DE1471346A1 - Ringfoermiger Magnetkern und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Me ""rfXtIdUn₆J bezieht gich auf einen ringförmigen Magnetkern mit Au33«ndarchmgg3er von höchstens 4 nun, der sich zur Verwendung als so-

Speicherkern eijnet, und auf 3in Veriahrrn zum Hermteilen eines solchen !f3gn«*tkerne3.

Heutzutage finden Speicherelemente bekanntlich allgemeine Verwendung in elektronischen Rechenmaschinen. Ihre Brauchbarkeit für diese Verwendung wird durch die sogenannten Impulskennlinien oder dynamischen Kennlinien der "betreffenden Speicherelemente bestimmt. Wichtig ist in diesem Zusammenhang ein deutlicher Unterschied zwischen dem Höchstwert uV1 des ungestörten Einssignals und dem Höchstwert dVzi des gestörten Null-Signals (bei einem guten Speicherelement sind der Wert uV1 und der Wert rVi, d.h. der Höchstwert des gestörten TSins-Signals, bekanntlich nur sehr wenig voneinander verschieden). Bei den Magnetkernen gemäss der Erfindung wird die Förde— rung -r—— / %,0 bei einem Störverhältnis von 0,61 erfüllt. Äusserdem muss bei einer gegebenen Anstiegzeit des Steuerstromes der Zeitraum zwischen dem Anfang des Steuerstromimpulses und dem Zeitpunkt, zu dem die Ausgangespannung dee 1?ins-Signales ihren Höchstwert erreicht, innerhalb eines weiten Temperaturbereiches einen nahezu konstanten Wert aufweisen. Aue praktische* Gründen bezieht man diesen Wert vorzugsweise nicht auf den Anfang des 3teur« erstroinimpülses, sondern auf den Zeitpunkt, in dem der Steuerstrom eine Stärke von 104 seiner Höchstwertes erreicht. Unter der Spitzenzeit (T ) eines Magnetkernes versteht man dabei den Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt» in dem der Steuerstrom eine Stärke von 104'seines Höchstwertes erreicht, und dem Zeitpunkt, in dem die Ausgangsspannung des vom betreffenden Steuex*· impuls erzeugten Sins-Signals maximal geworden ist. Diese Spitzenzeit, ist . _ selT>3tVerständlioh von der Anstiegzeit ("£" ) des Steuerstromimpul see abhin-

- BAD

„ 909813/1291

PH.18.323

gig. Bei den Untersuchungen, die zur vorliegenden Erfindung geführt haben, betrug diese Anstiegzeit stets 0,25 Mikrosekunde.

Mn· weitere wichtige kennzeichnende Impuls ei gen schaft ist in diesem Zusammenhang die Schalt zeit T . Je kürzer diese Schalt seit, je "sohnel ler^M ist das Speicherelement. Deshalb ist man im allgemeinen bestrebt, rao^- liehst niedrige Werte der Sohaltzeit zu erhalten. 3eim Magnetkern ^e der Erfindung hat T einen 'Vert von höchstens 1,25 Hikroeelcunde.

Bisher hat man die infolge von Teraperaturänderun-jen auftretenden Änderungen der kennzeichnenden Strominipulseifjenschaften von Speicheroleraen— ten meist durch Indern der Steuerstrorastärka korrigiert. Auch hat man ganze Systeme von Speicherelementen in einem Thermostaten angeordnet, um atSrende Temperaturänderungen zu verhüten. Diese Verfahren sind jedoch kompliziert und umständlich. Ausserdem sind sie unbrauchbar, wenn im Betrieb das Systeme Temperaturunterschiede zvyi3chen den einzelnen Speicherelementen dadurch auftreten, dass ein Element in einem bestirnten Zeitraum häufijer umgeschaltet wird als ein anderes. Deshalb ist e3 wichtig, Speicher elemente zur Verfugung zu haben, die nicht nur ein ausreichend grosses Rechteclcigkeitaver— haltnia der Hystereseschleife aufweisen, sondern bei denen auah die Ausgange- «pannung des Eins-Signals sowie die Spitzenzeit innerhalb eines zweiten Temperaturbereiches nicht oder nur in geringem Hasse von der Temperatu* abhängig sind.

Si· Hagnetkerne gemüse der Erfindung bestehen aus Stoffen mit einer aicaausensetsung etwa der Formel

0,007 < x < 0,054.und

3.f.9 < J < 4,t .

■'■■^A, 9098137 1291

::■.■;■; ·■; Λ γ -3-

In der "amerikanischen Patentschrift 3f038,360 (insbesondere Anspruch 4) werden Mthium—liiekel-ICadmlamfexTite mit einer nahezu reoiiieici— gen Hystereseschleife erwähnt, die eine Zusammensetzung aufweisen, die 65 bis 95 ^bI. * U_n J¹**) c⁰/» 7-35 Mol. IiJiFe₀O. und 0 - 35 Mol Λ CdFe-O. entspricht* Von diesen Ferriten wird nur gesagt (siehe Spalte Pj 2eil©n 54-57), dass sie naheau die gleichen "Rigenachaften haben wie die entsprechenden Erzeugnisse, die Zinkferrit anstatt von Kadmiumf&rrit enthalten· Es fehlt jedoch jede Angabe von Zahlenwerten der für Speicheikerne kritischen Grossen der nach Anspruch 4 der erwähnten amerikanischen Patentschrift iier- ^ gestellten Ferritkörper. V/erden die Zusammensetzungen geinass der vorstehe*»- den Formel "

wobei _# ......

0,007 < χ < 0,054 ■_■■'. ■■■'■■· ·

auf Molekular-Proaentsätze Li_n ,. Fe- _0, MFe^G, und CdFe-O₁, umgerechnet,

0j5 2,5 4» 24 2 4

wobei zur Vereinfachung angenommen wird, dass y ■ 4 iet, so wird das Ergebnis*

4,5-9,3 a
und 0,7-5,4 ;ίο1."ί —* ~2~*

Es stellt sich somit heraua,,dass der Bereich von Zusamtaenset^- zungen im Zusammenhang mit der vorliegenden Türfiridunj sehr viel beschränk ter ist als der gemäss Anspruch 4 der amerikanischen Patentschrift 3·Ο38, 860, so dass die Erfindung u.a. auf einer genauen Auswahl- einee sehr beschränkten Bereiches von Zusammensetzungen aus einem bekannten chen Bereich von Zusammensetzungen beruht.

Die "Erfindung bezieht sich auf Speiaherkeme mit einem Aus sen— durchmesser von höchstens 4 mm mit einem "Tiert des Quotienten irr-Λ> 4,0

■ . if- QvZ -

9 0 9 813/12 91^r

..-·.■■- -, PE. 13» 123

(bei einem StBrverhaltnie von 0,61), einem Temperaturkoeffizienten des . Wertes uV1 von höchstens Ο,Β'ί je ⁰C im Temperaturbereich zwigehen Ö C und 80°c, einem Temperaturkoeffisienten des "Yertes T von höchstens 0,2^ je ⁰C im Temperaturbereich zv/ischen 0⁰C und 80⁰C und einer Schaltzeit T von. höchstens .1,25 MikroSekunde. Der Temperaturkoeffizient des 'wertes dVa im betrachteten Temperaturbereich ist vernachlässigbar klein,.derjenige des Wertes T ^der übrigens weniger kritisch ist) ist etwa gleich demjenigen ·

des Wertes T . , .

Die Herstellung der Magnetkerne, nach der Rrfind-ung. örfolgt auf'■ nachstehende Weise. Ein Gemisch aus einer feingemahlenen Lrithiuffiverbinduii=j. (meist Iiithiumkarbonat), einer feir.geir,ahlenen liickelverbindung (meist Niqkelkarbonat}, einer feingemahlenen ICadmiurnverbiadung (rneiqt Kadnjiumkar— bonat) und feingemahlenem KisenoXyd (das gegebenenfalls durch eine. Ssen verbindung, die bei starker Rrhitzunjj in TCi se no xyd übergehen kann, ersetzbar ist) wird durch Erhitzung auf eine.Temperatur zwischen 500°C und 75^ G vor—-gebrannt. Das Vorbrennprodukt wird nach Abkühlung in die gewünscht» Form gepresst und das Preesprodukt innerhalb eines Zeitraumes von 60 Sekunden in Luft oder einem Luft-Sauerstoff gemisch auf einer Unterlage aus KoohBphnielzendem Tfetall oder einer hochschmelzenden .Metalllegierung auf eine Temperatur zwischen 1310⁰C und 135O°C erhitzt.-Diese Temperatur wird 5 bis 10 iii-/ nuten aufrechterhalten, wonach das gesinterte Produkt mit einer Geschv/indigkeit von höchstens JO⁰C in der T'inute, auf eine Temperatur s/asohen ,925 ^ ■·.; > und 1000⁰C abgekühlt wird. Dann wird das gesinterte Produkt dadurch schnell abgekühlt, dass es init Luft oder feinem Luft-Sauerstoffgemisch von Zimmertemperatur in Berührung, gebracht wird. · ,

Das Verfahren gemäss der vorstehend erwähnten amerikanischen Pa-r ■ tentschrif^ 3.038.860 weicht in mehreren Hinsichten vom Verfahren getnäss der

9098 13/1291 .·'·.■ BAD ORIGINAL

. PH.18.323

vorliegenden Erfindung ab. Qemäss dem bekannten Verfahren werden die betreffenden Perritk3rper dadurch erhalten, dass aie auf einer Lithium enthaltenden Platte mit einem Lithiumgehalt, der mindestens gleich dem Lithium— gehalt der herzustellenden ?erritlc3rper ist, gebrannt werden. Mit Hineioht auf die gemü33 der amarikanisehen Patentschrift 3·Ο3<3.8βΟ angewandten Sin— tertemperaturen sei bemerkt, dass zwar in Spalte 3 (Zeilen 47— 49) temperaturen 2-.7i3ab.en 115O⁰C und 1325°C erwähnt werden, dass jednoh in keinem der zahlreichen Beispiele eine Sintsrtemperatur von mehr ala 1300⁰C erwähnt wird. Sohliasslich unterscheidet sich das bekannte Verfahren auch darin vom Verfahren naoh der vorliegenden Erfindung, dass ,-jeraäsa dem bekannten Verfahren während eines Zeitraumes von 1 bis 10 Stunden gesintert wird, wonach die gesinterten Produkten während β bis 10 Stunden auf einer Temperatur zwischen 1OOO°C und 1125°C gehalten werden (siehe Spalte 3)· ^ber die weitere Abkühlung wird in der Patentschrift nichts mitgeteilt; ea ist jedoch die Hede von einer etwaigen erneuten Erhitzung der gesinterten Produkte» um diese nachzutempern.

TIs fol_r;3n Jetzt drei Beispiele zur Erläuterung der Erfindung. BISISPIEL 1.

"Hin Gemisch aus 14,5 Mol.'i Lithiumkarbonat, LigCC,, 5,θ Μο1·'£ Ι Ifickelkarbonat, FiCJO, 0,64 !iol.^ Kadmiumkarbonat, DdCO., und 79_fO6 MoI.^ Si3enoxyd, ^₂ ⁰T₁* "¹^⁴¹* vier Stunden mit Aethanol als MahlflUeei^keit in einer Kugelmühle gemahlen. Das gemahlene Produkt wurde während 140-Uinut«n in Luft au3 eine Temperatur von 54°°C erhitzt, dann auf Zimmertemperatur abgekühlt und schliesslich 16" Stunden mit Aethanol als Mahl flüssigkeit in einer Kugelmühle gemahlen. Das erzielte Produkt wurde nach Zusatz eine· organischen Bindemittels granuliert und unter eine» Druck von 1,5 Tonne/cm au Rittgen mit einem Aueaendurchmeseer von 1,5 mm, einem Innendurchmesser von 1,2 on und- einer Höhe von 0,5 mm gepresst. Die·· Hinge wurden in Euft auf einer

909813/1291

PH.ta.323

unterlage aus Platin oder einer Platin-Shodiurnlegierung-in einem Zeitraum von 60 Sekunden auf eine Temperatur von 135^⁰C erhitzt und während 6 Minuten auf dieser Temperatur gehalten dann in und mit lern Ofen auf eine Temperatur • von 925°C abgekühlt und sohlieaslich in Berührung mit Luft von Zimmertemperatur· abgesahreckt.

Di· kennzeichnenden Irapulaeigenschaften der erhaltenen Ringkerne wurden gemessen. Dabei betrug die Stärke des Steuerstromes 740 mA, die Anatiegaeit war 0,25 iiikrosekunde und das Störvarhältnia 0,61. Die Ergebnisse der durchgeführten Messungen waren wie folgt«

uV1 - 61 mV T- 1,20 !iikroaekunde

rV1 - 59 mV T - 0,60 Mikrosekunde

dVs - 7,5mV .

Quotient —*· - 8,1

Di· Messtemperatur war stets 40 C.

Der Temp era tu rko effizient des '7ertea α"7Ί i-n Temperaturbereich zwischen O⁰C und 8O⁰C betrug 0,65 4 je ⁰C, während für den Temperaturkeeffiaienten de· Wertes T im Temperaturbereich zwischen 0⁰C und 8Q⁰C ein V«ert ▼on 0,1^ j· ⁰C gemessen wurde» BBI3PISL· 2.

Sin Qemieoh aus 14,5 Mol.^6 Lithiumkarbonat, Ii₃CO₃, 3» 22 Mol.^i liokelkarbonat, WiOO., 3,22 Mol.;i Kadmiumkarbonat, CdCO., und 79»O6 MoI.^ lisenoxyd, '·₂0., wurde vier Stunden mit Aethanol al· !fahlflüssigkeit in einer tufelmuhl· gemahlen. Das gemahlen· Produkt wurde während I40 Minuten in Luft auf «in· Temperatur von 54O°C β rhi t st, dann auf Zimmertemperatur ab» gekühlt, und eohlieeslioh 16 Stunden mit Aethanol als Mahlflüssigkeit in •in·» Cug«laühl· geeahlen. Das erhaltene gemahlen« Produkt wurde naoh Zu-■at· «in·· organischen Bindemittels granuliert und unter einem Druck tajn 1,5 Τοηκ·/οβ su Rinf«n mit einem Auasendurohmesser von 1,5 mm, einem Innenduroh-

. 909013/1291 /

FH.1Ö.323 .

messer, von 1,2-mm und einer Hcfhe von 0,5 ram gepresst. Diese Ringe wurden. ■ in Ii-uft auf einer Unterlage- aus Platin oder einer Platin-Hhodiumlegierung' in einem. .Zeitraum von 60 Sekunden auf eine Temperatur von 135O°C erhltat» während 6 liinuten auf dieser Temperatur gehalten und dann in und mit d«m Of «n auf eine Temperatur von 925°C abgekühlt und scbliesslich in BerlXarung mit Luft von -Siramertemperatur abgeschreckt. - - ,·.

3i,e Kennzeichnenden ImpulseigensOhafte?¹ der erhaltenen Ringteexjie wurden gemessen. .Dabei betrug die Stärke des Steuerstromes 720 mA» die An— stiegzeit war 0,25 MikroSekunde und das Störverhältnis 0,61. Die *3i der durchgeführten Messungen waren die iolgendenj . ,,-,

uVt -_: 44 mV . T- 1,10 MikroSekunde

rV1 - 43 mV T - 0,55 Mikroaekunde

dVz - 10 mV .

quotient. ~r- » 4,4 . ■'.■..,■..■·.-..

Die Messtimperatur war stets 40 C,.

Der Temperaturkoeffizient des Wertes uV1 im Temperaturbereiae zwischen 0⁰C und 80°α betrug 0_tJ% je °C, während für den Temperaturkoeffizienten des 'Tertes T im Temperaturbereion zwisehen 0⁰C und 80 C ein Wert von 0,15'i je ⁰C gemessen wurde.
BEISPIEL 3. -■■- ,. ,_(;._; ,.,..,._%.

iin Gemisoh aus 14,5 MoI.^ WtI^iumka,rbonat, Li^CO.., 5,8MoI.^ Kickelkarbonat, KiCO,, ,0,^4 VLqIΛ _tKadmiumkarb.o3iat_r CdCO,,. und 79,°6 Mol.."i

^ Eisenpxyd,, Fe 0 ^ wuede vier -Stunden „mit Aethanol al s Kahl flüssigkeit in _; 00

>. in JiUf t auf eine Temperatur von „54Ο C erhitzt, dann auf Zimmertemperatur »I

tiß Kugijlmuh" e gemahlen. Das gemahlen« -Produkt wfcrde während ΛΑ9 Mi»uten Liuft auf eine Temperatur von „54O°C erhitzt, dann auf Zimmertemper*tu gekühlt und gchliesslich 16 Stunden ,mit Aethanol als Mahlflüasigfcait in eJLner_vKugelm^!ihl,e ,gemahlen. ..Da& erhaltene gemahlene Produkt wurde nach .&at2f-eiⁿ«s organischen Bindemittels granuliert und unter einem Druck ron 1,3 Tonne/cm zu Hingen mit einem Aussendurchmesser von 1,5 aim, einen Innen-»

Claims (2)

PH.18.323 durohmeseer von 1,2 mm und einer Höhe von 0,5 mm gepresst. Diese Ringe wurden in Luft auf einer Unterlage aus Platin oder einer Platin-Rhodiumlegierung in einem Zeitraum von 60 Sekunden auf eine Temperatur von 1335°G -erhitzt, während 6 Minuten auf dieser Temperatur gehalten, dann in und mit dem . Ofen auf eine Temperatur von 98O0C abgekühlt und sohliesslich in Berührung mit Luft von Zimmertemperatur abgeschreckt. Die kennzeichnenden Impulseigenschaften der erhaltenen Ringe wurden gemessen· Dabei betrug die Stärke des Steuerstromes 815 mA, die Anstiegzeit war 0,25 Mikrosekunde und das Störverhältnis 0,61. Die Ergebnisse der duroh- W geführten Messungen waren folgende« uV1 - 70 mV T- 0,92 Mikro Sekunden rV1 - 67 mV T- 0,45 Mikrosekunden dVz - 14 mV . Quetient ■ -rrr- · 5f° · Die Messtemperatur war stets JJO C. Der Temperaturkoeffizient des Wertes uV1 im Temperaturbereich zwischen O0C und 8O0C betrug 0,65$ je 0C, während für den Temperaturkoeffizienten des Wertes T im Temperaturbereich zvdsehen 00C und 80 C ein Wert von 0,12% je C gemes.sen wurde. PATEKTANSPRUECHE t

1. Ringförmiger Magnetkern mit einem Aussendurchmesser von höchstens 4 mm, einem Wert des Quotienten -τψ- 4»^ (bei einem Störverhältnis von -0,6i), einem Temperaturkoeffizienten des Wertes uV1 von höchstens Ο,Ελ je °C im Temperaturbereich zwischen OC und 80 C, einem Temperaturkoeffizienten des Wertes T von höchstens 0,2 \ί je ⁰C im Temperaturbereich zwischen 0⁰C und 80 C und einer Schaltzeit von höchstens 1,25 liikro Sekunde, welcher LIagnet— kern aus einem Material mit einer chemischen Zusammensetzung etwa der Formell

-Pe₀ k)q.9⁰⁴X¹^-(O 1 - x) ^Fe2°y ^bestelvfc»

909813/1291

BAD

<-9- U713A6

; wobei ^

0,007 ι 0,054 und

3,9 y 4,1

2. Verfahren zum Herstellen eines Magnetkernes naoh Anspruch 1, |; daduroh gekennzeichnet, daes ein Ausgangsgemisoh aus feinverteilten Oxyden von Lithium, 'Biaen, Kadmium und Nickel (von welchen Oxyden jedes gans oder zum Teil durch eine gleichwertige Menge mindestens einer Verbindung dee betreffenden Jietallas, die bei starker Erhitzung in das betreffende Oxyd übergehen kann, ersetzbar ist), in welchem Auagangsgeraiseh die relativen '.langen an Lithium (umgerechnet in Li₃O), Eiaen (umgerechnet in Pe-O-J₁ Kadmium (umgerechnet in CdO) und Uickel (umgerechnet in NiO)₁ 14 - 15 'Jol.i Li₂O

78 - 80 ΜοΙ.Ί Fe₂O
O»5 - 3,5 Mol. ¹A CdO büw.
3,0 - 6,0 :.tol.'i KiO
betragen, durch Erhitzen bei einer Temperatur zwischen 5^0 C und 75^ C vorjebrannt, das Vorbrennprodukt nach AbkUlilen in die gewunsohte Porsa gepresst, das Pressprodukt innerhalb eines !Zeitraumes von 90 Sekunden in Luft oder Einern Luft-Saueratoffgemisch auf einer Unterlage aus hochaohemlzenden !'«ball oder einer hochschmelzendan Metallegienung auf eine Temperatur zwischen 1310⁰C und 135O⁰C erhitzt, diese Temperatur 5 ^is 1° Minuten aufrechterhalten, dann das gesinterte Produkt mit einer Geschwindigkeit von höchstens 30⁰C in der Minute auf eine Temperatur zwischen 925°0 und 1000⁰O abgekühlt und schliesslich in Berührung mit Luft oder einem Luft-Sauerstoff— a:etni3ch von Zimmertemperatur abgeschreckt wird.

909813/1291