DE1483389C - Verwendung einer Kobalt Vanadium Eisen Legierung als magnetisches Speicher element - Google Patents

Description

Die Erfindung · betrifft die Verwendung einer Kobalt-Vanadium-Eisen-Legierung als magnetisches Speicherelement von Informationsspeichern.

Es sind Informationsspeicher mit offenen oder geschlossenen Magnetkörpern bekannt, die mit drahtförmigen, gedruckten oder als Wellenleiter ausgebildeten elektrischen Strompfaden gekoppelt sind. Hierbei können auch Teilumschaltungen des Magnetflusses in den Magnetkörpern verwirklicht werden, wenn der Strompfad in den Magnetkörper selbst gelegt wird. Verschiedene solcher Informationsspeicher und Schalteinrichtungen sind in den USA.-Patentschriften 2 736 880, 2 912 677, 2 963 591 und 3 083 353 beschrieben.

Die meisten der bekannten Speicher und Schalteinrichtungen, die z. B. mit Koinzidenz von Teilstrompulsen an jedem Magnetkörper arbeiten, löschen die im Speicher enthaltene Information beim Lesevorgang. Diese Arbeitsweise ist für viele Zwecke bei der Datenverarbeitung u. dgl. ausreichend, sofern die in Abhängigkeit von der gelesenen Information auszuführende Funktion einmalig Ist. In anderen Fällen ist es jedoch erforderlich, eine Information löschungsfrei mehrmals oder beliebig oft aus einem Speicherelement lesen zu können, z. B. wenn in einer Schalteinrichtung durch das Speicherelement auf Abfrage immer wieder ein bestimmter Schaltungszweig wirksam gemacht werden soll. Solche Probleme treten in der Speichertechnik bei der Datenverarbeitung vielfach auf. Gegebenenfalls soll gleichzeitig die gespeicherte, löschungsfrei lesbare Information wie bei den einfachen, löschend lesbaren Speichern durch einen neuen Schreibvorgang ersetzt werden können, so daß die Verwendung von einfachen Schalterkombinationen nicht mehr in Betracht kommt.

Bei anderen bekannten Magnetspeicherelementen wird die Erhaltung der gelesenen Information mit Hilfe von kleinen Permanentmagneten erreicht, die im Bereich der Speicherstellen des Magnetkörpers angeordnet sind und deren Remanenzinduktion zur Überwindung der Koerzitivkraft des magnetisch weicheren Speicherelementes ausreichend bemessen ist. Auch kann eine solche Funktion durch eine Gleichstrom-Vorbelastung der steuernden Strompfade erreicht werden. Die letztgenannte Lösung ist z. B. auch für die Zugriffsschälter von üblichen Kernspeichern bekannt. Ein weiteres Beispiel von löschungsfrei lesbaren Speicherelementen ist der sogenannte »Twistor«. -

In jüngerer Zeit sind ferner elektrisch umschaltbare, löschungsfrei lesbare Speicher bekanntgeworden, die zwei zusammenhängend angeordnete Magnetkörper unterschiedlicher magnetischer Härte aufweisen. Aufbau und Werkstoffe der Magnetkörper sind so gewählt, daß die Remanenzinduktion des härteren Körpers zur Überwindung der Koerzitivkraft des weicheren Körpers ausreicht. Der Betrieb solcher Speicher erfolgt einfach derart, daß Ströme geeigneter Größe zur Umschaltung der Magnetisierung im härteren Magnetkörper für den Schreibvorgang sowie entsprechend geringere Ströme, welche nur die Magnetisierung des weicheren Magnetkörpers umschalten, für den Lesevorgang verwendet werden. Nachteilig ist bei diesen Einrichtungen die Notwendigkeit getrennter Magnetflußwege und Magnetkörper, woraus sich ein komplizierter Aufbau ergibt. Ein Twistor der beschriebenen Art (»piggyback«-Twistor) ist z. B. in der USA.-Patentschrift 3 067 408 beschrieben.

Im Zusammenhang mit den vorerwähnten Informationsspeichern besteht die Aufgabe der Erfindung in der Schaffung eines Magnetkörpers, der auf Grund seiner magnetischen Eigenschaften für ein löschungsfrei lesbares Speicherelement mit einfachem Aufbau geeignet ist. Unter anderem im Hinblick auf die Einsatzmöglichkeit in dem letztgenannten Twistor-Typ soll insbesondere ein Magnetkörper geschaffen werden, der die Funktion sowohl eines magnetisch harten wie auch eines magnetisch weichen Materials erfüllen kann. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in der Verwendung einer Legierung, bestehend aus 78 bis 95% Kobalt, 4,5 bis ll°/o Vanadium, Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen, die um mindestens 90% kaltverformt und danach mindestens V2 Minute bei 150 bis 800° C geglüht worden ist, als löschungsfrei lesbares magnetisches Speicherelement von Informationsspeichern, dessen pauschale Hysteresisschleife aus der Überlagerung zweier Hysteresisschleifen besteht, von denen die eine eine höhere Remanenz, aber kleinere Koerzitivkraft als die andere besitzt.

Die so erhaltene Hysteresisschleife entspricht der resultierenden Magnetisierungskennlinie eines zusammengesetzten Magnetkörpers, wobei die kleinere Schleife dem magnetisch weicheren Material und die größere Schleife dem magnetisch härteren Material zugeordnet ist. Nach der Abfrage der gespeicherten Information beim Lesevorgang kehrt das der kleineren Hysteresisschleife entsprechende Material infolge der Remanenzinduktion des härteren, der größeren Hysteresisschleife entsprechenden Materials in den ursprünglichen Zustand zurück. Diese vorteilhafte Wirkungsweise wird erfindungsgemäß mit einem einfachen Magnetkörper erzielt. Auf Grund seiner besonderen Remanenzeigenschaften ist der erfindungsgemäße Magnetkörper ferner außer für Informationsspeicher im engeren Sinne auch für magnetische Schalteinrichtungen verschiedener Art von Interesse.

Zum Stand der Technik ist ergänzend darauf hinzuweisen, daß Eisen-Kobalt-Legierungen mit dem Erfindungsgegenstand entsprechenden Kobaltgehalten bekannt sind (s. Bozorth, »Ferromagnetism«, 1956, S. 190 bis 209). Ferner ist es bekannt, daß das Vanadium im Hinblick auf die Verbesserung der Kaltverformbarkeit ein bevorzugter Zusatz zu solchen Legierungen ist, wobei Gehalte von 4 bis 8% vorgeschlagen worden sind. Derartige Legierungen werden bekanntermaßen zu Draht gezogen, was mit einer Querschnittsabnahme von mehr als 90% verbunden ist. Weiterhin ist ein Verfahren zur Herstellung von dauermagnetischen Halbzeugen, z. B. Bändern und Drähten, aus teilweise austenitischen Eisen-Kobalt-Legierungen mit einem weiteren Element, z.B. Vanadium bekannt (s. die deutsche Auslegeschrift 1 084 033), bei dem die Legierung mit einer Querschnittsabnahme von mindestens 90% kaltverformt und danach bei 450 bis 600⁰C geglüht wird. Alle diese Verfahren entsprechen. aber jeweils für sich nicht der Kombination von Bestandteilen und Verfahrensschritten, wie sie zur Herstellung des erfindungsgemäßen Magnetkörpers bzw. Speicherelementes insgesamt erforderlich sind. Außerdem wurde bisher weder das eigentümliche Magnetisierungsverhalten noch die Verwendungsmöglichkeit derartiger Magnetkörper als löschungsfrei lesbare Speicher- bzw. Schaltelemente erkannt.

Außer der gekennzeichneten Zusammensetzung

3 4

kann die erfindungsgemäß verwandte Legierung findungsgemäß angewandten Kaltverformung, nicht

selbstverständlich metallurgisch übliche Zusätze so- jedoch der Abschlußglühung unterzogenen Magnet-

wie in gewissen Grenzen unbeabsichtigte Beimengun- körper,

gen enthalten. Ein Kobaltgehalt von mehr als 95% Fig. 2 das Magnetisierungsdiagramm des Magnetbeeinträchtigt die erfindungsgemäß notwendige Kalt- 5 körpers gemäß Fig. 1, jedoch nach durchgeführter

verformung, während ein Kobaltanteil von weniger Abschlußglühung,

als 78 °/o nicht zu der gewünschten Hysteresisform F i g. 3 das Magnetisierungsdiagramm eines Mader Magnetisierungskennlinie führt. Ein bevorzugter gnetkörpers mit einer Zusammensetzung wie gemäß Bereich des Kobaltanteils liegt im Hinblick auf diese F i g. 1, jedoch mit verschiedenen Glühbehandlungen Gegebenheiten zwischen 80 und 88%. Auch ein io zur Erzielung einer zusammengesetzten Hysteresis-Vanadiumanteil der angegebenen Mindestgröße ist schleife,

zur Erzielung der zusammengesetzten Hysteresis- F i g. 4 das Magnetisierungsdiagramm eines ande-

schleife erforderlich. Ein Vanadiumanteil von mehr ren, erfindungsgemäß zusammengesetzten und behan-

als 11% führt zu Versprödungserscheinungen und delten Magnetkörpers sowie

beeinträchtigt die Bearbeitungsfähigkeit des Werk- 15 F i g. 5 das Magnetisierungsdiagramm eines Ma-

stoffes. Ein bevorzugter Bereich des Vanadiumanteils gnetkörpers mit der Zusammensetzung wie bei

liegt zwischen 5,8 und 11%. Fig. 1, jedoch mit unterschiedlicher Verformung,

An weiteren Beimengungen kann Mangan bis zu wobei Abschlußglühung zur Erzielung der zusam-

1 °/o auftreten. Diese Komponente wird zur Bindung mengesetzten Hysteresisschleife erfolgt ist.

des im allgemeinen anwesenden Schwefels zweck- 20 Ferner zeigt

mäßig zugesetzt. Statt dessen kann Beryllium, Magne- F i g. 6 einen Twistorspeicher mit einem aus einer sium, Kalzium od. dgl. eintreten. Aluminium, eben- erfindungsgemäß verwandten Legierung hergestellten falls üblicherweise zur Sauerstoffbindung verwend- Magnetkörper in schematischer Perspektivansicht,
bar, kann bis zu 0,25% zugesetzt werden. Zu den Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Kernhäufig unbeabsichtigt auftretenden Beimengungen 25 Speichers mit Magnetkörpern aus erfindungsgemäß gehört Nickel, in handelsüblichen Rohstoffen oft bis verwandten Legierungen,

zu 1 % enthalten und in der erfindungsgemäß ver- F i g. 8 eine teilweise geschnittene Perspektivwandten Legierung bis zu 2% zulässig. Silizium ist ansicht eines Plattenspeichers mit Magnetkörpern zu 2% zulässig, darüber wird ebenfalls die Bearbei- aus erfindungsgemäß verwandten Legierungen und
tungsfähigkeit beeinträchtigt. Aus dem gleichen 30 F i g. 9 einen zusammengesetzten wortorganisierten Grund gilt für Molybdän und Wolfram eine obere Twistorspeicher mit Magnetkörpern aus erfindungszulässige Grenze von 2 %, für Phosphor und Schwefel gemäß verwandten Legierungen,
eine solche von nur 0,1% und für Mangan von 2%. Es folgt jetzt zunächst die Beschreibung der Aus-

Die erfindungsgemäß angegebene Kaltverformung führungsbeispiele für Zusammensetzung, Kaltverfor-

ist ebenfalls Voraussetzung für den gewünschten 35 mung und Wärmebehandlung der erfindungsgemäßen

Effekt. Hierfür kommen unter Einhaltung der erfin- Magnetkörper unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 5. dungsgemäßen Bedingungen übliche Arbeitsverfah-

ren in Betracht, z.B. Flachwalzen in Bandform, · Beispiel 1

Rundwalzen in Blattform, Ziehen in Drahtform mit Die Legierung umfaßte folgende Bestandteile (alles

Rund- oder Flachquerschnitt u. dgl. 40 in Gewichtsprozent):

Auch die abschließende Wärmebehandlung ist für Kobalt 82 2%

den erzielten Effekt notwendig. Diese Behandlung - 1170/

kann als Partialglühung betrachtet werden. In typi- - Eisen 11,/ /0

sehen Fällen kommt hierfür z. B. eine Zeitdauer von Vanadium 5,6%

0,5 bis 3 Stunden in dem angegebenen Temperatur- 45 Mangan . 0,5%

bereich in Betracht, wenn die Stärke des zu behandelnden Körpers etwa 6,3 mm oder mehr beträgt. Die Bestandteile wurden bei etwa 1550° C ge-0,5 bis 10 Minuten sind dagegen z. B. ausreichend, schmolzen und für etwa 2 Minuten auf gleicher Temwenn bandförmiges Material bis zu 0,63 mm Stärke peratur gehalten, um gründliche Mischung und Aufgesondert behandelt werden soll. 50 lösung der Legierungsbestandteile zu erreichen. Die

Weitere Bearbeitungsschritte, welche der erfindurigs- Schmelze wurde sodann in einen Barren von 19 mm gemäß angewandten Kaltverformung und abschlie- Durchmesser und 20 mm Länge ausgegossen. Dieser ßenden Wärmebehandlung vorangehen, sind für den wurde auf 1200° C- gebracht und warm zu einem angestrebten Effekt im wesentlichen unbedeutend. flachen Streifen von 2,54 mm Stärke ausgewalzt. Hier-Wenn z. B. das Ausgangswerkstück des herzustellen- 55 zu waren zehn aufeinanderfolgende Bearbeitungsden Magnetkörpers infolge seiner Abmessungen eine schritte mit Zwischenerwärmung notwendig. Der erununterbrochene Kaltverformung bis zu der ge- haltene Streifen wurde einer Prüfung unterzogen und wünschten Endform nicht zuläßt, so können Warm- durch Bearbeitung von Oberflächenschäden befreit, und Kaltverformungsschritte aufeinanderfolgend Es folgte lstündiges Weichglühen bei 950° C in einer durchgeführt werden. Wesentlich ist jedoch, daß die 60 Wasserstoff-Schutzgasatmosphäre. Der Streifen wurde abschließende Kaltverformung und Wärmebehand- sodann ohne Zwischenglühen zu einem Band von lung der erfindungsgemäßen Bedingung entspricht. 0,025 mm Stärke kalt-ausgewalzt, was einer Dickeh-

Die Erfindung wird weiter an Hand der in den verminderung von 99 % entspricht.

Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiele Die gemessene Magnetisierungskennlinie des so

erläutert. Hierin zeigt 65 erhaltenen Magnetbandes gemäß F i g. 1 ist stark keil-

Fig. 1 die Magnetisierungskennlinie (InduktionB förmig und weist eine Remanenzinduktion B^ von

in Gauß über die Feldstärke H in Oersted) mit Gleich- 8000 Gauß, eine Koerzitivfeldstärke von H_c von

strom-Hysteresisschleife für einen lediglich der er- 13 Oersted und ein Rechteckverhältnis B_KIB_S von

0,55 auf (ß_s = Sättigungsinduktion). Die Form der Magnetisierungskennlinie ist typisch für eine einphasige Stoffmischung und zeigt keinerlei. Anhalt für eine zusammengesetzte Hysteresisschleife.

5 B e i s ρ i e 1 2

Die Legierungszusammensetzung gemäß Beispiel 1 wurde der gleichen Behandlung und Bearbeitung bis zu einem Magnetband von 0,025 mm Stärke unterzogen. Die Behandlung wurde jedoch mit. einem Glühvorgang von 2 Stunden bei 610° C abgeschlossen. Die hierzu in F i g. 2 dargestellte Magnetisierungskennlinie zeigt eine typisch zusammengesetzte Hysteresisschleife, die in eine kleine und große Teilschleife (strichlierte Linien) zerlegt werden kann. Die große Schleife gemäß F i g. 2 weist folgende Kenndaten auf: H_c = 36 Oersted, B_R = 9000 Gauß. Für die kleine Schleife gilt H_c = 15 Oersted und B_R = 1500 Gauß.

Beispiel 3

Ein Magnetkörper wurde aus einer Legierung gemäß Beispiel 1 nach dem gleichen Verfahren zu einem Magnetband von 0,025 mm Stärke verarbeitet. Dieses Magnetband wurde sodann in einer Schutzgasatmosphäre bei 580° C 2 Stunden geglüht. Es ergab sich eine Hysteresisschleife gemäß Fig. 3. Das abschließende Glühen bei dieser niedrigen Temperatur führte zu einer etwas geringeren Koerzitivkraft sowie zu einem weniger ausgeprägt zusammengesetzten Charakter der Hysteresisschleife. Es wurden folgende Kenndaten gemessen: für die große Schleife H_c = 22 Oersted und B_R = 9500 Gauß, für die kleine Schleife H_c = 12 Oersted und B_R = 1700 Gauß.

Beispiel 4

Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde auf eine Legierung folgender Zusammensetzung angewandt:.

Kobalt 86,6%

Eisen 11,5%

Vanadium 7,5 %

Mangan 0,4%

Das kaltverformte Magnetband wurde einer Wärmebehandlung von 2 Stunden bei 580° C unterzogen. Die zugehörige Hysteresisschleife ist in F i g. 4 dargestellt. Die Legierungszusammensetzung unterscheidet sich von den vorangehenden Beispielen lediglich im Vanadiumgehalt, dessen Vergrößerung eine Zunahme der Koerzitivkraft für die große Schleife zur Folge hat. Aus F i g. 4 ergeben sich folgende Kenndaten: für die große Schleife H_c = 38Oerstedt und B_R = 7500 Gauß, für die kleine Schleife H_c --=11 Oersted und B_R = 1300 Gauß.

Beispiel 5

Legierungszusammensetzung und Verfahren waren wie gemäß Beispiel 1. Die Dickenverminderung wurde jedoch durch Kaltwalzen bis 0,015 mm Bandstärke entsprechend einem Verhältnis der Dickenverminderung von 99,4% fortgesetzt. Nach einer Glühung von 2 Stunden bei 580° C in einer Schutzgasatmosphäre zeigte das Magnetband eine Hysteresisschleife nach Fig. 5. Der Werkstoff unterscheidet sich von demjenigen nach Beispiel 3 lediglich durch die stärkere Kaltverformung. Ein Vergleich von F i g. 5 und 3 zeigt, daß hierdurch eine verrin-

40 gerte Remanenzinduktion für die große Schleife, dagegen eine Zunahme der Remanenzinduktion für die kleine Schleife bedingt ist. Es ergaben sich folgende Kenndaten: für die große Schleife H₄. = 24 Oersted und B_R = 6000 Gauß, für die kleine Schleife H_c — 12 Oersted und B^ = 3500 Gauß.

Die im folgenden beschriebenen Beispiele 6 bis 8 betreffen die Herstellung von draht- und bandförmigen Magnetkörpern. Es wurde übereinstimmend eine Legierungszusammensetzung gemäß Beispiel 4 verwendet, wobei die einzelnen Verfahrensbeispiele lediglich durch unterschiedliche Kaltverformung voneinander abweichen. Eine systematische Untersuchung ergab, daß die Verwirklichung zusammengesetzter Hysteresisschleifen lediglich von der Einhaltung des angegebenen Zusammensetzungsbereichs und der Durchführung einer Kaltverformung von mindestens 90% sowie von der abschließenden Wärmebehandlung abhängig ist. Der erstrebte Hysterersisverlauf ist dagegen erfahrungsgemäß unabhängig von der Art der Kaltverformung, so daß Flachwalzen, Rund- und Flachziehen, Gesenkschmieden, Hämmern u. dgl. zur Erzielung des Effekts gleichermaßen angewendet werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher im Hinblick auf die jeweils gewünschte Formgebung vorteilhaft anpassungsfähig. Im einzelnen gilt für die durchgeführten Verfahrensbeispiele 6 bis 8 folgendes:

Beispiel 6
Legierungszusammensetzung:

Kobalt 80,6%

Eisen 11,5%

Vanadium 7,5 %

Mangan 0,4%

Der Schmelzvorgang erfolgte bei 1550° C mit 2 Minuten Mischdauer. Ein hieraus gegossener Barren von 19 mm Durchmesser und 200 mm Länge wurde nach Erstarrung auf 1200° C gebracht und durch Warmwalzen zu einem Stab von 4,6 mm Durchmesser verarbeitet. Dies erfolgte in etwa zehn Verformungsschritten mit Zwischenerwärmung. Es folgte Prüfung des Stabes und Abarbeiten von Oberflächenschäden sowie Weichglühen bei 950⁰C für eine Stunde in einer Wasserstoff-Schutzgasatmosphäre. Der Stab wurde dann zu einem Draht von 0,05 mm Durchmesser mit rundem Querschnitt ausgezogen. Zwischenglühung erfolgte bei 3,18 und 1,59 mm. Die abschließende Kaltverformung von 1,59 auf 0,05 mm entspricht einer Dickenvermindemng von mehr als 90 %.

Im kaltverformten Zustand des vorliegenden Magnetdrahtes wurde eine Hysteresisschleife von dem in Fig. 1 grundsätzlich dargestellten Verlauf mit B_R = 1400 Gauß und H_c — 10 Oersted gemessen. Der Magnetdraht wurde dann 2 Stunden bei 625° C geglüht, wodurch sich eine Hysteresisschleife nach Art von F i g. 2 mit B_R = 9000 Gauß bzw. 1500 Gauß und H_c = 37 Oersted bzw. 14 Oersted für die große bzw. kleine Schleife ergab.

Beispiel 7

Eine Legierung gemäß Beispiel 6 wurde mit entsprechender Verfahrensweise zu einem .Magnetdraht von 0,013 mm Durchmesser verarbeitet. Auch hier betrug die zu dieser Abmessung führende Kaltverfor-

7 8

mung mehr als 90%. Der runde Drahtquerschnitt Feldstärke verursacht in denjenigen Speicherstelleft

wurde dann durch einen weiteren Ziehvorgang mit des Magnetbandes 14, in denen L eingeschrieben ist,

Diamant-Ziehwerkzeugen auf eine Flachform von eine vorübergehende Schlußumkehr, d. h. einen enfc·

0,013 · 0,15 mm gebracht. Die Hysteresisschleife ent- sprechenden Spannungsimpuls im Leiter 10, der von

sprach dem Verlauf nach Fig. 1 mit Β_Λ = 6500Gauß . 5 einem Detektor 18 als Lesevorrichtung aufgenommen

und H_c = 9 Oersted. Nach einer Glühung von und zur Weiterverarbeitung geleitet wird. Nach Be-

2 Stunden bei etwa 600° C ergab sich ein Kenn-' endigung des Lesestromimpulses und Abfall der ent-

linienverlauf gemäß Fig. 2 mit ß^ = 6000 Gauß . sprechend eingeprägten Feldstärke überwindet das

bzw. 2400 Gauß sowie H_f = 43 Oersted bzw. remanente Feld des magnetisch härteren Materials

14 Oersted für die große bzw. kleine Schleife. io entsprechend der großen Schleife wiederum die Ko-

. erzitivfeidstärke der kleinen Schleife und bringt die¹

Beispiel» Speicherstellen wieder im vorangehenden Zustand zur

Das Verfahrensbeispiel 6 wurde wiederholt, der Sättigung. ' · '

erhaltene Magnetdraht mit Rundquerschnitt von F i g. 7 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel einen

0,05 mm Durchmesser jedoch durch Walzen zu 15 ziffernorganisierten Kernspeicher, wie er als Tem-

einem Band mit 0,013 · 0,15mm Querschnitt abge- porärspeicher (löschend lesbarer Speicher) z.B. in

flacht. Im harten Zustand vor abschließender Glühung der USA.-Patentschrift 2 825 891 beschrieben ist.

zeigte die Hysteresisschleife wieder einen Verlauf Auch hierin können die Speicherkerne 21 bis 29 als

nach Fig. 1 mit ' B_R = 12500 Gauß und H_c erfindungsgemäße Magnetkörper ausgebildet werden,

= 14 Oersted. 2stündiges Glühen bei 600° C führte. 20 wodurch sich auf einfache Weise ein umschaltbar^

wieder zu einer zusammengesetzten Hysteresisschleife Permanentspeicher (nichtlöschend lesbarer Speicher)

gemäß Fi g. 2 mit B_K = 8500 Gauß bzw. 1800 Gauß , ergibt. Auch hier werden Halbströme mit zwei unter-

und H_c = 37 Oersted bzw. 17 Oersted für die große schiedlichen Amplituden verwendet, deren größere

bzw. kleine Schleife. ·.-■■- bei entsprechender Koinzidenz zur Umschaltung der

Es folgt nun die Erläuterung der Informations- 25 Magnetisierung gemäß der großen Schleife und deren

speicher gemäß F i g. 6 bis 9. geringere nur zur Magnetisierungsumkehr entspre-

Der Twistor nach Fig. 6 beruht in seiner Wir- chend der kleinen Schleife ausreicht,

kungsweise auf der Remanenz eines als Speicher- Bei der Anordnung gemäß Fi g. 6 sind die Kerne

element dienenden Magnetbandes (s. USA.-Patent- 21 bis 29 durch Eingangswindungen α bis / sowie eine

schrift 3 083 353). Der Speicher umfaßt einen me- 30 gemeinsame Ausgangswindung g miteinander verbun-

tallischen Leiter 10 mit schraubenförmig aufgewun- den. Die Windungen α bis c bzw. d bis / werden paar-

denem Magnetband 14, wofür ein erfindungsgemäßer weise von nicht dargestellten Stromquellen mit HaIb-

Magnetkörper verwendet ist. Die umschaltbare Fluß- Stromimpulsen beaufschlagt.

richtung verläuft in Längsrichtung des Bandes. Der Im Ausgangszustand haben die Kerne 21 bis 29 Leiter 10 wird von einer Stromquelle 16 gegen Masse 35 den gleichen Magnetisierungszustand entsprechend durchflutet.. Eine Reihe von mit dem Magnetband einer gespeicherten 0. Das Einschreiben einer L entinduktiv gekoppelten, den Leiter 10 umgebenden sprechend umgekehrten Magnetisierungsrichtung wird Wicklungen 12 wird von je einer weiteren Strom- durch Zuführungen von Halbstromimpulsen in den entquelle 17 gegen Masse durchflutet. Im Ausgangs- sprechenden Windungen α bis c bzw. d bis / (Stromzustand sind alle Speicherstellen des Magnetbandes, 40 koinzidenz) mit solchen Amplituden durchgeführt, d. h. die mit je einer Wicklung 12 gekoppelten Ab- welche die große Schleife des Magnetwerkstoffes in schnitte des Bandes, in.einer vorgegebenen Richtung Sättigung bringen.

entsprechend der gespeicherten Information 0 (Binär- Der Lesevorgang erfolgt entsprechend mit gerin-

ziffer) magnetisiert. , . ,. geren Halbstromimpulsen umgekehrter Richtung,

Zum Umschalten einer Speicherstelle muß eine 45 welche den Remanenzzustand entsprechend der FeldstärkeH erzeugt werden, welche der Koerzitiv- großen Schleife unbeeinflußt lassen und. lediglich zur feldstärke H_c der großen Schleife innerhalb der zu- Flußumkehr entsprechend der kleinen Schleife fühsammengesetzten Hysteresisschleife mindestens gleich- ren. Die hierbei in der Ausgangswindung g induzierkommt und einen Fluß in entgegengesetzter Richtung ten Spannungsimpulse werden einer Lesevorrichtung hervorruft. Von den Stromquellen 16 und 17 wird 50 zugeführt. Nach Abklingen der Halbstromimpulse jeweils ein Halbstrom entsprechend einer Feldstärke in dem Windungspaar α bis c bzw. d bis / sorgt die von H/2 erzeugt. Die Gesamtfeldstärke ist dann bei Remanenzinduktion der großen Schleife für die EinÜberlagerung in der betreffenden Speicherstelle zur Einstellung des Ausgangszustandes, so daß die ge-Umschaltung der Magnetisierung entsprechend L lesene Information im Speicher erhalten bleibt,
(binäre 1) ausreichend (Stromkoinzidenz). 55 Fig. 8 zeigt einen wortorganisierten Platten-

Die im Magnetband 14 gespeicherte Information speicher. Diese Einrichtung besteht aus einer hochkann nun nichtlöschend gelesen werden, und zwar permeablen Grundplatte 31 mit matrixförmig angedurch Umkehrung der Stromrichtung von Quellen ordneten Zapfen 32 (»WaffeleisenÄ-Speicher). Auf 16 und 17 bei entsprechend verringerter Amplitude dem Zapfen 32 liegt unmittelbar anschließend eine der Stromimpulse. Die aus beiden Stromimpulsen 60 Speicherplatte 38, die einen erfindungsgemäßen Maresultierende Feldstärke wird zur Überwindung der gnetkörper bildet. Die Speicherplatte 38 ist vortcil-Koerzitivfeldstärke der kleinen Schleife ausreichend haft gegen die Stirnflächen der Zapfen 32 fest angebemessen, erreicht jedoch nicht diejenige der großen klemmt, um Spaltvcrluste in den magnetischen Krei-Schleife. Bei Verwendung eines Magnetkörpers ge- sen gering zu halten. Im Bcispielsfall ist für diese maß Beispiel 4 erfolgt die Einspeicherung beim 65 Klemmverbindung eine starke Deckplatte 39 über Schreibvorgang, z. B. mit einer resultierenden Feld- " der Speicherplatte 38 angeordnet und durch Bolzen stärke von 42 Oersted, der Lesevorgang dagegen mit 40 mit der Grundplatte 31 verselmiubt. Mit jedem einer solchen von nur 10 Oersted. Die letztgenannte Zapfen 32 sind zwei elektrische Stroinpfade gekop-

pelt, die von.den sich kreuzenden Leitern331 bis 335 bzw, 351 bis 353 gebildet werden. Diese beiden Leiterscharen werden von Stromquellen 34 und 36 mit entsprechend umschaltbaren Mehrfachausgängen gespeist. Der Schreibvorgang erfolgt auch hier durch Stromkoinzidenz in einem entsprechenden Leiterpaar mit einer resultierenden Feldstärke, die zur Überwindung der Koerzitivfeldstärke gemäß der großen Schleife des Magnetkörpers ausreicht. Der Lesevorgang erfolgt mit einem Stromimpuls, der jeweils einem der Leiter 331 bis 335, d. h. einer »Wortleitung«, zugeführt wird und zum Sch reib Vorgang umgekehrte Polarität aufweist. Die Amplitude eines solchen Abfrageimpulses, durch den ein ganzes Wort der Speicherinformation aufgerufen wird, ist derart bemessen, daß lediglich die Magnetisierung entsprechend der kleinen Schleife des Magnetkörpers umgekehrt wird. In den Leitern 355 bis 353 entstehen durch diese Flußumkehr Leseimpulse entsprechend der jeweiligen Speicherinfprmation. Anschließend kehrt der abgefragte Bereich der Speicherplatte unter der Wirkung des magnetisch härteren Materials ge- ₍ maß der großen Schleife wieder in seinen Ausgangszustand zurück, so daß die Speicherinformation erhalten bleibt.

F i g. 9 zeigt einen aus Speicherelementen gemäß Fi g. 6 zusammengesetzten Twistorspeicher. Die Einrichtung ist im wesentlichen aus Twistorelementen 40 und Rückschlußelementen 41 zusammengesetzt. Auch der hier gezeigte Speicher ist wortorganisiert, wobei der Zugriff zu einem Wort der Speicherinformation mittels eines Schaltkerns 42 erfolgt. Zur Abfrage rufen koinzidierende Halbstromimpulse im Leiter 43 einerseits sowie einem der Leiter 44 bis 46 andererseits einen Magnetisierungswechsel in dem betreffenden Kern 42 hervor. Hierdurch wird ein entsprechender Strömimpuls in einer zugehörigen Windung 47 induziert, der seinerseits die erforderliche Feldstärke in den Speicherstellen der Twistoren 40 zur Abfrage des Informationsgehaltes einprägt. Strom- und Feldstärke sind hierbei so bemessen, daß wiederum nur die Koerzitivfeldstärke gemäß der kleinen Schleife des Magnetwerkstoffs überwunden wird. Nach Abklingen der Abfrageimpulse sorgt die entsprechend bemessene Remanenzinduktiori der großen Schleife wieder für die Rückkehr der Speicherstellen in den Ausgangszustand unter abermaliger Überwindung der Koerzitivfeldstärke der kleinen Schleife. Auch hier bleibt also die gelesene Speicherinformation erhalten.

Vielfache Anwendungsmöglichkeiten findet die Erfindung darüber hinaus in anderen magnetischen Einrichtungen, die eine vorteilhafte Ausnutzung der zusammengesetzten Hysteresisschleife erlauben.

Claims (6)

Patentansprüche: ■

1. Verwendung einer Legierung, bestehend aus 78 bis 95% Kobalt, 4,5 bis 11% Vanadium, Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen, die um mindestens 90% kaltverformt und danach mindestens V2 Minute bei 150 bis 800° C geglüht worden ist, als löschungsfrei lesbares magnetisches Speicherelement von Informationsspeichern, dessen pauschale Hysteresisschleife aus der Überlagerung zweier Hysteresisschleifen besteht, von denen die eine eine höhere Remanenz, aber kleinere Koerzitivkraft als die andere besitzt.

2. Verwendung einer Legierung der Zusammensetzung nach Anspruch 1, behandelt nach An-

, sprach 1, die 80 bis 88% Kobalt enthält, zu dem Zweck nach Anspruch 1.

3. Verwendung einer Legierung der Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, behandelt nach Anspruch 1, die 5 bis 8% Vanadium enthält, zudem Zweck nach Anspruch 1.

4. Verwendung einer Legierung der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, behandelt nach Anspruch 1, die um wenigstens 99% kaltverformt ist, zu dem Zweck nach Anspruch 1.

5. Verwendung einer Legierung der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, behandelt nach den Ansprüchen 1 oder 4, die kaltgewalzt worden ist, zu dem Zweck nach Anspruch 1.

6. Verwendung einer Legierung der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3-, behandelt nach den Ansprüchen 1 oder 4, die kaltgezogen worden ist, zu dem Zweck nach Anspruch 1. '- .'

, Hierzu 1 Blatt Zeichnungen