnetic chromium oxide known, which contains an additive of antimony and a particularly high coercive force having. However, this known chromium oxide does not differ in principle from the previously known ferromagnetic substances because, like these, when absolute zero point has the maximum magnetizability and the magnetizability continuously decreases with increasing temperature up to the Curie point, without increasing to a maximum run through.

In der Zeitschrift »Acta Cryst.«, 6 (1953), S. 396, sind Röntgenstrukturanalysen der Verbindungen Co0 und MnTe beschrieben. Beide Stoffe zeigen bei bestimmten Temperaturen einen übergang vom antiferromagnetischen in den paramagnetischen Zustand, besitzen also keine Magnetisierbarkeit.In the journal "Acta Cryst.", 6 (1953), p. 396, X-ray structure analyzes are of the compounds Co0 and MnTe. Both substances show at certain temperatures have a transition from the antiferromagnetic to the paramagnetic state so no magnetizability.

In »Phys. Review«, 92 (1953), S. 1120, werden Nickelferritaluminate und Nickelferritgallate beschrieben, von denen die letzteren in ihrem magnetischen Verhalten nicht prinzipiell von den bekannten ferromagnetischen Stoffen abweichen, während ein bestimmtes Nickelferritaluminat der Zusammensetzung Ni0 - Fei,a7 ' Alo.ca ' 0s unterhalb seines Curie-Punktes ein sehr schwaches Maximum der Magnetisierbarkeit aufweist, das nur um 25 oh höher ist als der bei den tiefsten Temperaturen erreichte Wert. Dises magnetische Verhalten dieser besonderen Substanz ist aber von einer vorhergehenden Wärmebehandlung abhängig.In »Phys. Review ", 92 (1953), p. 1120, nickel ferrite aluminates and nickel ferrite gallates, the latter of which in their magnetic Behavior does not differ in principle from the known ferromagnetic substances, while a certain nickel ferrite aluminate of the composition Ni0 - Fei, a7 'Alo.ca A very weak maximum in magnetizability is found below its Curie point which is only 25 ohms higher than that reached at the lowest temperatures Value. But the magnetic behavior of this particular substance is one of its kind previous heat treatment dependent.

Schließlich ist aus »Ceramie Abstracts«, 1959, S. 53 a, eine Verbindung der Formel Mn2Sb0 bekannt, von der ausgeführt wird, daß sie stärker magnetisch ist als Mn2Sb, die sich aber hinsichtlich der Temperaturabhängigkeit ihrer Magnetisierbarkeit ebenso verhält wie alle bisher bekannten ferromagnetischen Stoffe.Finally, from "Ceramie Abstracts", 1959, p. 53 a, a compound of the formula Mn2Sb0 is known, which is stated to be more magnetic than Mn2Sb, but which behaves in the same way as all ferromagnetic ferromagnetic ones known to date with regard to the temperature dependence of its magnetizability Fabrics.

Gegenstand einer Anzahl von älteren Vorschlägen sind ferromagnetische Stoffe, die eine maximale Sättigungsmagnetisierbarkeit zwischen 0° K und dem jeweiligen Curie-Punkt aufweisen Diese Zusammensetzungen enthalten mindestens zwei übergangselemente der Gruppen V-B, VI-B und VII-B des Periodischen Systems (vgl. Deming, »General Chemistry«, Verlag John Wiley & Sons, 5. Auflage, Kapitel 11), wobei wenigstens ein Element aus der ersten Reihe der übergangselemente gewählt ist, und mindestens ein Element der Gruppe V-A.A number of prior proposals have relied on ferromagnetic ones Substances that have a maximum saturation magnetizability between 0 ° K and the respective Have Curie Point These compositions contain at least two transition elements of groups V-B, VI-B and VII-B of the periodic table (cf. Deming, »General Chemistry ", Verlag John Wiley & Sons, 5th Edition, Chapter 11), with at least one element from the first row of transition elements is selected, and at least an element of group V-A.

Gegenstand der Erfindung ist ein ferromagnetisches Material, das innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs eine maximale Sättigungsmagnetisierbarkeit und bei Temperaturen oberhalb und unterhalb dieses Bereichs eine wesentlich geringere Magnetisierbarkeit aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, daß es tetragonale Kristallstruktur hat und zu 61 bis 75 Atomprozent aus Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt oder Nickel und zu 25 bis 39 Atomprozent aus mindestens zweien derElementeGallium, Germanium, Selen, Tellur, Arsen, Antimon und Wismut besteht, wobei mindestens eines derElemente Arsen, Antimon und Wismut den überwiegenden Anteil der letztgenannten Gruppe von Elementen bildet.The invention is a ferromagnetic material that is within a certain temperature range a maximum saturation magnetizability and at temperatures above and below this range a significantly lower one Has magnetizability and is characterized in that it has a tetragonal crystal structure and has 61 to 75 atomic percent of chromium, manganese, iron, cobalt or nickel and 25 to 39 atomic percent of at least two of the elements gallium, germanium, selenium, Tellurium, arsenic, antimony and bismuth, with at least one of the elements arsenic, Antimony and bismuth make up the vast majority of the latter group of elements forms.

Infolge ihrer charakteristischen Eigenschaften, zwischen dem absoluten Nullpunkt und dem Curie-Punkt von Natur aus (d. h. unabhängig von irgendeiner Wärmebehandlung) ein starkes Maximum der Magnetisierbarkeit zu durchlaufen, eignen sich die ferromagnetischen Stoffe gemäß der Erfindung auf vielen Gebieten als Arbeitsmittel zur Energieumwandlung. Sie können z. B. in Vorrichtungen, wie Motoren, Schaltern u. dgl., verwendet werden, bei denen eine Bewegung durch Temperaturänderung ausgelöst wird. Ferner eignen sie sich in temperaturempfindlichen Induktoren und Generatoren. Infolge des scharfen und starken Anstiegs der Magnetisierbarkeit beim Ansteigen der Temperatur sind die Stoffe ferner als Temperaturausgleichsmittel in Vorrichtungen verwendbar, bei denen, wenn sie statt dessen gewöhnliche magnetisierbare Stoffe enthielten, eine Temperatursteigerung einen unerwünschten Abfall in den magnetischen Eigenschaften hervorrufen würde. Die neuen ferromagnetischen Stoffe können ferner in temperaturgesteuerten Regelvorrichtungen und zur Herstellung von elektrischen Stromkreiskomponenten verwendet werden, wobei die Temperaturcharakteristik der neuen Stoffe dahin ausgenutzt werden kann, daß sie bei steigender Temperatur in umgekehrter Richtung ansprechen wie die bisher üblichen magnetischen Stoffe.As a result of their characteristic properties, between the absolute Zero point and the Curie point by nature (i.e. independent of any heat treatment) The ferromagnetic ones are suitable for going through a strong maximum of the magnetizability Substances according to the invention in many fields as working media for energy conversion. You can e.g. B. be used in devices such as motors, switches, etc., in which a movement is triggered by a change in temperature. They are also suitable in temperature-sensitive inductors and generators. As a result of the sharp and large increase in magnetizability as the temperature rises are the Substances can also be used as temperature equalizing agents in devices where, if instead they contained ordinary magnetizable substances, an increase in temperature would cause an undesirable drop in magnetic properties. The new ferromagnetic substances can also be used in temperature-controlled regulating devices and used in the manufacture of electrical circuit components, wherein the temperature characteristics of the new substances can be used to the effect that when the temperature rises, they respond in the opposite direction as they did before usual magnetic substances.

Durch richtige Kombination der neuen ferromagnetischen Stoffe mit den bisher bekannten können Verbundstoffe hergestellt werden, bei denen je nach der Zusammensetzung beliebige Beziehungen zwischen Magnetisierbarkeit und Temperatur verwirklicht werden können.By correctly combining the new ferromagnetic materials with the previously known composites can be produced in which, depending on the composition any relationships between magnetizability and temperature can be realized.

Bei Temperaturen innerhalb des ferromagnetischen Bereichs können die ferromagnetischen Stoffe gemäß der Erfindung für die gleichen Zwecke wie die bisher bekannten ferromagnetischen Stoffe verwendet werden.At temperatures within the ferromagnetic range, the ferromagnetic substances according to the invention for the same purposes as before known ferromagnetic substances are used.

Von den Metallen der übergangselemente werden Chrom und Mangan bevorzugt. Mit Mangan erhält man besonders wertvolle ferromagnetische Stoffe.Of the metals of the transition elements, chromium and manganese are preferred. With manganese you get particularly valuable ferromagnetic substances.

In den ferromagnetischen Stoffen gemäß der Erfindung sind Arsen, Antimon und/oder Wismut zu mehr als 12,5 Atomprozent enthalten und können darin in Mengen bis zu 39 Atomprozent enthalten sein. Der Gehalt der ferromagnetischen Stoffe an Gallium, Germanium, Selen und/oder Tellur kann bis zu 19 Atomprozent betragen, vorausgesetzt, daß die oben angegebenen Bedingungen erfüllt sind.In the ferromagnetic substances according to the invention are arsenic, antimony and / or bismuth to an extent of more than 12.5 atomic percent and can therein in amounts up to 39 atomic percent. The content of ferromagnetic substances Gallium, germanium, selenium and / or tellurium can be up to 19 atomic percent, provided that that the above conditions are met.

Nach bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung enthält das ferromagnetische Material aus der den geringeren atomprozentualen Anteil bildenden Elementengruppe Antimon und Arsen oder Antimon und Germanium.According to preferred embodiments of the invention, the ferromagnetic Material from the element group forming the lower atomic percentage Antimony and arsenic or antimony and germanium.

Die ferromagnetischen Stoffe gemäß der Erfindung entsprechen der allgemeinen Formel M"QbX" in der M Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt oder Nickel, Q eines oder mehrere der Elemente der Gruppe V-A, X eines oder mehrere der Elemente Gallium, Germanium, Selen, Tellur und der Elemente der Gruppe V-A bedeutet, a eine Zahl zwischen 6,1 und 7,5, b eine Zahl zwischen 1,26 und 3,9,c eine Zahl zwischen 0 und 2,0 bedeutet und die Summe b -i- c einen Wert zwischen 2,5 und 3,9 hat. Es ist zu beachten, daß Q und X die Elemente mit Ordnungszahlen über 15 sind und daß zusammen mindestens zwei von diesen Elementen vorhanden sein müssen.The ferromagnetic materials according to the invention correspond to the general one Formula M "QbX" in the M chromium, manganese, iron, cobalt or nickel, Q one or more of the elements of group V-A, X one or more of the elements gallium, Germanium, selenium, tellurium and the elements of group V-A means, a is a number between 6.1 and 7.5, b is a number between 1.26 and 3.9, c is a number between 0 and 2.0 and the sum b-i c has a value between 2.5 and 3.9. It should be noted that Q and X are the elements with ordinal numbers above 15 and that together at least two of these elements must be present.

Die neuen ferromagnetischen Stoffe weisen eine tetragonale Kristallstruktur auf, und viele von ihnen besitzen eine maximale Sättigungsmagnetisierbarkeit zwischen - 150 und -I- 200° C sowie eine Curie-Temperatur über 225° C. Solche ferromagnetischen Stoffe können in temperaturempfindlichen Induktoren, magnetischen Kupplungen und Spulenkernen verwendet werden. Zusammensetzungen mit einer maximalen Sättigungsmagnetisierbarkeit unter - 150° C eignen sich besonders für Tiefkühlgeräte, die beim Siedepunkt des flüssigen Heliums und darunter arbeiten.The new ferromagnetic materials have a tetragonal crystal structure and many of them have a maximum saturation magnetizability between - 150 and -I- 200 ° C as well as a Curie temperature above 225 ° C. Such ferromagnetic Substances can be used in temperature sensitive inductors, magnetic clutches and Coil cores are used. Compositions with a maximum saturation magnetizability below - 150 ° C are particularly suitable for freezers that are at the boiling point of the liquid helium and working under it.

Die Abhängigkeit der Sättigungsmagnetisierbarkeit von der Temperatur kann durch Abänderung der Zusammensetzung des ferromagnetischen Produkts gesteuert werden. Bevorzugte Zusammensetzungen weisen eine Sättigungsmagnetisierbarkeit unterhalb der unteren ferromagnetischen Übergangstemperatur auf. Die Sättigungsmagnetisierbarkeit ist unterhalb der ferromagnetischen Übergangstemperatur wesentlich geringer als die maximale Sättigungsmagnetisierbarkeit oberhalb dieser Temperatur.The dependence of the saturation magnetizability on the temperature can be controlled by changing the composition of the ferromagnetic product will. Preferred compositions have a saturation magnetizability below the lower ferromagnetic transition temperature. The saturation magnetizability is significantly lower than below the ferromagnetic transition temperature the maximum saturation magnetizability above this temperature.

Die neuartige Abhängigkeit der Magnetisierung von der Temperatur, die den ferromagnetischen Stoffen gemäß der Erfindung eigen ist, resultiert wahrscheinlich daraus, daß sich bei steigender Temperatur ein Übergang von dem antiferromagnetischen in den ferromagnetischen Zustand vollzieht. Bei der Übergangstemperatur ändert die gesamte quantenmechanische Austauschenergie zwischen benachbarten Atomen ihr Vorzeichen, und diese Umkehrung der Austauschenergie wird als die Grundlage der beobachteten Änderung der magnetischen Eigenschaften angesehen.The novel dependence of magnetization on temperature, peculiar to the ferromagnetic materials according to the invention is likely to result from the fact that with increasing temperature there is a transition from the antiferromagnetic into the ferromagnetic state. At the transition temperature, the changes total quantum mechanical exchange energy between neighboring atoms their sign, and this inversion of the exchange energy is considered to be the basis of the observed Change in magnetic properties considered.

Um das ungewöhnliche Temperaturverhalten der neuartigen ferromagnetischen Stoffe besser zu verstehen, wird es an Hand der Zeichnung beschrieben, die die Abhängigkeit der Sättigungsmagnetisierbarkeit von der Temperatur am Beispiel eines ferromagnetischen Materials gemäß der Erfindung darstellt.To the unusual temperature behavior of the new ferromagnetic To understand substances better, it is described on the basis of the drawing showing the dependency the saturation magnetizability of the temperature using the example of a ferromagnetic Material according to the invention.

Die ferromagnetischen Stoffe gemäß der Erfindung werden durch Erhitzen von Gemischen der Elemente auf eine Temperatur im Bereich von 600 bis 1400° C hergestellt. In der Praxis werden gewöhnlich Temperaturen von 700 bis 1200° C angewandt. Temperaturen von wenigstens 850° C sind erforderlich, wenn die Zusammensetzungen geschmolzen werden sollen.The ferromagnetic materials according to the invention are made by heating made of mixtures of the elements at a temperature in the range of 600 to 1400 ° C. In practice, temperatures of 700 to 1200 ° C are usually used. Temperatures of at least 850 ° C are required when the compositions are melted should be.

Die Erhitzungszeit soll für eine vollständige Umsetzung der Bestandteile ausreichen. In den nachstehenden Beispielen werden Erhitzungszeiten bis zu 50 Stunden angewandt. Zur Herstellung von Einkristallen können noch längere Erhitzungszeiten angezeigt sein.The heating time should allow for complete implementation of the ingredients sufficient. In the examples below, heating times are up to 50 hours applied. For the production of single crystals, even longer heating times can be used be displayed.

Das Erhitzen kann bei Atmosphärendruck in einer Inertgasatmosphäre, z. B. aus Helium oder Argon, oder in einem evakuierten Gefäß durchgeführt werden. Man kann auch bei Überdruck arbeiten. Kleine Mengen des Produkts lassen sich leicht herstellen, indem man ein mit den Bestandteilen beschicktes Quarzrohr evakuiert und zuschmilzt und die Umsetzung unter dem Eigendruck durchführt, der sich bei Reaktionstemperatur entwickelt.The heating can be carried out at atmospheric pressure in an inert gas atmosphere, z. B. from helium or argon, or in an evacuated vessel. You can also work with overpressure. Small amounts of the product can be easily by evacuating a quartz tube charged with the components and melts and the reaction is carried out under the autogenous pressure, which is at the reaction temperature developed.

Als Ausgangsstoffe kann man die Elemente selbst oder binäre oder ternäre Kombinationen derselben verwenden, wie z. B. Manganantimonid, Chromarsenid, Mangangermanid, Gallium-Mangan-Legierungen usw. Vorzugsweise liegt das Ausgangsgut in pulveriger oder granulierter Form vor, und die Bestandteile sollten gut miteinander vermischt werden.The elements themselves or binary or ternary can be used as starting materials Use combinations of the same, such as B. Manganese antimonide, chromium arsenide, manganese germanide, Gallium-manganese alloys, etc. The starting material is preferably powdery or granulated form, and the ingredients should be mixed well together will.

Nach der Umsetzung wird das Reaktionsgemisch abgekühlt und gegebenenfalls einer Reinigung unterworfen, z. B. durch Extraktion mit Säuren oder nach dem Vermahlen durch magnetische Trennung. Die Kühlung kann schnell erfolgen, oder das Produkt kann unter langsamer Abkühlung wärmebehandelt werden.After the reaction, the reaction mixture is cooled and, if necessary subjected to cleaning, e.g. B. by extraction with acids or after grinding by magnetic separation. The cooling can be done quickly, or the product can be heat-treated with slow cooling.

Ein schnelles Verfahren, um qualitativ zu bestimmen, ob ein bei Raumtemperatur magnetischer Stoff einen magnetischen Übergangspunkt bei tiefer Temperatur besitzt, besteht darin, sein magnetisches Verhalten nach dem Abkühlen auf tiefe Temperaturen, z. B. die des flüssigen Stickstoffs, zu beobachten.A quick method to qualitatively determine whether a room temperature magnetic substance has a magnetic transition point at low temperature, consists in its magnetic behavior after cooling to low temperatures, z. B. that of liquid nitrogen to be observed.

Eine andere für die technische Brauchbarkeit dieser Materialien wichtige magnetische Eigenschaft ist die Magnetisierbarkeit pro Gramm oder der Sigma-Wert o, innerhalb des Temperaturbereichs, in dem die Zusammensetzung magnetisch ist. Der Sigma-Wert a, ist in dem Werk »Ferromagnetism« von B o z o r t h, New York, 1951, S. 7 und 8, definiert. Er ist gleich der Magnetisierungsstärke IS, dividiert durch die Dichte d des Materials. Die hier angegebenen Sigma-Werte werden in einem Feld von 4000 Oersted und mit einer Vorrichtung gemäß »Magnetic Materials in the Electric Industry« von T. R. B a r d e 11, New York, 1955, S. 226 bis 228, bestimmt. Beispiel 1 Eine granulierte Mischung aus 3,66 g (66,7 Atomprozent) Mangan, 0,34g (4,6 Atomprozent) Arsen und 4,50 g (28,7 Atomprozent) Antimon wird in einem Quarzrohr 5 Stunden im Vakuum auf 253° C erhitzt. Dann wird das Rohr im Vakuum zugeschmolzen und der Inhalt im Verlauf von 3,5 Stunden auf 600° C erhitzt und 1 Stunde auf dieser Temperatur gehalten. Das Reaktionsgemisch wird innerhalb 10 Stunden auf Raumtemperatur abgekühlt; es zeigt nunmehr die Form eines glänzenden zusammengesinterten Klumpens. Das Rohr mit Inhalt wird bei Raumtemperatur in einen Ofen eingesetzt, innerhalb 12 Stunden auf 1030° C erhitzt, weitere 12 Stunden auf dieser Temperatur gehalten und dann in 24 Stunden auf Raumtemperatur erkalten gelassen, indem es in dem Ofen, der ein gesteuertes Temperaturgefälle aufweist, langsam von oben nach unten geführt wird.Another important one for the technical usefulness of these materials The magnetic property is the magnetizability per gram or the sigma value o, within the temperature range in which the composition is magnetic. The sigma value a is in the work »Ferromagnetism« by B o z o r th, New York, 1951, pp. 7 and 8. It is equal to the magnetization strength IS, divided by the density d of the material. The sigma values given here are combined in a Field of 4000 Oersted and with a device according to »Magnetic Materials in the Electric Industry "by T. R. Barde 11, New York, 1955, pp. 226-228. Example 1 A granulated mixture of 3.66 g (66.7 atomic percent) manganese, 0.34 g (4.6 atomic percent) arsenic and 4.50 g (28.7 atomic percent) antimony are placed in a quartz tube Heated to 253 ° C. in vacuo for 5 hours. Then the tube is melted shut in a vacuum and the contents heated over 3.5 hours to 600 ° C and 1 hour at this Temperature held. The reaction mixture is brought to room temperature within 10 hours cooled down; it is now in the form of a shiny sintered lump. The tube with its contents is placed in an oven at room temperature, inside Heated to 1030 ° C. for 12 hours, held at this temperature for a further 12 hours and then allowed to cool to room temperature in 24 hours by placing it in the oven, which has a controlled temperature gradient, slowly guided from top to bottom will.

Das Produkt ist ein silbriges, polykristallines, metallisches Material, das bei Raumtemperatur magnetisch ist. Sein in Tabelle 1 angebenes Röntgenbeugungsspektrum zeigt, daß es vollständig eine tetragonale Kristallstruktur des Cu2Sb-Typs mit Gitterkonstanten von a = 0,04 A und c = 6,46 A aufweist. Tabelle 1 Röntgenbeugungsspektrum von Mangan-Antimonid-Arsenid Gitter- Relative Gitter- Relative abstände Inten- abstände Inten- A sitäten *) A sitäten *) 3,424 M2 1,474 M3 3,229 M2 1,430 M3 2,855 M1 1,388 M4 2,613 M2 1,322 F 2,135 S 1,309 F 2,021 M1 1,281 M4 1,897 M3 1,258 M3 1,745 M3 1,190 M1 1,717 M3 1,178 F 1,612 M4 *) S bedeutet die stärkste Linie im Beugungsspektrum, Mi, M2, Ms und M4 bedeuten die Linien mittlerer Inten- sität (abnehmend von Ml nach M4), und F bedeutet die schwachen Linien. ' An einem gepulverten Teil des Produkts wird die Sättigungsmagnetisierbarkeit als Funktion der Temperatur bestimmt. Das Produkt weist einen unteren magnetischen Übergang bei - 60° C, eine maximale Magnetisierbarkeit 6s von 13 Gauß cm3/g bei 20° C und einen Curie-Punkt von 270° C auf. Die Sättigungsmagnetesierbarkeit als Funktion der Temperatur ist für dieses Produkt in der Abbildung dargestellt.The product is a silvery, polycrystalline, metallic material that is magnetic at room temperature. Its X-ray diffraction spectrum given in Table 1 shows that it has a completely tetragonal crystal structure of the Cu2Sb type with lattice constants of a = 0.04 A and c = 6.46 A. Table 1 X-ray diffraction spectrum of Manganese Antimonide Arsenide Grid Relative Grid Relative spacing inter- spacing inter- A sities *) A sities *) 3.424 M2 1.474 M3 3.229 M2 1.430 M3 2.855 M1 1.388 M4 2.613 M2 1.322 F. 2.135 S 1.309 F 2.021 M1 1.281 M4 1.897 M3 1.258 M 3 1.745 M3 1.190 M1 1.717 M3 1.178 F 1.612 M4 *) S means the strongest line in the diffraction spectrum, Mi, M2, Ms and M4 mean the lines of medium intensity sity (decreasing from Ml to M4), and F means the weak lines. ' The saturation magnetizability is determined as a function of temperature on a powdered part of the product. The product has a lower magnetic transition at -60 ° C, a maximum magnetizability 6s of 13 Gauss cm3 / g at 20 ° C and a Curie point of 270 ° C. The saturation magnetization as a function of temperature is shown for this product in the figure.

Beispiel 2 Ein granuliertes Gemisch aus 1,10 g Mangan, 1,09g Antimon und 0,07g Germanium (in Atomprozent: Mn 66,7; Ge 3,3; Sb 30,0) wird, wie im Beispiel 1 beschrieben, in einem evakuierten Quarzrohr innerhalb 9 Stunden auf 970° C erhitzt, 9 Stunden auf dieser Temperatur gehalten und innerhalb 9 Stunden auf Raumtemperatur abgekühlt. Das Produkt ist ein silbriger, metallischer Klumpen, der bei Raumtemperatur stark magnetisch ist. Die Abhängigkeit der Sättigungsmagnetisierbarkeit von der Temperatur wird an einer pulverisierten Probe bestimmt und ist in der Zeichnung dargestellt. Der untere magnetische Übergang findet bei - 60° C statt, eine maximale Magnetisierbarkeit as von 18 Gauß cm3/g wird bei 10° C und der Curie-Punkt bei 270° C beobachtet. Das Röntgenbeugungsspektrum ergibt sich aus Tabelle II. Tabelle II Röntgenbeugungsspektrum von Mangan-Antimonid-Germanid Gitter- Relative Gitter- Relative abstände Inten- abstände Inten- A sitäten *) A sitäten *) 6,553 F 2,159 S 3,450 M1 2,088 F 3,264 M2 2,030 S 3,045 M3 1,924 M3 2,873 M1 1,809 V 2,627 M1 1,748 M3 2,396 F 1,726 M3 2,236 F 1,679 V *) Vgl. Anmerkung zu Tabelle I. V bedeutet sehr schwache Linien. Tabelle II (Fortsetzung) Gitter- Relative Gitter- Relative abstände Inten- abstände Inten- A sitäten *) A sitäten *) 1,635 M3 1,283 F 1,518 V 1,275 M3 1,487 M2 1,260 F 1,435 M2 1,245 V 1,396 M3 1,193 S 1,325 M4 1,110 F 1,314 M4 1,078 F *) Vgl. Anmerkung zu Tabelle I. V bedeutet sehr schwache Linien. Beispiele 3und4 Andere Zusammensetzungen von Mangan, Antimon und Germanium, die die nach Beispiel 2 hergestellt werden, sind in Tabelle III angegeben. Tabelle III Beispiel 3 I 4 Mn/Sb/Ge, Atom- prozent ......... 66,7/31,7/1,6 66,7/26,7/6,6 Curie-Temperatur, °C ............. 300 265 Temperatur der maximalen Magnetisier- barkeit, °C ...... -30 75 Untere übergangs- temperatur, °C .. -85 15 Weitere ferromagnetische Stoffe gemäß der Erfindung sind: Chrom-Arsenid-Antimonid, Eisen-Arsenid-Antimonid, Nickel-Arsenid-Antimonid, Kobalt-Arsenid-Antimonid, Mangan-Tellurid-Antimonid, Mangan-Gallium-Arsenid, Chrom-Gallium-Arsenid, Eisen-Gallium-Arsenid, Eisen-Arsenid-Tellurid, Mangan-Arsenid-Wismutid, Mangan-Germanid-Arsenid, Mangan-Antimonid-Selenid, Mangan-Arsenid-Tellurid, Chrom-Arsenid-Tellurid, Mangan-Arsenid-Antimonid-Selenid und Mangan-Germanid-Wismutid.Example 2 A granulated mixture of 1.10 g of manganese, 1.09 g of antimony and 0.07 g of germanium (in atomic percent: Mn 66.7; Ge 3.3; Sb 30.0) is, as described in Example 1, in one evacuated quartz tube heated to 970 ° C within 9 hours, held at this temperature for 9 hours and cooled to room temperature within 9 hours. The product is a silvery, metallic lump that is highly magnetic at room temperature. The dependence of the saturation magnetizability on the temperature is determined on a pulverized sample and is shown in the drawing. The lower magnetic transition takes place at -60 ° C, a maximum magnetizability as of 18 Gauss cm3 / g is observed at 10 ° C and the Curie point at 270 ° C. The X-ray diffraction spectrum is given in Table II. Table II X-ray diffraction spectrum of Manganese antimonide germanide Grid Relative Grid Relative spacing inter- spacing inter- A sities *) A sities *) 6.553 F 2.159 S. 3.450 M1 2.088 F. 3,264 M2 2,030 S. 3.045 M3 1.924 M3 2.873 M1 1.809 V 2.627 M1 1.748 M3 2.396 F 1.726 M3 2.236 F 1.679 V *) See note on Table I. V means very weak Lines. Table II (continued) Grid Relative Grid Relative spacing inter- spacing inter- A sities *) A sities *) 1.635 M3 1.283 F 1.518 V 1.275 M3 1.487 M2 1.260 F 1.435 M2 1.245 V. 1.396 M3 1.193 S. 1.325 M4 1.110 F 1.314 M4 1.078 F *) See note on Table I. V means very weak Lines. Examples 3 and 4 Other compositions of manganese, antimony and germanium made according to Example 2 are given in Table III. Table III example 3 I 4 Mn / Sb / Ge, atomic percent ......... 66.7 / 31.7 / 1.6 66.7 / 26.7 / 6.6 Curie temperature, ° C ............. 300 265 Temperature of maximum Magnetizing availability, ° C ...... -30 75 Lower transitional temperature, ° C .. -85 15 Further ferromagnetic substances according to the invention are: chromium-arsenide-antimonide, iron-arsenide-antimonide, nickel-arsenide-antimonide, cobalt-arsenide-antimonide, manganese-telluride-antimonide, manganese-gallium-arsenide, chromium-gallium-arsenide, Iron-gallium-arsenide, iron-arsenide-telluride, manganese-arsenide-bismuthide, manganese-germanide-arsenide, manganese-antimonide-selenide, manganese-arsenide-telluride, chromium-arsenide-telluride, manganese-arsenide-antimonide-selenide and Manganese-germanide-bismuthide.

Claims (4)

Patentansprüche: 1. Ferromagnetisches Material, das innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs eine maximale Sättigungsmagnetisierbarkeit und bei Temperaturen oberhalb und unterhalb dieses Bereichs eine wesentlich geringere Magnetisierbarkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß es tetragonale Kristallstruktur hat und zu 61 bis 75 Atomprozent aus Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt oder Nickel und zu 25 bis 39 Atomprozent aus mindestens zweien der Elemente Gallium, Germanium, Selen, Tellur, Arsen, Antimon und Wismut besteht, wobei mindestens eines der Elemente Arsen, Antimon und Wismut den überwiegenden Anteil der letztgenannten Gruppe von Elementen bildet. Claims: 1. Ferromagnetic material within a certain temperature range a maximum saturation magnetizability and at Temperatures above and below this range have a significantly lower magnetizability having, characterized in that it tetragonal crystal structure and has 61 to 75 atomic percent of chromium, manganese, iron, cobalt or nickel and 25 to 39 atomic percent of at least two of the elements gallium, germanium, Selenium, tellurium, arsenic, antimony and bismuth are made up of at least one of the elements Arsenic, antimony and bismuth make up the vast majority of the latter group of Elements. 2. Ferromagnetisches Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ferrromagnetische Material Antimon und Arsen enthält. 2. Ferromagnetic material according to claim 1, characterized in that that the ferromagnetic material contains antimony and arsenic. 3. Ferromagnetisches Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ferromagnetische Material Antimon und Germanium enthält. 3. Ferromagnetic Material according to Claim 1, characterized in that the ferromagnetic material Contains antimony and germanium. 4. Ferromagnetisches Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ferromagnetische Material Mangan enthält.4. Ferromagnetic material according to claim 1, characterized characterized in that the ferromagnetic material contains manganese.
DE1961P0028124 1960-10-31 1961-10-30 Ferromagnetic material Pending DE1281334B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US6619560A 1960-10-31 1960-10-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1281334B true DE1281334B (en) 1969-05-22

Family

ID=22067883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1961P0028124 Pending DE1281334B (en) 1960-10-31 1961-10-30 Ferromagnetic material

Country Status (5)

Country Link
BE (1) BE609748A (en)
CH (1) CH442549A (en)
DE (1) DE1281334B (en)
DK (1) DK103956C (en)
GB (1) GB932678A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8810125D0 (en) * 1988-04-28 1988-06-02 Secr Defence Ferromagnetic materials

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2923683A (en) * 1957-06-19 1960-02-02 Du Pont Antimony-modified chromium oxide ferromagnetic compositions, their preparation and use

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2923683A (en) * 1957-06-19 1960-02-02 Du Pont Antimony-modified chromium oxide ferromagnetic compositions, their preparation and use

Also Published As

Publication number Publication date
GB932678A (en) 1963-07-31
DK103956C (en) 1966-03-14
CH442549A (en) 1967-08-31
BE609748A (en) 1962-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112006001628T5 (en) Ferromagnetic shape memory alloy and its application
DE69504167T2 (en) Crystalline body with no grain boundaries made of manganese-based composite oxide and process for its production
DE2365179C2 (en) Process for the production of magnetic particles with exchange anisotropy and the use thereof
DE69108829T2 (en) Permanent magnetizable powder of the R-Fe-B type and bonded magnet made of it.
DE1915358A1 (en) Magnetic material
DE69114160T2 (en) Manufacturing process of an aligned and structured body.
DE2365178C2 (en) Process for the production of magnetic materials with exchange anisotropy behavior
DE1281334B (en) Ferromagnetic material
US3126346A (en) Ferromagnetic compositions and their preparation
DE69114092T2 (en) Process for crystallization in the presence of a magnetic field.
CH333347A (en) Process for the production of a magnetic core with an almost rectangular hysteresis loop
Miyata et al. Ferromagnetic Crystalline Anisotropy of Pd1− xFex Alloys. I.(x\lesssim0. 3, FCC Phase)
AT164420B (en) Magnetic core made from a ferromagnetic ferrite
DE1592492B1 (en) Process for the production of ferromagnetic chromium dioxide
DE1295459B (en) Magnetic core with at least approximately rectangular hysteresis loop
Tissot et al. Magnetic and Crystallographic Properties of Pr–Gd Alloys
US3207638A (en) Manganese, gallium, iron magnetic alloy and method of producing particular crystal structure thereof
US3126345A (en) Ferromagnetic compositions and their preparation
CH485364A (en) Device for converting energy from one form into energy from another
Kulshreshtha et al. Transferred hyperfine fields at 119Sn in Fe1− xMxSn [M≡ Mn, Co and Ni]
DE1283544B (en) Manganese-antimonide-based magnet alloy and process for making the same
DE1471368A1 (en) Ferromagnetic crystalline material suitable as a working medium for energy conversion
Liang et al. Reentrant Kondo‐mixed valent‐Kondo regime behavior with T in the 3d CeT2Si2 series
DE2405623A1 (en) Thin film magnetic material - with cobalt-nickel alloy and oxide as ferromagnetic and antiferromagnetic phases in alternating layers
DE2050688A1 (en) Process for producing a rare earth permanent magnetic material