DE19822783A1 - Einkristallines Ferritmaterial auf Mn-Zn-Basis sowie Magnetkernanordnung für einen Hochfrequenz-Magnetkopf - Google Patents
Einkristallines Ferritmaterial auf Mn-Zn-Basis sowie Magnetkernanordnung für einen Hochfrequenz-MagnetkopfInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein einkristallines Ferritmaterial
auf Mn-Zn-Basis, spezieller ein derartiges Material zur Ver
wendung in Magnetköpfen wie Verbundmagnetköpfen für Fest
platten-Laufwerke, Bandköpfen für Digitalgeräte usw., die
magnetisch in einem Hochfrequenzbereich Daten auf einem ma
gnetischen Aufzeichnungsträger aufzeichnen können und aufge
zeichnete Daten lesen können.
Um der jüngsten Zunahme bei der Aufzeichnungsdichte magneti
scher Aufzeichnungsträger zu genügen, werden magnetische
Aufzeichnungs- und Lesevorgänge betreffend einen magneti
schen Aufzeichnungsträger in einem hochfrequenten Bereich
ausgeführt. Bei Hochfrequenz-Magnetköpfen, wie sie zum Be
spielen und Abspielen von Magnetbändern z. B. in einem VTR
verwendet werden, werden Ferrite als Material für Magnetker
ne verwendet. Mit der Erhöhung der Betriebsfrequenz von un
gefähr 0,1 MHz auf 0,7-10 MHz erfolgte hinsichtlich des
Ferritmaterials für Magnetkerne mit hoher magnetischer Sät
tigungsflußdichte (Bs) und hoher Anfangspermeabilität (µ)
ein Wechsel von einem polykristallinen Ferrit auf Ni-Zn-Ba
sis oder auf Mn-Zn-Basis auf einen einkristallinen Ferrit
auf Mn-Zn-Basis. Der nachfolgend verwendete Begriff "An
fangspermeabilität" wird auf diesem Gebiet häufig einfach
als "magnetische permeabilität" oder nur als "Permeabilität"
bezeichnet.
Als magnetisches Material für einen Magnetkern, der bei un
gefähr 5-10 MHz betrieben wird, offenbart das Dokument
JP-A-1-290207 ein magnetisches Oxidmaterial in Form eines
Mn-Zn-Ferrits mit 50-60 Mol-% Eisenoxid, 5-30 Mol-%
Zinkoxid und 10-45 Mol-% Manganoxid, wobei 0,5 Gewichts-%
oder weniger mindestens eines Zusatzstoffs hinzugefügt sind,
der aus Yttriumoxid, Gadoliniumoxid, Europiumoxid und Ter
biumoxid ausgebildet ist. Ferner ist angegeben, daß zum ma
gnetischen Oxidmaterial mindestens ein weiterer Zusatzstoff
hinzugefügt sein kann, der mit einer Menge von bis zu 0,5
Gewichts-% aus CaO, CrO, Al2O3, SiO2, SnO2 und In2o3 ausge
wählt ist.
Das Dokument JP-A-2-21603 offenbart ein einkristallines Fer
ritmaterial zur Verwendung bei einem Magnetkopf, das als
ersten Zusatzstoff mindestens einen der folgenden enthält:
0,2-1,5 Mol-% Ca, 0,15-1,2 Mol-% Sr und 0,1-1 Mol-% Ba
in einem Festlösungszustand, wobei jedes molare Verhältnis
auf CaCO3, SrCO3 und BaCO3 beruht, mit einer Zusammensetzung
in einem tetragonalen Bereich, der hinsichtlich des molaren
Verhältnisses durch die vier Fe2O3/MnO/ZnO-Punkte mit den
Werten 52/29/19, 52/42/6, 57,5/36,5/6 und 55/26/19 definiert
ist. Ferner ist angegeben, daß das einkristalline Ferrit
material einen zweiten Zusatzstoff in Form mindestens eines
der Elemente Sn, Ti, Nr, Ge und Si mit jeweils einer Menge
von 0,5-2,5 Mol-% als SnO2, TiO2, ZrO2, GeO2 und SiO2, als
dritten Zusatzstoff 0,1-1,5 Mol-% Co als CoO, als vierten
Zusatzstoff mindestens eines der Elemente Ni, Cr, Y und In
mit einer Menge von 0,5-2,5 Mol-% als Ni2O3, Cr2O3, Y2O3
oder In2O3 sowie einen fünften Zusatzstoff in Form mindes
tens eines Seltenerdelements mit einer Menge von 0,15-1,0
Mol-% als dreiwertiges Oxid enthalten kann. Jedoch zeigte es
sich, daß diese Materialien in einem Frequenzbereich von
ungefähr 5-10 MHz von Nutzen sind.
Hinsichtlich eines einkristallinen Ferrits für Gebrauch bei
hohen Frequenzen offenbart das Dokument JP-A-54-90600 ein
Verfahren zum Herstellen eines derartigen Ferrits. Bei die
sem Verfahren wird ein Ausgangsmaterial mit 10-10 Mol-%
NiO, 1,8-12 Mol-% MnO, 15-35 Mol-% ZnO und 49-59 Mol-%
Fe2O3 geschmolzen, und der Kristall kann bei niedrigem Druck
in Sauerstoff wachsen. Es wird angegeben, daß die Anfangs
permeabilität bei 50 MHz verbessert ist. Jedoch nimmt die
Anfangspermeabilität des einkristallinen Ferrits im Fre
quenzbereich über 50 MHz stark ab.
In jüngerer Zeit wurde für einen schwebenden Magnetkopf für
ein Festplatten-Laufwerk unter Verwendung einer magnetischen
Platte als magnetischer Aufzeichnungsträger eine spektakulä
re Zunahme der Aufzeichnungsdichte und auch der Frequenz
beim magnetischen Aufzeichnen und Lesen erzielt. Um derarti
ges hochfrequentes Aufzeichnen und Lesen zu ermöglichen,
wurde ein einkristalliner Ferrit auf Mn-Zn-Basis als Mate
rial für den den schwebenden Magnetkopf aufbauenden Magnet
kern verwendet.
Jedoch war die Verwendung eines Magnetkopfs aus einem her
kömmlichen einkristallinen Ferrit auf Mn-Zn-Basis immer noch
hinsichtlich des Frequenzbereichs beschränkt, und es erwies
sich als unmöglich, im Bereich höherer Frequenzen ausrei
chende magnetische Eigenschaften zu erzielen. D. h., daß
ein aus einem herkömmlichen einkristallinen Ferrit auf Mn-
Zn-Basis hergestellter Magnetkern im Frequenzbereich von un
gefähr 10 MHz oder darunter ausreichende magnetische Eigen
schaften zeigt, daß jedoch im Bereich höherer Frequenzen
über 30 MHz die Anfangspermeabilität auf ungefähr 100 ver
ringert ist, was zu beeinträchtigten Aufzeichnungs- und Le
seeigenschaften führt.
Wie oben beschrieben, bestehen, wenn ein Magnetkern aus ei
nem einkristallinen Ferrit auf Mn-Zn-Basis mit bekannter
chemischer Zusammensetzung in einem Frequenzbereich von 30
MHz oder höher verwendet wird, Probleme hinsichtlich einer
Verringerung der Anfangspermeabilität des Magnetkerns sowie
einer Erhöhung von Wirbelstromverlusten, die ihrerseits ei
nen niedrigen Wirkungsgrad beim magnetischen Aufzeichnen so
wie Fehler in Abspielsignalen zu aufgezeichneten Daten wegen
eines verringerten S/R-Verhältnisses hervorrufen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einkristalli
nes Ferritmaterial auf Mn-Zn-Basis zu schaffen, das eine ge
ringe Abnahme der Anfangspermeabilität und eine Minimierung
der Wirbelstromverluste in einem Hochfrequenzbereich zeigt.
Es ist eine weitere Aufgabe, eine Magnetkernanordnung für
einen Hochfrequenz-Magnetkopf mit diesem Material zu schaf
fen.
Diese Aufgabe ist hinsichtlich des Materials durch die Lehre
des beigefügten Anspruchs 1 und hinsichtlich der Anordnung
durch die Lehre des beigefügten Anspruchs 6 gelöst. Vorteil
hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand
abhängiger Ansprüche.
Als Ergebnis intensiver Forschung im Hinblick auf die obigen
Aufgaben haben die Erfinder herausgefunden, daß die Verrin
gerung der Anfangspermeabilität im Hochfrequenzbereich da
durch minimiert werden kann, daß zu einem Ferrit auf Mn-Zn-
Basis Nickeloxid (NiO) mit einer Menge von 1-7 Gewichts-%
zugesetzt wird, und sie haben ferner herausgefunden, daß
die Zugabe von NiO in einer derartigen Menge den spezifi
schen Widerstand erhöht, wodurch die Wirbelstromverluste in
einem Magnetkern verringert werden. Die Erfindung wurde auf
Grundlage dieser Erkenntnisse erzielt.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf durch
Figuren veranschaulichte Ausführungsbeispiele näher erläu
tert.
Fig. 1(a) und 1(b) sind Kurvenbilder, die die Abhängigkeit
der Anfangspermeabilität von der Frequenz zeigen, wie sie
für ein erstes bzw. zweites erfindungsgemäßes einkristalli
nes Ferritmaterial auf Mn-Zn-Basis sowie für den bekannten
Ferrit auf Mn-Zn-Basis gemessen wurden;
Fig. 2 ist ein Kurvenbild, das die Abhängigkeit des spezifi
schen Widerstands von der Zugabemenge an Nickeloxid zeigt;
Fig. 3 ist ein Kurvenbild, das die Abhängigkeit des Abspiel
signalpegels von der Frequenz zeigt;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen schweben
den Verbundmagnetkopf mit Magnetkernteilen aus dem erfin
dungsgemäßen einkristallinen Ferritmaterial auf Mn-Zn-Basis
zeigt; und
Fig. 5 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die die
Magnetkernanordnung 3 von Fig. 4 zeigt.
Das erfindungsgemäße einkristalline Ferritmaterial auf Mn-
Zn-Basis enthält Nickeloxid (NiO).
Ein bei der Erfindung verwendbarer Ferrit auf Mn-Zn-Basis
hat eine chemische Zusammensetzung von 50-60 Mol-% Eisen
oxid, das 0-10 Mol-% FeO enthalten kann, 5-30 Mol-%
Zinkoxid und 10-45 Mol-% Manganoxid, vorzugsweise 50-60
Mol-% Eisenoxid, 5-25 Mol-% Zinkoxid und 15-45 Mol-%
Manganoxid. Die Zugabemenge des NiO zum Ferrit auf Mn-Zn-Basis
beträgt 1-7 Gewichts-%, vorzugsweise 3-5 Gewichts-%,
bezogen auf die Menge des Ferrits auf Mn-Zn-Basis. Wenn
die Menge kleiner als 1 Gewichts-% ist, nimmt die Anfangs
permeabilität im Hochfrequenzbereich stark ab, was dazu
führt, daß der Effekt der NiO-Zugabe nicht mehr erzielt
wird. Wenn NiO mit einer Menge über 7 Gewichts-% zugegeben
wird, besteht die Tendenz, daß das sich ergebende Ferrit
material auf Mn-Zn-Basis polykristalline Struktur aufweist.
Da ein polykristalliner Magnetkern Störsignale erzeugt, was
die Magnetkopf-Eigenschaften beeinträchtigt, ist ein poly
kristallines Ferritmaterial zur Verwendung bei einem Hoch
frequenz-Magnetkopf nicht geeignet.
Im Hinblick auf das Erzielen verbesserter Hochfrequenzeigen
schaften ist es bevorzugt, daß die molare Gesamtmenge an
FeO.Fe2O3, NiO.Fe2O3 und MnO.Fe2O3 gleich groß ist wie oder
größer ist als die molare Menge an ZnO.Fe2O3. D. h., daß
das erfindungsgemäße einkristalline Ferritmaterial auf Mn-
Zn-Basis vorzugsweise der folgenden Beziehung hinsichtlich
der molaren Menge genügt: (Fe+Ni+Mn)O.Fe2O3 ≧ ZnO.Fe2O3.
Zusätzlich zu NiO kann zum Ferrit auf Mn-Zn-Basis ferner
mindestens ein Oxid zugegeben werden, das aus der Gruppe
ausgewählt ist, die aus Oxiden von Cy, Mg, Cu usw. besteht,
und zwar mit einer Menge von insgesamt 0-3 Gewichts-% be
zogen auf die Menge des Ferrits auf Mn-Zn-Basis.
Das erfindungsgemäße einkristalline Ferritmaterial auf Mn-Zn-Basis
kann durch das Bridgemanverfahren usw. hergestellt
werden. Das Ausgangsmaterial kann entweder ein Pulvergemisch
von Ferritpulver auf Mn-Zn-Basis sowie Nickelpulver oder ein
Pulvergemisch von Eisenoxidpulver, Zinkoxidpulver, Mangan
oxidpulver und Nickeloxidpulver sein, die jeweils die oben
angegebenen wahlweisen Oxid enthalten können. Nach dem Zuge
ben von Wasser wird das Ausgangsmaterial in einer Kugelmühle
für ungefähr 4 Stunden gut gemischt und dann bei ungefähr
200°C getrocknet. Das getrocknete Ausgangsmaterial wird für
1-3 Stunden an Luft bei 1000-1200°C gesintert. Das Sin
tererzeugnis wird in einer Zerkleinerungseinrichtung zu
Klinkern mit einer Teilchengröße von 5-10 mm zerstoßen.
Dann werden die Klinker in einen Tiegel gefüllt, der einen
geeigneten Keim enthält. Der Tiegel besteht im allgemeinen
aus Pt, Pt-Pd usw. Dann wird der Tiegel in einen Ofen mit
einem Temperaturgradienten mit einer Spitzentemperatur von
1630-1700°C eingesetzt, um die Klinker zu schmelzen, damit
aus der Schmelze ein Einkristall in einer Atmosphäre wachsen
kann, die 50-95 Volumen-% Sauerstoff bei Atmosphärendruck
enthält. Die Kristallwachstums-Geschwindigkeit beträgt vor
zugsweise 3-5 mm/Std. Nach Abschluß des Einkristall-Wachstums
wird der Ofen auf Raumtemperatur abgekühlt, und
das einkristalline Ferritmaterial auf Mn-Zn-Basis wird dem
Tiegel entnommen.
Ein Ferritmaterial mit polykristalliner Struktur, wie sie
durch Brennen und Sintern erzielt wird, zeigt keine magneti
schen Hochfrequenzeigenschaften, wie sie durch die Erfindung
erzielt werden. Auch erzeugt ein Magnetkern eines Bandkopfs,
wenn ein solcher aus einem polykristallinen Ferritmaterial
hergestellt wird, Störsignale durch Reibung.
Das erfindungsgemäße einkristalline Ferritmaterial auf Mn-Zn-Basis,
wie es auf die obenangegebene Weise hergestellt
wurde, verfügt über eine Anfangspermeabilität, die im Fre
quenzbereich von 50-100 MHz zwei bis drei Mal größer als
diejenige eines Ferrits auf Mn-Zn-Basis ist, der kein Nickeloxid
enthält. Diese Werte der Anfangspermeabilität bei
mehreren Frequenzen machen gut verständlich, daß die Abnah
me der Anfangspermabilität im Hochfrequenzbereich bei der
Erfindung minimiert ist. Der spezifische Widerstand des er
findungsgemäßen einkristallinen Ferritmaterials auf Mn-Zn-Basis
beträgt 0,1-30 Ω.cm.
Bei der Erfindung wurde der spezifische Widerstand entspre
chend Verfahren gemessen, wie sie üblicherweise in der Tech
nik verwendet werden. Die Anfangspermeabilität wurde wie
folgt gemessen. Aus dem einkristallinen Ferritmaterial auf
Mn-Zn-Basis wurde ein Ring (Innendurchmesser: 3 mm; Außen
durchmesser: 5 mm, Dicke: 0,45 mm) so ausgeschnitten, daß
die (111)-Ebene des Einkristalls die ebene Fläche des Rings
bildete. Um Spannungen durch die Bearbeitung zu beseitigen,
wurde der Ring dadurch getempert, daß er in Argon für 2
Stunden auf 800°C erwärmt wurde. Auf dem getemperten Ring
wurden 10 Windungen aus Draht (Außendurchmesser: 0,2 mm)
aufgewickelt, und die Impedanz (Induktivität) wurde durch
einen Impedanzanalysator gemessen.
Das erfindungsgemäße einkristalline Ferritmaterial auf Mn-Zn-Basis
wird geeigneterweise als Material für den Magnet
kern eines Verbundmagnetkopfs für ein Festplatten-Laufwerk
sowie eines Bandkopfs für ein digitales Bandaufzeichnungsge
rät verwendet. Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die
einen schwebenden Verbundmagnetkopf mit Magnetkernteilen
zeigt, die aus dem erfindungsgemäßen einkristallinen Ferrit
material auf Mn-Zn-Basis bestehen. Dieser Magnetkopf umfaßt
einen ummagnetischen Schlitten 1, einen Schlitz 2, der sich
in Längsrichtung in einer der Seitenschienen 5, 6 des
Schlittens 1 erstreckt, eine im Schlitz 2 aufgenommene Ma
gnetkopfanordnung 3 sowie ein Befestigungsglas 4 zum Fixie
ren der Magnetkopfanordnung 3 im Schlitz 2. Fig. 5 ist eine
vergrößerte perspektivisch Ansicht, die die Magnetkernanord
nung 3 von Fig. 4 zeigt. Diese Magnetkernanordnung 3 besteht
aus einem C-förmigen Magnetkernteil 11 und einem I-förmigen
Magnetkernteil 12. Die Flächen der Magnetkernteile 11, 12
sind einander gegenüberliegend und voneinander beabstandet
angeordnet, um einen Magnetspalt 16 zu bilden, der mit einem
Spaltmaterial 15 wie Glas aufgefüllt ist. Auf den Flächen
der Magnetkernteile 11, 12 können dünne Schichten 13, 14 aus
einem weichmagnetischen Metall abgeschieden sein, die sich
dann über das Spaltmaterial 15 hinweg gegenüberstehen. Als
weichmagnetisches Metall können FeTaN, FeAlSi usw. verwendet
werden. Die magnetische Sättigungsflußdichte des weichma
gnetischen Metalls ist vorzugsweise im Hinblick auf eine Er
höhung des durch die Erfindung erzielten günstigen Effekts
groß, und sie beträgt vorzugsweise 1,3-1,7 T.
Da die Magnetkernteile 11, 12 aus dem erfindungsgemäßen ein
kristallinen Ferritmaterial auf Mn-Zn-Basis bestehen, ver
fügt der Magnetkopf in einem Hochfrequenzbereich über aus
reichend hohe Anfangspermeabilität, um einen Hochfrequenz-
Magnetkopf mit wenig Störsignalen selbst in einem Frequenz
bereich von 20-100 MHz zu bilden. Um einen ausreichenden
Abspielsignalpegel zu erreichen, wird der Magnetkopf vor
zugsweise im Frequenzbereich von 30-70 MHz verwendet. Ein
Magnetkopf mit Magnetkernteilen aus dem erfindungsgemäßen
einkristallinen Ferritmaterial auf Mn-Zn-Basis erzeugt in
einem Frequenzbereich von 50-80 MHz im wesentlichen einen
Abspielsignalpegel, der 10-40% höher als derjenige Pegel
ist, der mit einem Magnetkopf unter Verwendung von Magnet
kernteilen erzielt wird, die aus einem Ferritmaterial auf
Mn-Zn-Basis bestehen, das kein Nickeloxid enthält.
Es sei darauf hingewiesen, daß der in den Fig. 4 und 5 dar
gestellte Magnetkopf lediglich ein Beispiel ist, bei dem die
Erfindung angewandt ist, daß die Erfindung also auch bei
anderen Typen von Magnetköpfen anwendbar ist.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Beispie
le beschrieben, die verschiedene bevorzugte Ausführungsfor
men der Erfindung veranschaulichen sollen.
Zu sowohl ein Ferritpulver A auf Mn-Zn-Basis (chemische Zu
sammensetzung A: MnO/ZnO/Fe2O3 = 27,5/18,5/54 gemäß dem mo
laren Verhältnis) als auch ein Ferritpulver B auf Mn-Zn-Ba
sis (chemische Zusammensetzung B: MnO/ZnO/Fe2O3 = 32/13/55
gemäß dem molaren Verhältnis) wurden 3 Gewichtsteile (Al und
B1) oder 5 Gewichtsteile (A2 und B2) an Nickeloxid(NiO)pul
ver bezogen auf 100 Gewichtsteile des jeweiligen Ferritpul
vers auf Mn-Zn-Basis zugegeben.
Nach dem Zugeben von Wasser wurde das Pulvergemisch in einer
Kugelmühle für 4 Stunden gut gemischt und bei 200°C getrock
net. Das getrocknete Material wurde bei 1200°C für 2 Stunden
in Luft gesintert und in einer Zerkleinerungseinrichtung zu
Klinkern mit einer Teilchengröße von 5-10 mm zerstoßen.
Dann wurden die Klinker in einen Pt-Tiegel gegeben, der ei
nen Keim enthielt. Der Tiegel wurde in einen Ofen mit einem
Temperaturgradienten mit einer Spitzentemperatur im Bereich
von 1630-1700°C eingesetzt, um die Klinker zu schmelzen
und das Wachsen eines Einkristalls aus der Schmelze in einer
Atmosphäre zu ermöglichen, die 80 Volumen-% Sauerstoff bei
Atmosphärendruck enthielt, um dadurch einkristalline Ferrit
materialien A1, A2, B1 und B2 gemäß der Erfindung auf Mn-Zn-Basis
herzustellen. Die Kristallwachstums-Geschwindigkeit
wurde im Bereich von 3-5 mm/Std. geregelt.
Die Anfangspermeabilität der so hergestellten einkristalli
nen Ferritmaterialien auf Mn-Zn-Basis sowie der Vergleichs
ferrite A und B auf Mn-Zn-Basis ohne NiO wurde auf die oben
angegebene Weise bei verschiedenen Frequenzen gemessen. Die
Ergebnisse sind in der Fig. 1(a) für die einkristallinen
Ferritmaterialien A1 und A2 auf Mn-Zn-Basis sowie den Fer
rit A auf Mn-Zn-Basis dargestellt, während sie in Fig. 1(b)
für die einkristallinen Ferritmaterialien B1 und B2 auf Mn-Zn-Basis
und den Ferrit B auf Mn-Zn-Basis dargestellt sind.
Wie es aus den Fig. 1(a) und 1(b) erkennbar ist, nahm die
Anfangspermeabilität bei jedem der einkristallinen Ferritma
terialien auf Mn-Zn-Basis sowie bei den Vergleichsferriten
auf Mn-Zn-Basis mit zunehmender Frequenz ab. Jedoch zeigten
die NiO enthaltenden einkristallinen Ferritmaterialien auf
Mn-Zn-Basis im Hochfrequenzbereich von ungefähr 10-100 MHz
minimierte Abnahme im Vergleich mit den kein NiO enthalten
den Vergleichsferriten auf Mn-Zn-Basis. Genauer gesagt, wie
sen, wie es aus Fig. 1(a) erkennbar ist, die einkristallinen
Ferritmaterialien A1 und A2 auf Mn-Zn-Basis eine Anfangsper
meabilität auf, die im Frequenzbereich von 20-100 MHZ grö
ßer als die des Ferrits A auf Mn-Zn-Basis war. Bei 100 MHz
war die Anfangspermeabilität der einkristallinen Ferritmate
rialien A1 und A2 auf Mn-Zn-Basis doppelt so groß oder grö
ßer als diejenige des Ferrits A auf Mn-Zn-Basis. Insbesonde
re war die Anfangspermeabilität des einkristallinen Ferrit
materials A2 auf Mn-Zn-Basis mit 5 Gewichts-% NiO bis zu un
gefähr 70 MHz größer als 100. Wie es aus Fig. 1(b) erkennbar
ist, wiesen die einkristallinen Ferritmaterialien B1 und B2
auf Mn-Zn-Basis eine Anfangspermeabilität auf, die im Fre
quenzbereich von 30-100 MHz größer als die des Ferrits B
auf Mn-Zn-Basis war.
So zeigten die Meßergebnisse zur Anfangspermeabilität, daß
die erfindungsgemäßen einkristallinen Ferritmaterialien auf
Mn-Zn-Basis eine Anfangspermeabilität von 120-140 bei
50 MHz, von 70-90 bei 80 MHz und von 50-70 bei 100 MHZ
aufwiesen.
Zu jedem der beim Beispiel 1 verwendeten Ferritpulver A und
B auf Mn-Zn-Basis wurden verschiedene Mengen an NiO zugege
ben, um einkristalline Ferritmaterialien auf Mn-Zn-Basis auf
dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 herzustellen. Der spezi
fische Widerstand der so hergestellten einkristallinen Fer
ritmaterialien auf Mn-Zn-Basis sowie der Ferrite A und B auf
Mn-Zn-Basis wurden auf eine Weise gemessen, wie sie allge
mein in der Technik verwendet werden. Die Ergebnisse sind in
Fig. 2 dargestellt. Wie es aus Fig. 2 erkennbar ist, nahm
der spezifische Widerstand mit zunehmender Zugabemenge an
NiO zu, was die Wirbelstromverluste verringerte. Jedoch wur
de klargestellt, daß die Ferritmaterialien auf Mn-Zn-Basis
polykristalline Struktur aufwiesen, wenn die Zugabemenge an
NiO 7 Gewichts-% überschritt.
Ein Verbundmagnetkopf, wie er in Fig. 4 dargestellt ist,
wurde unter Verwendung von Magnetkernteilen hergestellt, die
aus dem einkristallinen Ferritmaterial AI auf Mn-Zn-Basis
mit 3 Gewichts-% NiO, wie beim Beispiel 1 hergestellt, be
stand. Die Dünnschichten des weichmagnetischen Materials
wurden aus FeTaN mit einer magnetischen Sättigungsflußdich
te von 1,6 T hergestellt.
Gesondert davon wurde ein Verbundmagnetkopf zum Vergleich
auf dieselbe Weise mit der Ausnahme hergestellt, daß Ma
gnetkernteile aus dem Ferrit A auf Mn-Zn-Basis ohne NiO ver
wendet wurden.
Die Abspielsignalpegel wurden für beide Verbundmagnetköpfe
durch ein Verfahren gemessen, wie es in der Technik übli
cherweise verwendet wird. Die Ergebnisse sind in Fig. 3 dar
gestellt. Wie es aus Fig. 3 erkennbar ist, zeigten die Ma
gnetköpfe zwar bis zu 40 MHz dieselben Ausgangssignalpegel,
jedoch zeigte der erfindungsgemäße Magnetkopf im Hochfre
quenzbereich von 40-100 MHz einen höheren Ausgangssignal
pegel als der Vergleichsmagnetkopf.
Claims (11)
1. Einkristallines Ferritmaterial auf Mn-Zn-Basis mit ei
nem Ferrit auf Mn-Zn-Basis, dadurch gekennzeichnet, daß es
Nickeloxid mit einer Menge von 1-7 Gewichts-% bezogen auf
die Menge des Ferrits auf Mn-Zn-Basis enthält.
2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Ferrit auf Mn-Zn-Basis eine chemische Zusammensetzung
von 50-60 Mol-% Eisenoxid, das 0-10 Mol-% FeO enthält,
5-30 Mol-% Zinkoxid und 10-45 Mol-% Manganoxid aufweist.
3. Material nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die molare Gesamtmenge an FeO.Fe2O3, NiO.Fe2O3 und MnO.Fe2O3
gleich groß ist wie oder größer ist als die molare Menge an
ZnO.Fe2O3.
4. Material nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zugabemenge an Nickeloxid 3-5 Ge
wichts-% bezogen auf die Menge des Ferrits auf Mn-Zn-Basis
beträgt.
5. Material nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß es ferner mindestens ein Oxid enthält,
das aus der Gruppe ausgewählt ist, die Oxide von Ca, Mg und
Cu enthält.
6. Material nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß es in einem Frequenzbereich von 50-100
MHz eine Anfangspermeabilität aufweist, die zwei bis
drei Mal größer als diejenige eines kein Nickeloxid enthal
tenden Ferrits auf Mn-Zn-Basis ist.
7. Magnetkernanordnung zur Verwendung in einem Hochfre
quenzmagnetkopf mit:
- - einem ersten Magnetkern (11) mit einer ersten Fläche;
- - einem zweiten Magnetkern (12) mit einer zweiten Fläche, die der ersten Fläche gegenüberstehend, beabstandet von die ser, angeordnet ist; und
- - einem Spaltmaterial (15), das zwischen der ersten und
zweiten Fläche angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der erste als auch der zweite Magnetkern aus einem einkristallinen Ferritmaterial auf Mn-Zn-Basis nach einem der vorstehenden Ansprüche beste hen.
8. Magnetkernanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß
- - eine erste Dünnschicht (13) aus einem weichmagnetischen Metall auf der ersten Fläche (11) abgeschieden ist;
- - eine zweite Dünnschicht (14) aus einem weichmagnetischen Metall auf der zweiten Fläche (12) abgeschieden ist; und
- - das Spaltmaterial (15) zwischen der ersten und zweiten Dünnschicht liegt.
9. Magnetkernanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß sowohl die erste als auch die zweite Dünn
schicht (13, 14) aus dem weichmagnetischen Metall eine ma
gnetische Sättigungsflußdichte von 1,3-1,7 T aufweist.
10. Magnetkernanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß Aufzeichnungs- und Lesevorgänge
durch den Magnetkopf in einem Frequenzbereich von 20-100
MHz ausführbar sind.
11. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß Aufzeichnungs- und Lesevorgänge durch den Ma
gnetkopf in einem Frequenzbereich von 30-70 MHz ausführbar
sind.
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Family Applications (1)
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