DE1471347A1

DE1471347A1 - Process for the production of a magnetic core with a hysteresis loop approximating the rectangular shape

Info

Publication number: DE1471347A1
Application number: DE19641471347
Authority: DE
Inventors: Joosten Johannes Engelmundus; Esveldt Cornelis Jacobus; Driel Gerrit Antonie Herma Van
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1963-06-20
Filing date: 1964-06-16
Publication date: 1969-02-27
Also published as: DK116805B; ES301174A1; FR1399248A; NL294371A; US3376227A; CH455957A; GB1003533A; OA00766A; BE649467A; AT247036B

Description

Verfahren zur Heratellung eines Magnetkernes mit einer der Rechteckform annähernden Hystereseschleife. Magnetkerne mit einer der Rechteckform annähernden Hystereseschleife sind für verschiedene Anwendung von Bedeutung. Diese Art von Kernen wird unter anderem für sogenannte magnetische Speicher benutzt. Solche magnetische Speicher werden unter anderem in Rechenmaschinen und in selbsttätigen Pilotanlagen benutzt. Eine andere.Anwenjung dieser Art von Kernen liegt 'in magnetischen Schaltern. Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Kernen, die sich insbesondere für den letztgenannten Zweck eignen.Method for producing a magnetic core with one of the rectangular shape approximate hysteresis loop. Magnetic cores with a rectangular shape approximating Hysteresis loops are important for various applications. That kind of cores is used, among other things, for so-called magnetic storage. Such magnetic Memory is used, among other things, in calculating machines and in automatic pilot systems used. Another, recent use of this type of core is in magnetic switches. The present invention relates to the manufacture of cores, in particular suitable for the latter purpose.

Bei Verwendung von Magnetkernen als Speicherelemente oder als magnetische Schaltelemente ist es erwünscht, das Auftreten.von Wirbelströmen möglichst zu beschränken, so -dass als Rohstoffe für diese Kerne immer mehr weichmagnetisch, oxydische Materialien verwendet werden, die bekanntlich eine sehr geringe elektrische Zeitfähigkeit haben.When using magnetic cores as storage elements or as magnetic ones Switching elements, it is desirable to limit the occurrence of eddy currents as much as possible, so-that more and more soft magnetic, oxidic materials are used as raw materials for these cores are used, which are known to have a very low electrical time capability.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines ringförmigen Magnetkernes mit einem von 218 bis 4 mm, einem Innendurchmesser von mindestens 0,6-mal dem Aüssendurchmesser und einer Höhe von 1 bis Z@mm zur Verwendung als magnetisches Schaltelement zur Steuerung von Kernspeichern. Die besondere Fähigkeit des durch das erfindugagemässe Verfahren hergestellten Magnetkernes, als magnetischen $chaltelemerit wirks-.m zu sein, ~rilndet sich auf die Kombinition. der ne.chfolgen-#1Pn Eigenschaften. Y .The invention relates to a method for producing an annular Magnetic core with a diameter of 218 to 4 mm, an inner diameter of at least 0.6 times the outer diameter and a height of 1 to Z @ mm for use as a magnetic Switching element for controlling core stores. The special ability of the magnetic core produced by the method according to the invention, as a magnetic chaltelemerite effective-.m to be ~ ends up on the combination. the ne.chfollowing # 1Pn properties. Y.

u-T1 (r~erlesspn bei einer 3teuerstromstlirke von 2 A). ist grösserals 10:J0 m V;.u-T1 (r ~ erlesspn with a control current of 2 A). is bigger than 10: J0 m V ;.

b.) ulz @;,le::.assen bei einer Oteuerstronst?rke von 1 ,8 A und einer A#4; t,,;igzeit von gsec) ist kleiner als 4,0 n V; :rlüu,ert@ng der Dedeutun:-, der vor;., tee;-id vervien,1deten a;@@::ol.=. sei folt@e@ri@:;es berler:t.b.) ulz @ ;, le ::. ate with an Oteuerstronstr? k? of 1, 8 A and an A # 4; t ,,; time of gsec) is less than 4.0 n V; : rlüu, ert @ ng der Dedeutun: -, the before;., tee; -id vervien, 1deten a; @@ :: ol. =. be folt @ e @ ri @ :; es berler: t.

u#11 ("unai:3turbed volta-e onä") ist der 3:@:w:ir.@a:c:r± des unr-estörten Einsirnals bei der gegebenen heuer-;-::r o @e als 2utlktion der Zeit, berechnet vor: Anfang des bntreffea:yen ;-iteuers tz°-^r:impulses aus.u # 11 ("unai: 3turbed volta-e onä") is the 3: @: w: ir. @ a: c: r ± des unr-estörten At the same time for the given this year -; - :: r o @e as the calculation of the time before: beginning of bntreffea: yen; -iteuers tz ° - ^ r: impulse off.

2,ietiVz ("undisturbed voltrege zero'") ist der F,sazimc-ilwert des äpannungsstosses bei der gegebenen *teuerstronstrke und der gegebenen Ansteigzeit, wodurch der @;agnetkern von einem der beiden Zustände remanenter Induktion in den Zustand maximaler Induktion übergeht, die das gleiche Vorzeichen hat wie die betreffende rennnente Induktion.2, ietiVz ("undisturbed voltrege zero '") is the F, sazimc-il value of the voltage surge at the given tax rate and the given rise time, whereby the @; agnetkern of one of the two states of remanent induction in the State of maximum induction, which has the same sign as the one in question running induction.

Zur Destismung des zahlenmüssigen viertes der Grösse H :hisst man uV1 bei zwei verseiiiedenen ätärken des Jteuerstromes I und z-=:ar bei den ieerten I = 1,8 A und I = 2,1 A. .jer Unterschied :,@rsc_ien den beiden Liessvrert-eti von trV1 wird durch das Sfnhol ; uV1 ;ingej;eben, wobei @I Iiiarotit den eiert von @,1 A - 1,8 A = C,3 A 'ült . . Das Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemisch aus 14 bis 15 mol X Li 0, 6 bis 7 mol % Ni0 und 77 bis 81 mol.@ `e203 (in welchem Gemisch die Oxyde je für sieh durch Verbindungen ersetzt werden können, die bei Erhitzung in diese Oxyde übergehen) bei. einer Temperatur von 600 bis 7500 O vorgesintert, das so erhaltere Produkt verfeinert und dann zerkörnt und in die gewünschte Form gepresst, der Presskörper innerhalb maximal 16 Minuten auf eine Temperatur von 1370 bis 14000° C erhitzt, welche Temperatur während 5 bis 10 Hinuten aufrechterhalten wird, und das Reaktions-,rodukt innerhalb 70 bis 90 Minuten ruf eine Temperatur von 940 bis q60° 0 abgekühlt und schliesoläch durch direkte Berührung mit Luft von Zimmertemperatur abgeschreckt wird. .To destroy the numerical fourth of the size H: one hoists uV1 with two different strengths of the control current I and z - =: ar with the values I = 1.8 A and I = 2.1 A. The difference:, @ rsc_ien the two Liessvrert-eti of trV1 becomes through the Sfnhol; uV1; ingej; even, where @I Iiiarotit denotes @, 1 A - 1.8 A = C, 3 A 'ült. . The method of the invention is characterized in that a mixture of 14 to 15 mol X Li 0, 6 to 7 mol% Ni0 and 77 to 81 mol. @ `E203 (in which mixture the oxides each for themselves by compounds which convert into these oxides when heated). a temperature Pre-sintered from 600 to 7500 O, the product obtained in this way is refined and then granulated and pressed into the desired shape, the pressed body within a maximum of 16 minutes heated to a temperature of 1370 to 14000 ° C, which temperature during 5 to 10 minutes is maintained, and the reaction, roduct within 70 to 90 Minutes call a temperature of 940 to q60 ° 0 and close it with a smile direct contact with air at room temperature is deterred. .

Bei einer :vorzugsweise durchgeführten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrene-vird der vorerwähnte 2reaskörper innerhalb 2 bis 4 idinuten auf eine Temperatur von 1300 bis 1310° G erhitzt, worauf innerhalb $ bis 10 Minuten die Temperatur auf 1380 bis 1390° G erhöht und während 6 bis 8 Minuten beibehalten wird, worauf das Reaktionsprodukt innerhalb einer Zeitspanne von 75 bis 85 1äinutetl auf eine Temperatur von 945 bis 955° 0 abgekühlt, und schliesslich durch direkte Berührung mit Iuft von Zimmertemperatur abgeschreckt wird.In one: preferably carried out embodiment of the invention The aforementioned body of the body will be moved within 2 to 4 minutes to one Temperature of 1300 to 1310 ° G heated, whereupon the temperature within $ to 10 minutes increased to 1380 to 1390 ° G and held for 6 to 8 minutes, whereupon the reaction product within a period of 75 to 85 1äinutetl to a Temperature cooled from 945 to 955 ° 0, and finally by direct contact is quenched with air from room temperature.

Idagnetkerne mit-einer der Reehteokform annähernden Hysteresesohleife, die aus einem magnetischen Material hergestellt sind, das wenigstens im wesentlichen aus mindestens einer Ver-' Bindung der Formel - , ZixNi(1-2x)Fe(2 + x)04 besteht, wobei x zwischen 0,40 und 0,48 liegt, viaren bereits aus der niederländischen yatentachrift 82.272 bekannt. Wird das durch diese Formel definierte Gebiet von Zusammensetzungen in iSSolekülprozentsätze der Oxyde 1120, NiO und Fe 203 umgerechnet, so erhält man das Ergebnis: 12,5 bis 15,8 mol o Li20, 2,6 bis 12,5 mol 117fo NiO 75 bis 81,6 mol l Fe203, Dieses Gebiet umfasst somit auch diejenigen Zusanmeneetzungen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung benutzt werden. Bei dem Verfahren nach der niederländischen Patentschrift R2.272 wird jedoch das Gemisch nus Lithium, Nickel- und Eisenverbin-Jungen eindeutig abweichend-von dem erfindungsgemässen Verfahren auf eine Temperatur von 1100 bis 1200° C erhitzt.Magnetic cores with a hysteresis sole that approximates the Reehteok shape, which are made of a magnetic material which at least essentially consists of at least one compound of the formula -, ZixNi (1-2x) Fe (2 + x) 04, where x is between 0.40 and 0.48, viaren is already known from the Dutch yaten script 82.272. If the area of compositions defined by this formula is converted into iSSolecular percentages of the oxides 1120, NiO and Fe 203, the result is: 12.5 to 15.8 mol o Li20, 2.6 to 12.5 mol 117fo NiO 75 bis 81.6 mol l Fe 2 O 3. This area therefore also includes those compositions which are used in the context of the present invention. In the method according to the Dutch patent R2.272 , however, the mixture of lithium, nickel and iron compounds is heated to a temperature of 1100 to 1200 ° C., which is clearly different from the method according to the invention.

Auch das Herstellungsverfahren für Lithiumnickelferrite gemäee der amerikanischen Patentschrift 3.038.8E0 (Sinterung bei 1150 bis 1325° C während 1 bis 10 Stunden, in direkter Berührung mit-einer lithiumh,altigen Platte) unterscheidet sich eindeutig von dem Verfahren nach der Erfindung.Also the manufacturing process for lithium nickel ferrites according to American patent 3.038.8E0 (sintering at 1150 to 1325 ° C during 1 up to 10 hours, in direct contact with an old lithium plate) clearly differ from the method according to the invention.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger Ausführungsbeispiele erläutert.The invention is described below with reference to a few exemplary embodiments explained.

Beispiel 1. Example 1.

Ein Gemisch aus 14,5 mol % Zithiumcarbonat, Li2Cf3' 6945 mal % Niekelearbonat, N9003, und 79,05 mol % Enenoxyd, Fe203, wurde während vier Stunden mit Ethanol als I:Iahlflüseigket in einer Kugelmühle gemahlen. Das Mahlprodukt wurde während einer Stunde bei 700 bis 750° 0 vorgesintert, abgekühlt und dann withrend 16 Otunden mit Ethanol als 1:Iahlflttssigkeit in der Kugelmühte gemahlen, worauf dem Nahtprodukt ein organisches .31ndemittel zugesetzt wurde. Darauf wurde die ldasse durch ein feinmasohiges.dieb granuliert und in Form von Ringen mit einem kussendurchmesser von 3,75 mm, einem Innendurcruneeser von 25 rim und einer Höhe von 1,95 mm gepreaat.A mixture of 14.5 mol% zithium carbonate, Li2Cf3 '6945 times% nickel carbonate, N9003, and 79.05 mol% iron oxide, Fe203, was ground in a ball mill for four hours with ethanol as a grinding liquid. The ground product was pre-sintered for one hour at 700 to 750 ° C, cooled and then ground for 16 hours with ethanol as a 1: grinding liquid in the ball mill, after which an organic compound was added to the seam product. The oil was then granulated through a fine mesh thief and prepared in the form of rings with a kiss diameter of 3.75 mm, an inner diameter of 25 mm and a height of 1.95 mm.

Die ringfdrmigen Preeskärper wurden innerhalb einer Zeitspanne von 3 Minuten auf eine*Temperatur von 1390° C dadurch erhitzt, daas sie auf einem Platinschiffchen in einen vorher eingeschalteten elektrischen Ofen geschoben wurden. Sie wurden dann während 7 Minuten auf dieser Temperatur gesintert! worauf die Temperatur des Ofens innerhalb 85 Minuten auf 950° C verringert wurde. Nachdem die Sinterkörper in und mit dem Ofen auf 9500 0 abgektüilt waren, wurden sie aua, dem Ofen entfernt und in direkter BsrUhrung mit Luft von Zimmertemperatur abgeaohreckt. An den so erhaltenen Ferritringen wurden die nachfolgenden Impulekennlinen gemessen: uY1 (Steuer$trometärke I m 198 A) m 840 mV uY1 (Steueretrometärke I = 2,1 A) = 1140 m7 (Auvi A _ -1 , 0 Ohm) _ araus folgt: R uft = 37,5 mV Der Auesendurohmesser der betreffenden Perritringe wer 3,0 mag der Innendurchmesser 2,0 mm und die Höhe 1t55 mm.The ring-shaped pre-bodies were heated to a temperature of 1390 ° C within a period of 3 minutes by pushing them on a platinum boat into a previously switched-on electric furnace. They were then sintered at this temperature for 7 minutes! whereupon the temperature of the oven was reduced to 950 ° C. within 85 minutes. After the sintered bodies had cooled to 9500 ° in and with the furnace, they were removed from the furnace and stirred in direct contact with air at room temperature. Impulekennlinen the following were measured on the thus obtained ferrite rings: UY1 (control trometärke $ I m 198 A) m 840 mV UY1 (Steueretrometärke I = 2.1 A) = 1140 m7 (AuVi A _ -1, 0 ohms) _ araus follows : R uft = 37.5 mV The outer diameter of the Perrit rings in question is 3.0 , the inner diameter 2.0 mm and the height 1t55 mm.

Beispiel 2. Example 2 .

Ein Gemisch der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 wurde in gleicher Weise wie in diesem Beispiel zu 2resekörpern mit einem Auasendurehmeseer von 3,75 mm, einem Innendurchmesser von 2,50 mm und einer Höhe von 1,95 mm verarbeitet.A mixture of the same composition as in Example 1 was in in the same way as in this example for 2reses with an outdoor swimming sea of 3.75 mm, an inner diameter of 2.50 mm and a height of 1.95 mm.

Innerhalb einer Zeitspanne von 3 Minuten wurden die ringförmigen Presskörper auf eine Temperatur von 1305° C dadurch erhitzt, dass sie auf einem Platinschiffchen in einen vorher eingeschalteten, elektrischen Ofen geschoben wurden. Die Ofentemperatur wurde darauf innerhalb 9 Minuten auf 1384° G erhöht, welche Temperatur wehrend 7 Minuten beibehalten wurde. Darauf wurde innerhalb 80 tiinuten die Ofentemperatur auf 950° C herabgesetzt. Nachdem die erhaltenen, ringförmigen Sinterkörper in und mit dem Ofen auf 950° C abgekühlt waren, wurden-sie aus dem Ofen entfernt und in direkter Berührung mit Luft von Zimmertemperatur abgeschreckt. An den so erhaltenen-Ferritringen wurden die nachfolgen-den Impulskennlinien gemeesens 11V1 (Stromstärke I = 1,8 A) = 900 mV uV1 (Stromstärke 1 = 2,1 A).= 1239 mY (Es folgt daraus: R z # i1 = 1,1. Ohm) - _ uvz' = 3 6 mV Der Aussendurchmesser der betreffenden Ferritringe war 3,0 mm, der Innendurchmesser 2,0 mm und. die Höhe war 1,55 mm.Within a period of 3 minutes, the ring-shaped pressed bodies were heated to a temperature of 1305 ° C. by sliding them on a platinum boat into a previously switched-on electric furnace. The oven temperature was then increased to 1384 ° G within 9 minutes, which temperature was maintained for 7 minutes. It was within 80 tiinuten the oven temperature to 950 ° C reduced. After the ring-shaped sintered bodies obtained had cooled to 950 ° C. in and with the furnace, they were removed from the furnace and quenched in direct contact with air at room temperature. Were performed on the thus-obtained-ferrite rings, the subsequent pulse characteristics gemeesens 11v1 (current intensity I = 1.8 A) = 900 mV UV1 (current value 1 = 2.1 A) = 1239 mY (It follows. R z # i1 = 1.1. Ohm) - _ uvz '= 36 mV The outer diameter of the ferrite rings in question was 3.0 mm, the inner diameter 2.0 mm and. the height was 1.55 mm.

Claims

PATENT PRINCIPLES 1., Process for the decoration of a ring-shaped ldägnetkkern with ... an outdoor diameter sensor of 2.8 to 4 mm, an inner diameter sensor of at least 0.6 times the outer diameter and a height of 1 to 2 mm for use as a switching element Control of core stores, characterized in that a mixture of 14 to 15 mol i @ L120, 6 to 7 mol; @ III0 and 77 to 81 mol io e23, in which mixture the oxides can each be replaced by compounds which pass on heating in these oxides, pre-sintered at a temperature of 600 to 750 ° 0, the product efl obtained refined and then granulated and pressed into the gewtläechte shape, the pressing body in a period of a maximum of 16 minutes to a temperature of 1370 to 1400 ° C is also increased, which temperature is maintained for 5 to 10 minutes, and because the reaction product within a time period of 70 to 90 minutes at a temperature of 940 am to 960 ° C and cooled eehlieeslia h is abgesohreokt temperature by direct contact with air from Zimmertem- * 2. The process computationally claim 1, dg, because the heated into the desired molded body iinerhalb 2 to 4 minutes to a temperature of -130G to 13100 0, then I within 8 10 minutes to a temperature of Q1380 to 13g0 ° C, which temperature is maintained for 6 to 8 i..minutes, the reaction product is cooled to a temperature of 945 to 955 ° C within a period of 75 to 85 minutes and finally by direct Contact with air at room temperature is quenched. 3. Magnetic cores which are produced by a method according to one of the preceding claims.