DE1696456B1

DE1696456B1 - Verfahren zur Herstellung eines unterstoechiometrischen Ferrites mit nahezu rechteckfoermiger,temperaturstabiler Hystereschleife fuer Schaltringkerne

Info

Publication number: DE1696456B1
Application number: DE19651696456
Authority: DE
Inventors: Heinz Gerdes
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1965-03-24
Filing date: 1965-03-24
Publication date: 1970-11-12
Also published as: GB1065970A; FR1475094A

Claims

1 2

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung Einen Hinweis auf Nickel-Cadmium-Ferrite mit eines unterstöchiometrischen Ferrites mit nahezu kleinen Mengen Kobalt- und Molybdänoxyd gaben an rechteckförmiger, temperaturstabiler Hystereseschleife sich schon L e s s ο f f und G r e i f e r in dem Aufsatz für Schaltringkerne. Solche Schaltringkerne werden »Perminvar characteristics of Nickel-Cadmium Ferrites beispielsweise als Koinzidenzglieder für die Ansteue- 5 with Small Additions of Cobalt and Molybdenum«, rung von Magnetkernspeichern sowie in logischen »Journal of Applied Physics«, März 1962, Seite 1199 Schaltungen, Schieberegistern, Zählstufen und zum und 1200. Es wird dort jedoch ausdrücklich darauf Steuern und Schalten von Strömen verwendet. Bei dem hingewiesen, daß die Rechteckigkeit der Hystereseheutigen Stand der Technik und der Tendenz zu klei- schleife dieser Ferrite verlorengeht, wenn man das nen Bauteilen ist es in vielen Fällen erforderlich, daß ίο Cadmiumoxyd durch Zinkoxyd ersetzt,
die Remanenzinduktion des Magnetmateriales hoch, Im Gegensatz hierzu wurde bei der vorliegenden seine Koerzitivfeldstärke klein und seine Temperatur- Erfindung gerade der erhebliche Wert eines Zinkgeabhängigkeit gering sind. halts neben dem Cadmiumgehalt erkannt. Der Zink-

Es sind an sich Schaltringkerne aus einem tempera- gehalt bewirkt nämlich eine wesentliche Herabsetzung

turstabilen Rechteckferrit bekannt (»Elektronische 15 der Schaltfeldstärke, ohne bis zu einer gewissen Grenze

Rechenanlagen« H. 4 [1963], Seite 168 bis 173 und des Zinkanteils den Temperaturkoeffizienten zu beein-

H. 5 [1963], Seite 216 bis 220). Hierbei handelt es sich flüssen. Der Zusatz von Vanadiumpentoxyd verbessert

um Schaltkerne aus einem Ferritwerkstoff mit durch außerdem das Rechteckigkeitsverhältnis erheblich,

thermische Behandlung im Magnetfeld eingeprägter Die wesentlichen Vorteile der nach dem erfindungsge-

Rechteckigkeit und verhältnismäßig hoher Koerzitiv- 20 mäßen Verfahren hergestellten unterstöchiometrischen

feldstärke. Werkstoffe sind die spontane Rechteckeigenschaft und

Die Erfindung gibt ein Verfahren zur Herstellung die kleine Koerzitivfeldstärke.

eines temperaturstabilen Ferrites für Schaltringkerne Nachfolgend wird ein Beispiel für die Durchführung

an, bei dem die thermische Behandlung im Magnetfeld und die Ergebnisse des Verfahrens nach der Erfindung

nicht erforderlich ist und die Koerzitivfeldstärke klei- 25 näher beschrieben,
ner ist.

Das Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch ge- Beispiel:

kennzeichnet, daß ein Ausgangsgemisch aus folgenden ^ _Q M_Oi_prozent p_e q

Metalloxyden oder Verbindungen, die bei der Sinte- ₃₁'₉₄ M_oiprozent NiO ³'

rung in diese Metalloxyde übergehen, verwendet wird: 30 ₁₅'q jvfolprozent Zno'

mindestens 3^₀ Molprozent Cdo'und

45 Molprozent Eisenoxyd (Fe₂O₃) 1,0 Molprozent CoO

28 bis 38 Molprozent Nickeloxyd (NiO) , . ,,_r „_Λ>,.

5 bis 20 Molprozent Zinkoxyd (ZnO) ^wmd™ _o ^mt.Wasserzusatz^30 Minuten lang gemisch^

0,1 bis 10 Molprozent Cadmiumoxyd (CdO) ³⁵ ^schließend abfiltriert und 2 Stunden lang be! 95O⁰C

0,05 bis 2 Molprozent Kobaltoxyd (CoO) ^{m Luft v}°^^mtf^rt· Diese Mischung wurde nach Zu-

0,01 bis 2 Molprozent Molybdänoxyd (MoO₃) ^satz.^{von 0}^ Molprozent Vanadiumpentoxyd 1 Stunde

und/oder ^{m emer star}k wirksamen Kugelmühle gemahlen.

0,01 bis 1 Molprozent Vanadiumpentoxyd (V₂O₅) ^ ^Das Mahlgut wurde mit einer 25 %igen wäßrigen

40 Zelluloselosung gemischt und getrocknet. Das resul-

daß die Vorsinterung zwischen 900 und 1100° C in Luft tierende Pulver wurde in einer Preßform zu Ringkernen vorgenommen wird, daß die Hauptsinterung in einer gepreßt, und diese wurden anschließend bei 1450° C in Sauerstoff atmosphäre zwischen 1350 und 1600° C einer Sauerstoffatmosphäre 4 Stunden lang gesintert, durchgeführt wird und daß die Abkühlung nach der Das Sintergut wurde mit einer Abkühlgeschwindigkeit Hauptsinterung mit einer Geschwindigkeit zwischen 45 zwischen 50 und 300° C/h bei gleichzeitig abnehmendem 50 und 300° C/h bei abnehmendem Sauerstoffgehalt Sauerstoffgehalt der Atmosphäre abgekühlt,
oder durch Abschreckung an Luft durchgeführt wird. Die gemessenen, wichtigsten Eigenschaftswerte die-Die Ausgangsstoffe werden innig gemischt und ses unterstöchiometrischen Ferrites sind in den Kurven darauf der Vorsinterung unterzogen. Nach dem an- der F i g. 1 in Abhängigkeit von der Umgebungstemschließenden Mahlprozeß wird dem Mahlgut ein 50 . , . „. _. , . , , . ^>, ,.
Bindemittel zugesetzt und das granulierte Produkt in P^{eratur dar}Sf^tellt· ^Dabe* bedeuten UV₁ die ungedie gewünschte Kernform gepreßt. Die Hauptsinte- störte Eins, dV_z die gestörte Null, T₈ die Schaltzeit und rung der Kerne in der Sauerstoffatmosphäre wird H₀ die Startfeldstärke. Wie ersichtlich, sind alle diese je nach Zusammensetzung und Anforderungen in Werte im Vergleich zu den entsprechenden Eigendem genannten Temperaturbereich zwischen 1350 und 55 schaftswerten eines herkömmlichen Mn-Mg-Zn-Ferri-1600°C durchgeführt. Nach dieser Sinterung wird das tes, die in den gestrichelten Kurven dargestellt sind, Sintergut wie beschrieben entweder auf Zimmerteni- weitgehend temperaturunabhängig,
peratur abgeschreckt oder mit einer Abkühlgeschwin- F i g. 2 zeigt die mit 10 kHz aufgenommene Hystedigkeit zwischen 50 und 300° C/h bei abnehmendem reseschleife. Die Startfeldstärke ist 0,5 A/cm und die Sauerstoffgehalt der Atmosphäre abgekühlt. 60 relativ hohe Remanenzinduktion etwa 2400 Gauß.

Die Erzielung eines gleichmäßigen feinkörnigen
Gef üges ist bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren von Bedeutung. Patentansoruch·

Aus der deutschen Patentschrift 976 355 sind

Mischferrite aus Nickel-Zinkferrit und Nickel-Cad- 65

miumferrit bekannt, die jedoch kein Kobaltoxyd, kein Verfahren zur Herstellung eines unterstöchio-

Molybdänoxyd und kein Vanadiumpentoxyd enthalten metrischen Ferrites mit nahezu rechteckförmiger,

und keine Rechteck-Hystereseschleife aufweisen. temperaturstabiler Hystereseschleife für Schalt-

ringkerne, dadurch gekennzeichnet, und/oder

daß ein Ausgangsgemisch aus folgenden Metall- 0,01 bis

oxyden oder Verbindungen, die bei der Sinterung in diese Metalloxyde übergehen, verwendet wird: mindestens

45 Molprozent Eisenoxyd (Fe₂O₃)

28 bis 38 Molprozent Nickeloxyd (NiO) 5 bis 20 Molprozent Zinkoxyd (ZnO) 0,1 bis 10 Molprozent Cadmiumoxyd (CdO) 0,05 bis 2 Molprozent Kobaltoxyd (CoO) 0,01 bis 2 Molprozent Molybdänoxyd (MoO₃) 1 Molprozent Vanadiumpentoxyd
(V₂O₆),

daß die Vorsinterung zwischen 900 und HOO⁰C in Luft vorgenommen wird, daß die Hauptsinterung in einer Sauerstoffatmosphäre zwischen 1350 und 1600⁰C durchgeführt wird und daß die Abkühlung nach der Hauptsinterung mit einer Geschwindigkeit zwischen 50 und 300°C/h bei abnehmendem Sauerstoffgehalt oder durch Abschreckung an Luft durchgeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen copy