DE1474421C3 - 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 MaterialInfo
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Description
60
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 mit einem 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 Aus- ; dehnungskoeffizienten gewählt werden, der einen I
Wert aufweist, der im betreffenden Falle annähernd ■ gleich dem des Ausdehnungskoeffizienten des ange- ■
wandten Ferritmaterials ist. Außerdem sollen die ; Ausdehnungskurven für die beiden Materialien einander
gleich sein. j
Bei einem aus der DT-AS 1162 412 bekannten j 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 (Ba1JQJ(TixRj1)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 4- 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 Fe0O3 49,7;
Ferrit 8Cl: NiO 18,1; ZnO 32,2 und Fe0O3 49,7;
Ferrit 8Dl : NiO 25,1; ZnO 25,1 und Fe2O3 49,8.
OJ
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
Ba2Ti9O2n nicht fördert.
Betrachtet man das bekannte System BaO-TiO2-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
Ba0Ti9O00 + TiO., und Ba2Ti9O.,0 + BaTi4O9 und in
den Dreiphasenge'bieten Ba0Ti9O00 + TiO., +.ZrTiO4,
Ba.,Ti9O.,0 + ZrTiO4 + ZrO., und" Ba,Ti9Ö.,0
+ Bati,Ö„ + ZrOo.
4 -
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 Ba2Ti9O20
dadurch angegeben werden, daß man für Ba2Ti9O20
schreibt: Ba2(TixZr^7)O20, wobei χ + y = 9 und χ
zwischen 9 und 8,5 und y zwischen O und 0,5 variieren kann; die betreffenden Verbindungen
können mit der Formel Ba2(Ti9-85Zr0-05)O20 angedeutet
werden.
Im bekannten System BaO-TiO2-SnO2 ist die
Verbindung Ba.,Ti9O.,0 in den Zweiphasengebieten
Ba2Ti9O20 + TiO2, " Ba2Ti9O20 + BaTi4O9 und
Ba.,Ti0O.,0 + SnO., und in den Dreiphasengebieten
Ba2Ti9O20 + TiO2 + SnO2 und Ba2Ti9O20 + BaTi4O9
+ SnO., vorhanden. Dabei sollen unter TiO., und Ba2Ti9O00 · 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 Ba.,Ti9O.,0 durch
die Formel Ba0(Ti9-8 25Sn0-075)O20 angegeben werden.
Betrachtet man das bekannte System BaO-SrO-TiO.,, so stellt es sich heraus, daß die Verbindung
Ba2Ti9O20 im System der zusammensetzenden Oxyde
neben den mit dieser Verbindung koexistierenden Verbindungen in den Zweiphasengebieten Ba.,Ti9O.,0
+ TiO2, Ba2Ti9O20 + BaTi4O9 und Ba2Ti9O20
+ (Ba5Sr)TiO., und in den Dreiphasengebieten Ba.,Ti9O.,0 + TiO., + SrTiO3 und Ba0Ti9O00
+ "(Ba1Sr)TiO3 + 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 Ba0Ti9O90
durch die Formel (Ba2-194Sr0-006)Ti9O20 angegeben
werden. Im System BaO-TiO0-ZnO ist die Verbindung Ba0TinO00 in den "Zweiphasengebieten
Ba0Ti9O00 + TiO., und Ba0Ti9O00 + BaTi4O9 und im
Dreiphas'engebiet "Ba0Ti9O20 + BaTi4O9 + TiO2 vorhanden.
Unter Ba0Ti9O20 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 Ba0Ti9O20 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
Ba0Ti9O20 der Formel Ba2(TixR^)O20 besteht, in
weicher Formel χ + y = 9, oder aus einem Gemisch
dieser Verbindung mit TiO2 oder mit einer Verbindung der Formel (Ti„R?)Ö.,, 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 9 = 0-0,1, und v/er.u R Z:r... di.—»»t.
x = 9,0 -8,4, 3>
= 0-0,6, ρ =1,0 -0,75 U11J
q = O — 0,25 ist. Insbesondere kommt ein Material in Betracht, das im wesentlichen aus einem Gemisch
einer Verbindung der Formel Ba0(Ti9-8,5Zr0-05)O20
und einer Verbindung der Formel (Ti10-075Zr0-0 25)Ö2
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)
1. Magnetkopf zum Aufzeichnen, Wiedergeben und/oder Löschen magnetischer Aufzeichnungen
von Audio- oder Videosignalen, der mit einer Polschuheinheit aus gesintertem, ferromagnetischem
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 (BauQv)(TiiRJ,)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 + y = 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(TixR11)O20 besteht, in
welcher Formel χ + y = 9 ist, oder aus einem Gemisch dieser Verbindung mit TiO2 oder mit der
Verbindung der Formel (TipR„)Ö2, 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 4 = 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(Ti9-85Zr0-05)O20 und einer Verbindung der
Formel (Ti110-075Zr0-025)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 (Ba20-194Sr0-01JTi9O20
oder aus einem Gemisch dieser Verbindung und TiO, besteht.
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