DE1300860B

DE1300860B - Verfahren zur Verminderung der Verluste eines ferromagnetischen Mangan-Zink-Ferrits

Info

Publication number: DE1300860B
Application number: DES86521A
Authority: DE
Inventors: Roess; Dipl-Phys Dr Erich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-07-26
Filing date: 1963-08-02
Publication date: 1969-08-07
Also published as: NL6408208A; US3492236A; GB1060598A; DE1223734B; FR1404042A; NL135865C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der Verluste eines ferromagnetischen Mn-Zn-Ferrits und ist ein Zusatz zum Patent 1223 734.

Im Hauptpatent ist ein Verfahren zur Verminderung der Verluste eines ferromagnetischen Mangan-Zink-Ferrits beschrieben, bei dem den ferritbildenden Stoffen 0,2 bis 2 Gewichtsprozent Zinnoxid zugesetzt, diese Mischung gemahlen, gegebenenfalls gepreßt sowie gesintert wird und die Abkühlung des Sintergutes mit einer Geschwindigkeit von etwa 100° C/h in einer inerten Atmosphäre erfolgt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Verluste eines ferromagnetischen Mangan-Zink-Ferrits noch stärker zu vermindern.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß neben dem Zinnoxid ein weiteres Metalloxid geeignet ist, die Verlustverminderung zu erleichtern. So wird in Weiterbildung des Gegenstandes des Hauptpatents erfindungsgemäß Titanoxid in Anteilen von 0,2 bis etwa 1,0 Gewichtsprozent zugesetzt und die Abküh- so lung gemäß der Lehre des Hauptpatents langsam in einer inerten Atmosphäre vorgenommen.

Die Verwendung von Titanoxid als Zusatzmittel bei Mangan-Zink-Ferriten ist an sich für die Verbesserung des Temperaturkoeffizienten der Permeabilitat bekannt. Die britische Patentschrift 923 991 enthält harüber hinaus den Hinweis, daß Zusätze von Titan zu Mangan-Zink-Ferriten nicht in merklichem Maße zu einer Senkung der Verluste beitragen. Das erfindungsgemäße Verfahren überwindet daher dieses Vorurteil.

Der erfindungsgemäße Zusatz von Titanoxid in Kombination mit der langsamen Abkühlung des Sinterprodukts in einer inerten, z. B. Stickstoff atmosphäre führt zu einer beträchtlichen Erhöhung des spezifischen Widerstandes. Diese Erhöhung ist sogar größer als bei der Zugabe von Zinnoxid gemäß dem Hauptpatent.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird neben dem Titanoxid Zinnoxid und gegebenenfalls Calciumoxid in geringen Mengen als Zusatz zu den ferritbildenden Ausgangsstoffen verwendet. Die kombinierte Wirkung dieser zwei bzw. drei Zusatzmittel führt zu einer überraschend starken Verminderung der Verluste, die weit über die Verminderung der Verluste bei alleiniger Zugabe von Calciumoxid bzw. Calcium- und Siliciumoxid hinausgeht. So werden beispielsweise neben Titanoxid 0,02 bis etwa 0,1 Gewichtsprozent Calciumoxid in das Ferrit eingebaut.

Bei dem erfüidungsgemäßen Verfahren werden also den Ausgangsstoffen, ζ. B. den Oxiden des Eisens, Mangans und Zinks, Titanoxid, vorzugsweise in Kombination mit Zinnoxid und gegebenenfalls Calciumoxid, zegegeben. Die Mischung wird gemahlen, gegebenenfalls gepreßt, gesintert und in einer inerten Atmosphäre langsam mit einer Geschwindigkeit von etwa 100° C/h z. B. in Stickstoff abgekühlt. An Stelle des Titan- bzw. des Zinn- und/oder CaI-ciumoxids können auch derartige Verbindungen verwendet werden, die diese Oxide spätestens beim Sinterprozeß ergeben.

Ebenso wie beim Gegenstand des Hauptpatents werden in weiterer Ausbildung der Erfindung sehr günstige Eigenschaften erzielt, wenn die reinen Ausgangsstoffe, ζ. Β. Oxide, Carbonate oder ähnliche durch thermische Zersetzung Oxide ergebende Verbindungen, mit Titanoxid gemischt und erst nach einer thermischen Vorbehandlung, einem sogenannten Kalzinieren bei etwa 800 bis 900⁰C, während eines Naßmahlvorganges mit Calciumoxid oder CaI-ciumcarbonat vermischt werden. Nach einer guten Vermischung und Vermahlung dieser Substanzen in einigen Stunden wird das Mahlgut gepreßt und der Sinterung bei etwa 1200° C unterworfen. Diese Sintertemperatur von 1200 bis 1220° C hat sich im Gegensatz zu den TiO₂-freien Preßlingen als die geeignetste erwiesen. Nach dem langsamen Abkühlen des gesinterten Kerns mit etwa 100° C/h erhält man einen Mangan-Zink-Ferritkern mit vorzüglichen ferromagnetischen Eigenschaften.

Im folgenden sind an Hand von Beispielen die starken Verminderungen der Verluste bzw. die Erhöhung der elektrischen Widerstände des erfindungsgemäß hergestellten Mangan-Zink-Ferrits angegeben.

Beispiel 1

Einer Mischung von 53 Molprozent reinem Fe₂O₃, 28 Molprozent reinem MnO und 19 Molprozent reinem ZnO wird SnO₂ und/oder TiO₂ neben CaCO₃ zugemischt und der spezifische Widerstand der daraus hergestellten Kerne, die bei 1220° C 3 Stunden in 7 Volumprozent Sauerstoff enthaltender Stickstoffatmosphäre gesintert und anschließend in reinem Stickstoff langsam abgekühlt wurden, gemessen.

CaCO₃	SnO₂	TiO₂	ΰ
			(Ohm · cm)
0	(Gewichtsprozent)	0	4
0	0	0	10
0	0,9	0,5	11
0		0,25	12
0		0,5	25
0,1	⁰ i	0	350
0,1	0,45 I	0	600
0,1	0,9	0,5	1200
0,1	0	0,25	1600
0,1	0,9	0,5	1500
0
0,45
0,9

Beispiel 2

Es wird eine Mischung von 53,5 Molprozent Fe₂O₃, 29,3 Molprozent MnO, 17,2 Molprozent ZnO und TiO₂ hergestellt, bei 850⁰C 1 Stunde thermisch vorbehandelt; daraufhin wird 0,1 Gewichtsprozent CaCO₃ in 2 Stunden naß eingemischt. Die daraus gepreßten Ringkerne werden bei 1220° C 3 Stunden in einer 7% Sauerstoff enthaltenden Stickstoff atmosphäre gesintert und anschließend mit etwa 100° C/h in reinem Stickstoff abgekühlt. Es werden folgende Werte an den gesinterten Kernen gemessen:

0,7 Molprozent TiO₂:

μ_Α = 1780, ρ = 1400 Ohm · cm,
tg(5^_A = 1,1 -10-6 (100 kHz),
5 · 10-6 (500 kHz).

Ohne TiO₂:

μ^ = 1600, ρ = 500 Ohm · cm,
tg δ/μ_Α = 1,7 ■ 10-β (100 kHz),
9 · 10-β (500 kHz).

Beispiel 3

Ein wie im Beispiel 2 angegebener Mangan-Zink-Ferritkern der Zusammensetzung 54 Molprozent

Fe₂O₃, 28,3 Molprozent MnO, 17 Molprozent ZnO und 0,7 Molprozent TiO₂, der ebenfalls nach dem thermischen Vorbehandeln mit 0,1 Gewichtsprozent CaCO₃ naß gemahlen und langsam in reinem Stickstoff abgekühlt wurde, weist eine Permeabilität μ^ von 1700 bis 1900 bei einem spezifischen Widerstand ρ=1000 Ohm · cm auf. In der Figur ist der Verlustfaktor tgd/μ^ eines derartigen Mangan-Zink-Ferritkerns dargestellt.

IO

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verminderung der Verluste eines ferromagnetischen Mangan-Zink-Ferrits, bei dem den Ausgangsstoffen Zusätze zugegeben werden und die Mischung gemahlen, gegebenenfalls gepreßt und gesintert wird, insbesondere nach Patent 1223 734, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 0,2 bis etwa 1 Gewichtsprozent so Titanoxid zugesetzt und das Sintergut langsam abgekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 0,3 bis 0,7 Gewichtsprozent Titanoxid zugesetzt wird und die Abkühlungsgeschwindigkeit etwa 100° C/h beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem 0,02 bis 0,1 Gewichtsprozent Calciumoxid zugesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Titanoxid gemischten reinen Ausgangsstoffe nach einer thermischen Vorbehandlung bei etwa 800 bis 900⁰C naß gemahlen und dabei mit etwa 0,1 Gewichtsprozent CaCO₃ gemischt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich 0,2 bis 2 Gewichtsprozent, insbesondere 0,5 bis 1 Gewichtsprozent Zinnoxid zugesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinterung bei 1200 bis 1220° C vorgenommen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen