DE1474421B2 - Magnetkopf mit einem Polschuhhalter aus gesintertem, nicht magnetischem, elektrisch nicht leitenden Material - Google Patents

Magnetkopf mit einem Polschuhhalter aus gesintertem, nicht magnetischem, elektrisch nicht leitenden Material

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Description

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Magnetkopf mit einem Polschuhhalter aus gesintertem nichtmagnetischem, elektrisch nichtleitendem Material.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Magnetkopf zum Aufzeichnen, Wiedergeben und/oder Löschen magnetischer Aufzeichnungen von Audio- oder Videosignalen, der mit einer Polschuheinheit aus gesintertem, ferromagnetischem Ferrit versehen ist, die mjt ejnem aus einem gesinterten, nichtmagnetischen, elektrisch nichtleitenden Material bestehenden Halter verbunden ist.
Derartige Magnetköpfe bestehen üblicherweise je Signalträgerspur aus zwei einen ringförmigen Magnetkreis bildenden ferromagnetischen Ferritpolschuhen mit einem z. B. mit Glas ausgefüllten Nutzspalt, längs dessen der Signalträger bewegt wird.
Die Polschuhe solcher Magnetköpfe sind meist schmal; die Höhe und die Breite der Nutzspalte dieser Köpfe sind gering. Dies hat zur Folge, daß ein Magnetkopf aus Ferrit sowohl bei der Herstellung als auch bei seiner Verwendung an der Stelle des Nutzspaltes keinen großen mechanischen Kräften ausgesetzt werden kann, wenn keine zusätzlichen Maßnahmen baulicher Art getroffen werden.
Daher hat man bereits bei bekannten Magnetköpfen die Polschuheinheiten mit einem aus gesintertem, nichtmagnetischem, elektrisch nichtleitendem Material bestehenden Halter verbunden. Ein solcher Halter wird z. B. mit Hilfe von Glas an den Polschuheinheiten befestigt. Zu diesem Zweck — und meistens gleichfalls zum Ausfüllen des Nutzspaltes mit Glas — muß das Ganze auf eine hohe Temperatur bis etwa 700° C erhitzt werden. Um zu verhüten, daß bei Abkühlung erhebliche Kräfte auf die Polschuheinheit an der Stelle des Nutzspaltes oder auf die Verbindung zwischen den Polschuhen und dem Halter einwirken, soll der Wert des Ausdehnungskoeffizienten des für diesen Halter verwendeten Materials annähernd gleich dem des für die Polschuhe angewandten Ferritmaterials sein, während außerdem der Verlauf des Ausdehnungskoeffizienten mit der Temperatur (nachstehend mit Ausdehnungskurve bezeichnet) für die beiden Materialien nahezu gleich sein soll.
In der Praxis ergibt sich dabei eine Schwierigkeit, weil bei der Herstellung von Polschuheinheiten für Magnetköpfe von Fall zu Fall andere Ferritmaterialien verwendet werden, deren Ausdehnungskoeffizienten mehr oder weniger voneinander abweichen. In diesen verschiedenen Fällen muß für den erwähnten Halter jeweils ein Material mit einem Ausdehnungskoeffizienten gewählt werden, der einen Wert aufweist, der im betreffenden Falle annähernd gleich dem des Ausdehnungskoeffizienten des angewandten Ferritmaterials ist. Außerdem sollen die Ausdehnungskurven für die beiden Materialien einander gleich sein.
Bei einem aus der DT-AS 1162 412 bekannten Magnetkopf besteht zu diesem Zweck der Halter für die Polschuheinheiten aus nichtmagnetisierbarem Ferrit, d. h. aus einem Ferrit mit einem Curiepunkt unter Zimmertemperatur. Selbst wenn die Ferrite für die Polschuheinheiten und den Halter die gleichen Metalloxyde aufweisen, muß ihre Zusammensetzung wegen der unterschiedlichen Curietemperaturen so andersartig sein, daß sie sich nicht nur in ihren magnetischen Eigenschaften, sondern auch in ihren Ausdehnungskoeffizienten erheblich unterscheiden. In der Praxis hat es sich herausgestellt, daß es — entgegen früherer Auffassung — nicht möglich ist, magnetische und nichtmagnetische Ferrite mit gleichen Ausdehnungskoeffizienten und gleichen Ausdehnungskurven zu schaffen.
Ferner wurde festgestellt, daß es bei Polschuheinheiten aus Ferrit für entsprechende Halter unter
den für konstruktive Zwecke bekannten Sintermaterialien keines gibt, das den obenerwähnten Anforderungen entspricht.
Überraschenderweise hat man gefunden, daß ein als Dielektrikum bekanntes Material mit verhältnismäßig hoher Dielektrizitätskonstante, das bisher zur Anwendung für konstruktive Zwecke gar nicht in Betracht kam, sehr gut als Halter für Polschuheinheiten geeignet ist.
Ein Magnetkopf eingangs erwähnter Art weist daher gemäß der Erfindung das Kennzeichen auf, daß der nichtmagnetisierbare, elektrisch nichtleitende Halter zu mindestens 30 Gewichtsprozent aus einem Material mit einer Zusammensetzung nach der Formel (Ba11Q11)(TixRy)O20 mit einer Kristallstruktur von Ba2Ti9O2n besteht, worin Q gleich Strontium und R gleich Zinn, Zink oder Zirkon darstellen und u + ν = 2 und χ + y = 9 sind, wobei der Rest aus den das Material obiger Formel zusammensetzenden Oxyden und/oder den mit diesen Verbindungen koexistierenden Verbindungen besteht.
Derartige Materialien besitzen nicht nur den Ferriten entsprechende Ausdehnungskoeffizienten und Ausdehnungskurven, sondern sind auch gleich gut bearbeitbar und gleich abnutzungsbeständig.
Als ferromagnetisches Ferrit kann man ein Ferrit bekannter Zusammensetzung anwenden; sehr geeignet ist ein Nickel-Zink-Ferrit. Es wurden u. a. drei verschiedene Nickel-Zink-Ferrite angewandt, deren Zusammensetzungen in Molprozent folgende sind:
Ferrit 8Bl: NiO 15,1; ZnO 35,2 und Fe2O3 49,7; Ferrit 8 C1 : NiO 18,1; ZnO 32,2 und Fe0O3 49,7; Ferrit 8Dl: NiO 25,1; ZnO 25,1 und Fe2O3 49,8.
Es ist bekannt, daß die Verbindung Ba2Ti9O20 sich schwer bilden läßt, wenn von einem Gemisch ausgegangen wird, das lediglich aus BaO und TiO2 besteht. Weiter ist es bekannt, daß der Zusatz von SnO2, ZrO2 oder SrO die Bildung der erwähnten Verbindung fördert. ZnO hat den gleichen Einfluß. Es ist weiterhin bekannt, daß CaO die Bildung von Ba2Ti9O20 nicht fördert.
Betrachtet man das bekannte System BaO-TiO.,-ZrO2, so stellt es sich heraus, daß die Verbindung Ba2Ti9O20 in einigen Zweiphasen- und Dreiphasengebieten neben dieser Verbindung im System der zusammensetzenden Oxyde von koexistierenden Verbindungen vorhanden ist, und zwar in den Zweiphasengebieten
Ba./ri9O,0 + TiO., und Ba2Ti9O,,, + BaTi4O9 und in den Dreiphasenge'bieten Ba0Ti9O00 + TiO., + ZrTiO4, Ba.,Ti9O.,0 + ZrTiO4 + ZrO., und~Ba.,Ti9Ö,0
+ BaTi4O9 + ZrO2.
Es sei bemerkt, daß die obenerwähnten Verbindungen TiO2, Ba2Ti9O20 und BaTi4O9 auch diejenigen Verbindungen umfassen sollen, in denen Ti zum Teil durch Zr ersetzt worden ist, ohne daß dadurch ein Übergang in eine andere Kristallstruktur stattgefunden hat. Dies kann im Falle von Ba0Ti9O20 dadurch angegeben werden, daß man für Ba.,Ti9O.,0 schreibt: Ba2(TixZr11)O20, wobei χ + y = 9 "und "x zwischen 9 und 8,5 und y zwischen O und 0,5 variieren kann; die betreffenden Verbindungen können mit der Formel Ba0(Ti9-8 5Zr0.05)O.,0 angedeutet werden.
Im bekannten System BaO-TiO.,-SnO., ist die Verbindung Ba.,Ti9O.,0 in den Zweiphasengebieten Ba2Ti9O20 + TiO2, " Ba2Ti9O20 + BaTi4O9 und Ba.,Ti9O.,0 + SnO., und in den Dreiphasengebieten Ba2Ti9O20 + TiO2"+ SnO2 und Ba2Ti9O20 + BaTi4O9 + SnO2 vorhanden. Dabei sollen unter TiO2 und Ba2Ti9O20 · BaTi4O9 und SnO2 auch Verbindungen verstanden werden, in denen Ti zum Teil durch Sn bzw. Sn durch Ti ersetzt worden ist, ohne daß ein Übergang in eine andere Kristallstruktur stattgefunden hat. Dies kann im Falle von Ba2Ti9O20 durch
die Formel Ba2(Ti9-8 25Sn0.075)O20 angegeben werden.
Betrachtet man das bekannte System BaO-SrO-
TiO2, so stellt es sich heraus, daß die Verbindung Ba2Ti9O20 im System der zusammensetzenden Oxyde neben den mit dieser Verbindung koexistierenden Verbindungen in den Zweiphasengebieten Ba0Ti9O00 + TiO2, Ba2Ti9O20 + BaTi4O9 und Ba0Ti9O20 + (Ba5Sr)TiOn und in den Dreiphasengebieten Ba0Ti9O00 + TiO., + SrTiO., und Ba0Ti9O00
+ "(Ba,Sr)TiO., + BaTi4O9 vorhanden ist.
Unter Ba2Ti9O20 und BaTi4O9 sollen hier auch Verbindungen verstanden werden, in denen Ba zum Teil durch Sr ersetzt worden ist, wobei jedoch die Kristallstruktur der erwähnten Verbindungen beibehalten wird. Dies kann im Falle von Ba0Ti9O00 durch die Formel (Ba.M 94Sr0.0 06)Ti9O20 angegeben werden. Im System B~aÖ-TiO2-ZnO ist die Verbindung Ba0TinO20 in den Zweiphasengebieten Ba0Ti9O00 + TiO., und Ba0Ti9O00 + BaTi4O9 und im
Dreiphasengebiet"Ba2Ti9O20 + BaTi4O9 + TiO2 vorhanden. Unter Ba2Ti9O20 und BaTi4O9 sollen auch feste Lösungen von Ba0Ti9O20 und ZnO und von BaTi4O9 und ZnO verstanden werden, in denen die Strukturen von Ba0Ti9O20 und BaTi4O9 beibehalten
sind. Im Falle von Ba0Ti9O20 kann der Gehalt an ZnO in den erwähnten festen Lösungen unter Beibehaltung der Struktur von Ba2Ti9O20 bis zu etwa 1 Molprozent variieren.
Insbesondere kommt als nichtmagnetisierbares, elektrisch nichtleitendes Material nach der Erfindung ein Material in Betracht, das im wesentlichen aus einer Verbindung mit der Kristallstruktur von Ba2Ti9O20 der Formel Ba0(TixR^)O20 besteht, in welcher Formel χ + y = 9, oder aus einem Gemisch dieser Verbindung mit TiO2 oder mit einer Verbindung der Formel (TipR?)O2, in welchen Formeln R Zirkon oder Zinn darstellt, und wenn R Zirkon darstellt, χ = 9,0 - 8,5, y = O - 0,5, ρ = 1,0 - 0,9 und ^ = O-0,1, und wen» R ZIr... J~~-~'H.
χ = 9,0 -8,4, 3> = 0-0,6, ρ = 1,0 - 0,75 u.iJ q — O — 0,25 ist. Insbesondere kommt ein Material in Betracht, das im wesentlichen aus einem Gemisch einer Verbindung der Formel Ba0(Ti9-85Zr0-05)O00 und einer Verbindung der Formel (Tilj0_0i75Zr0-0 25)O2 besteht, wobei der Gehalt an der zuerst erwähnten Verbindung mindestens 50 Gewichtsprozent beträgt. Die Anmelderin hat z. B. vorzügliche Magnetköpfe mit Hilfe der obenerwähnten Ferrite 8Bl, 8 C 1 und 8 D 1 hergestellt, bei denen als nichtmagnetisierbare, elektrisch nichtleitende Materialien Sinterpunkte angewandt wurden, deren Zusammensetzungen folgende waren (die Zahlen geben Molprozent an):
BaO TiO., ZrO.,
9,3 88' 2,7"
10,8 86 3,2
14,7 81 4,3
Wenn zur Anwendung bei der Herstellung von Magnetköpfen ein bestimmtes ferromagnetisches Ferrit gewählt worden ist, kann die Wahl eines geeigneten nichtmagnetisierbaren, elektrisch nichtleitenden Materials nach der Erfindung dadurch er-'eichtert werden, daß die Ausdehnungskoeffizienten der beiden verwendeten Materialien nach dem in »Sprechsaal für Keramik-Glas-Email« Band 95. 464-7, 484-7 (1962) und Band 96, 36-9 (1963) beschriebenen Verfahren festgestellt werden.

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Magnetkopf zum Aufzeichnen, Wiedergeben und/oder Löschen magnetischer Aufzeichnungen von Audio- oder Videosignalen, der mit einer Polschuheinheit aus gesintertem, ferromagneischem Ferrit versehen ist, die mit einem aus einem gesinterten, nichtmagnetischen, elektrisch nichtleitenden Material bestehenden Halter verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtmagnetisierbare, elektrisch nichtleitende Halter zu mindestens 30 Gewichtsprozent aus einem Material mit einer Zusammensetzung nach der Formel (Ba(JQ17)(TixRy)O20 mit einer Kristallstruktur von Ba2Ti9O20 besteht, worin Q gleich Strontium und R gleich Zinn, Zink oder Zirkon darstellen und u + ν = 2 und χ + ν = 9 sind, wobei der Rest aus den das Material obiger Formel zusammensetzenden Oxyden und/oder den mit diesen Verbindungen koexistierenden Verbindungen besteht.
2. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtmagnetisierbare, elektrisch nichtleitende Material im wesentlichen aus einer Verbindung mit der Kristallstruktur von Ba2Ti9O20 der Formel Ba2(TixR^)O20 besteht, in weicher Formel χ + y = 9 ist, oder aus einem Gemisch dieser Verbindung mit TiO2 oder mit der Verbindung der Formel (TipRs2, in welchen Formeln R Zirkon oder Zinn darstellt, und wenn R Zirkon darstellt, χ = 9,0 — 8,5, y = 0 — 0,5, P = 1,0 — 0,9 und q = 0 — 0,1 und wenn R Zinn darstellt, χ = 9,0 — 8,4, y = 0 — 0,6, P = 1,0 — 0,75 und q = 0 — 0,25 ist.
3. Magnetkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtmagnetisierbare, elektrisch nichtleitende Material im wesentlichen aus einem Gemisch einer Verbindung mit der Kristallstruktur von Ba2Ti9O20 der Formel Ba2(Ti9-8 ,Zr0-05)O20 und einer Verbindung der Formei (Ti10.0 75Zr0.0i25)O2 besteht, wobei der Gehalt an der zuerst erwähnten Verbindung mindestens 50 Gewichtsprozent beträgt.
4. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtmagnetisierbare, elektrisch nichtleitende Material im wesentlichen aus einer festen Lösung von Ba2Ti9O20 und ZnO mit einer Kristallstruktur von Ba2Ti9O20 oder einem Gemisch einer solchen festen Lösung und TiO2 besteht, wobei die erwähnte feste Lösung höchstens 1 Molprozent an ZnO enthält.
5. Magnetkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtmagnetisierbare, elektrisch nichtleitende Material im wesentlichen aus einer Verbindung mit der Kristallstruktur von Ba2Ti9O20 der Formel (Ba, 0.194Sr0.0 ^)Ti9O20 oder aus einem Gemisch dieser Verbindung und TiO2 besteht.
DE1474421A 1964-04-22 1965-04-20 Magnetkopf mit einem Polschuhhalter aus gesintertem, nicht magnetischem, elektrisch nicht leitenden Material Expired DE1474421C3 (de)

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