DE1671002B1 - Keramikbehaelter zum Sintern von hochpermeablen Ferritkernen - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf einen Behälter zum rial, ζ. B. Platin, bestehen (s. britische Patentschrift

Sintern von hochpermeablen Ferritkernen, der aus 861 594). Durch die USA.-Patentschrift 3 028 337 ist

keramischen Stoffen besteht. es beispielsweise bei der Herstellung von CdO- und/

Ferritkerne werden als Ferromagnetikum z. B. zur oder ZnO-haltigen Ferriten mit rechteckförmiger Erhöhung der Induktivität von Spulen, als Kern- 5 Hystereseschleife bekannt, die in oxydierender Atmomaterial für Übertrager od. dgl. verwendet. Dabei ist Sphäre durchgeführte Sinterung der Kernpreßlinge eine hohe Anfangspermeabilität bei verhältnismäßig in einem Platinbehälter vorzunehmen, der mit einem geringen Verlusten und großer Konstanz bezüglich Ferritpulver gleicher Zusammensetzung gefüllt ist. Temperatur und Zeitänderungen erwünscht. Ferrit- Die Herstellung von ferromagnetischen Sinterkörpern, kerne werden hergestellt durch Mischen von ferrit- ίο die ohne nachträgliche Bearbeitung, wie z. B. Abbildenden Ausgangssubstanzen, ζ. B. den Oxiden des schleifen, auf der Oberfläche magnetische Eigenschaf-Eisens (Fe₂O₃), des Mangans (MnO) und des Zinks ten besitzen, die nicht schlechter als die des Kerninne-(ZnO), durch Pressen dieser Oxidmischung zu Kern- ren sind, wird ermöglicht, wenn die Formkörper wähpreßlingen und durch Sintern dieser Kernpreßlinge. rend der Sinterung mit Umhüllungen aus Ferrit verBestehen die Ferritkerne aus beispielsweise Mangan- 15 sehen werden, die bei der Sinterung keine Verbindung Zink-Ferrit, dann wird bei etwa 1200 bis 1300⁰C ge- mit den zu sinternden Formkörpern eingehen,
sintert. Während des Sintervorganges tritt eine Fest- Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei der Herstellung körperreaktion ein, so daß sich die Metalloxide zu hochpermeabler Ferrite mit einer Anfangspermeabilieinem Spinnellgitter, das die ferromagnetischen Eigen- tat von einigen Tausend im allgemeinen nur dann schäften verursacht, zusammenfügen. Gleichzeitig 20 maximale Anfangspermeabilitäten bei minimal kleinen sintert der Preßling zu einem mechanisch festen, kera- Verlustwerten anzutreffen sind, wenn die zu sinternden mischen Körper zusammen. Preßlinge in Behälter eingesetzt werden, die ebenfalls

Während der Sinterung und auch der Abkühlung aus Ferrit bestehen. So wurde bereits vorgeschlagen,

werden die Kernpreßlinge in der Regel in Behälter aus zur Verbesserung der ferromagnetischen Eigenschaften

Keramik eingesetzt, da diese Keramik hochtemperatur- 25 von Ferritkernen die Kerne in Ferritbehälter einzu-

fest ist und auf die zu sinternden Preßlinge in der Regel setzen, die eine ähnliche Zusammensetzung aufweisen

keine negativen Einflüsse ausübt. So werden beispiels- wie die zu behandelnden Ferritkerne, und diese in einer

weise die Preßlinge in Behälter oder auf Bodenplatten inerten Gasatmosphäre bis auf etwa Sintertemperatur

aus keramischen Stoffen, wie Sillimanit (Al₂O₃ · SiO₂), zu erhitzen, dort zu tempern und in inerter Gas-

Sillimanit und Siliciumkarbid (Al₂O₃ · SiO₂ + SiC) 30 atmosphäre wieder abzukühlen. Selbstverständlich

oder Siliciumcarbid allein eingesetzt. Die keramischen kann dieses Verfahren auch bereits bei der Herstellung

Behälter sind vielfach auch mit einer keramischen der Ferritkerne, also während der Sinterung, ange-

Schutzschicht überzogen. wendet werden. Bei der Herstellung von Lithium-

Auch bei der Herstellung von Lithium-Nickel- Ferriten mit rechteckförmiger Charakteristik der Ferriten mit im wesentlichen rechteckförmiger Hyste- 35 Hystereseschleife schlägt die USA.-Patentschrift reseschleife schlägt die USA.-Patentschrift 3 038 860 3 093 588 vor, die Preßlinge in einem Behälter zu sinzur Kompensation des während der Sinterung erfol- tern, dessen Materialzusammensetzung im wesentgenden Austritts von Lithium aus dem Preßling die liehen der der zu sinternden Preßlinge entspricht.
Verwendung sogenannter Bodenplatten vor, deren Die Verwendung von Ferritbehältern weist jedoch Lithiumanteil wenigstens dem Lithiumanteil im zu 40 verschiedene Nachteile auf. Einerseits sind derartige sinternden Lithium-Nickel-Ferrit entspricht. Hier- Ferritbehälter gegenüber den oben angegebenen, im durch werden ansonsten durch Austritt von Lithium allgemeinen verwendeten Behältern aus weißer Keraaus dem Preßling verursachte unerwünschte Ände- mik, wie Siliciumcarbid od. dgl., erheblich teurer, rungen der Zusammensetzung des Preßlings unter- andererseits ist die Lebensdauer von Ferritbehältern bunden. Es hat sich gezeigt, daß bei der Sinterung von 45 infolge des ständigen erheblichen Temperaturwechsels Ferritkernen, die insbesondere Manganoxid aufweisen, bei der Behandlung der Ferritkerne relativ gering,
die atmosphärischen Verhältnisse eine besondere Rolle Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese spielen. Aus diesem Grunde hat man bereits dafür ge- Nachteile zu beseitigen, um auf einfachere Weise bei sorgt, die Sinterung in einer inerten Gasatmosphäre, Ferritkernen möglichst gleich gute Eigenschaften zu z. B. Stickstoff, vorzunehmen. Besonders gute ferro- 50 erreichen wie bei der Verwendung von Ferritbehältern, magnetische Eigenschaften der gesinterten Ferritkerne Die Erfindung besteht darin, daß der Keramikbesind bereits dadurch erzielt worden, daß man die zu hälter, der zum Sintern der hochpermeablen Ferritsinternden Preßlinge mit einem Ferritpulver umgeben kerne dient, aus 70 bis 40 Gewichtsprozent weißer hat. Bei einem Verfahren zum Herstellen von ferro- Keramik und aus 30 bis 60 Gewichtsprozent Ferritmagnetischen Sinterferritkörpern, die nicht ausschließ- 55 keramik besteht. Unter »weißer Keramik« werden lieh aus Nickelferrit bestehen und die ohne nachträg- hierbei vor allem die bereits oben angegebenen Stoffe, liehe Bearbeitung, wie z. B. Abschleifen, auch auf der nämlich die Aluminium-Silicium-Oxidverbindungen Oberfläche magnetische Eigenschaften besitzen, die sowie die Mischungen aus Aluminium-Silicium-Oxid nicht wesentlich schlechter als die des Kerninneren und Siliciumcarbid sowie Siliciumcarbid verstanden,
sind, schlägt die deutsche Patentschrift 1 010 205 vor, 60 Derartige erfindungsgemäße Sinterbehälter werden daß die Formkörper durch Aufschlämmen, Vorzugs- beispielsweise dadurch hergestellt, daß man einerseits weise in Wasser, mit einer Oberflächenschicht aus die Ausgangssubstanzen für die weiße Keramik und Nickelferrit oder mit dessen Ausgangsoxiden versehen andererseits die Ausgangssubstanzen für die Ferrit-, und anschließend gesintert werden. Darüber hinaus also die schwarze Keramik, miteinander vermischt, in ist es bekannt, die Preßlinge in ein Metalloxidpulver- 65 die gewünschte, dem Behälter entsprechende Form bett einzusetzen. Entsprechend der inerten Gas- bringt und zu dem keramischen Behälter brennt,
atmosphäre hat man auch bereits Behälter verwendet, Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß trotz die aus einem sich völlig resistent verhaltenden Mate- des verhältnismäßig hohen Anteils an weißer Keramik

von etwa 50 Gewichtsprozent und darüber praktisch dieselben Eigenschaften bei den in diesen Behältern gesinterten Ferritkernen zu finden sind wie bei Ferritkernen, die in reinen Ferritbehältern gesintert wurden. Der Vorteil der Verwendung erfindungsgemäßer Sinterbehälter besteht vor allem darin, daß derartige Behälter relativ weniger teuer als reine Ferritbehälter sind und daß sich diese durch eine bedeutend höhere Lebensdauer auszeichnen.

An Hand der folgenden Tabellen I bis III sind die Eigenschaften von jeweils gleichartigen Ferritkernen bezüglich ihrer Zusammensetzung und Sinterung beschrieben, die einerseits in die bereits vorgeschlagenen Behälter aus Ferrit beim Sintern und Abkühlen eingesetzt und die andererseits in die erfindungsgemäßen Behälter aus Keramik und Ferrit eingesetzt sind. Gesintert wurden Mangan-Zink-Ferrit bei einer Sintertemperatur von etwa 1280⁰C, wobei die Sinterung und Abkühlung in einer nur sehr wenig Sauerstoff aufweisenden Stickstoffatmosphäre vorgenommen wurde. Daß die erfindungsgemäßen Sinterbehälter für die Sinterung von Ferritkernen beliebiger Form gleichermaßen vorteilhaft sind, geht aus den Tabellen I bis ΙΠ ίο hervor. In der Tabelle I sind die Meßwerte von Schalenkernen, in der Tabelle II die Meßwerte von Ringkernen und in der Tabelle III die Meßwerte von Zylinderkernen angegeben.

Tabelle I

	μα	Behälter aus	Keramik + Ferrit
Ringkern-Sinterung	kjßa? (2OkHz) [cm/MA]	Ferrit	2000
tanö/jMadookHz) [· 10-']	2000	0,53 H-0,65
ΊΚμ [· IO-6/0 C]	0,55 H-0,68	3,8 H-4,1
-ΐζμ [. ΙΟ"6]	3,7 H-4,2	0,6 H-0,9
0,6 H-0,9	3 H-5
3 H-5

Tabelle II

Schalenkern-Sinterung

[cm/MA]

[· 10-7° c]

Ferrit

Behälter aus

Keramik-Ferrit

8100 0,4 0,2 1,5

8000 0,35 0,2 1,0

Tabelle III

Zylinderkern-Sinterung Ferrit

Behälter aus

Keramik
+ Ferrit

μα

(20 kHz) [cm/MA] TK>[-10-⁶/°C] -ΐ_ζμ [· 10-^β] 6600
0,3
0,25
1,0

7000
0,4
0,3
1,0

In der Figur ist als Beispiel im Teilschnitt dargestellt, wie die zu sinternden Schalenkernpreßlinge 1 aus ferritbildenden Ausgangsstoffen in einem erfindungsgemäßen Sinterbehälter 2 eingesetzt sind, der ebenso wie der Deckel 3 aus 50 Gewichtsprozent Al₂O₃ · SiO₂ und 50 Gewichtsprozent Ferrit besteht. Der Sinterbehälter ist auf einem Förderband 4 aufgesetzt, das in Pfeilrichtung durch einen Durchstoßofen läuft. Das Förderband ist auf Rollen 5 gelagert. Im Durchstoßofen tritt der Sinterbehälter von einer Aufwärmzone in die Sinterzone und anschließend in die Abkühlungszone ein. Durch entsprechende Trennwände kann dafür gesorgt werden, daß am Ende der Sinterzone und in der Abkühlungszone vorwiegend Stickstoff die Behälter umgibt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Keramischer Behälter zum Sintern von hochpermeablen Ferritkernen in insbesondere einer inerten Gasatmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter aus 70 bis 40 Gewichtsprozent weißer Keramik und aus 30 bis 60 Gewichtsprozent Ferritkeramik besteht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen