DE2010761B2 - Verwendung eines nickel-zink-ferrits fuer magnetkopf-kerne - Google Patents

Description

Es ist bekannt, einen gesinterten oxydischen, ferromagnetischen Ferritkörper als Kern für einen Magnetkopf zum Schreiben, Lesen und/oder Löschen magnetischer Aufzeichnungen zu verwenden. Mit Ferrit wird in diesem Zusammenhang ein weich-magnetischer Feststoff gemeint, der aus kubischen Kristallen mit einer chemischen Zusammensetzung nach der Formel

(MO · XFe₂O₃Jp ■ (ZnO y Fe₂O₃), _„

besteht, wobei M ein zweiwertiges Metall, beispielsweise Ni (Nickel) oder Mn (Mangan) darstellt, während 0,8 < χ < 1,5,0,8 < y < 1,5,0 H ρ < 1 ist

Besonders in den letzteren Jahren zeigt sich ein deutlich steigender Trend nach Anwendung immer höherer Bandgeschwindigkeiten. Das bedeutet, daß an die Lauffläche eines Magnetkopfes in bezug auf die mechanische Verschleißfestigkeil immer höhere Anforderungen gestellt werden. Namentlich wird es immer schwieriger zu vermeiden, daß im Betrieb des Magnetkopfes Kristalle aus der Lauffläche losgerissen werden. Bei regelmäßigen Kristallstrukturen findet das Herausbrechen eines Kristalls verhältnismäßig leicht an der Korngrenzfläche statt. Ist bei einer derartigen Kristallstruktur einmal ein Kristall losgerissen, so haben die umliegenden Kristalle weniger Halt und die Gefahr ist groß, daß immer mehr Kristalle losbrechen. Die Eigenschaften eines Magnetkopfes, der aus einem derartigen Material hergestellt ist, werden durch dieses Ausbrechen von Kristallen aus der Lauffläche infolge der Schleifwirkung des Aufzeichnungsträgers immer schlechter, insbesondere wenn Kristalle in der Nähe des Nutzspaltes ausbrechen.

Aus der deutschen Patentschrift 10 9-1995 ist es bekannt, einen gesinterten oxydischen ferromagnetischen Körper, der aus möglichst großen Ferritkristallen besteht als Kern für einen Magnetkopf zu verwenden, der eine große mechanische Verschleißfestigkeit haben muß. Bei einer derartigen Kristallstruktur ist die Gefahr des Ausbrechens einzelner Kristalle viel geringer, da die großen ineinandergreifenden Kristalle einander festhalten. Insbesondere wird in der genannten deutschen Patentschrift erwähnt, einen Ferrit-Einkristall als Kern für einen Magnetkopf zu verwenden. Das Herstelljngsverfahren von Ferrit-Einkristallen ist jedoch, auch durch den niedrigen Produktionsertrag, kostspielig. Außerdem ist es schwierig, spannungsfreie Einkristalle zu erhalten (Spannungsfreiheit ist in diesem Zusammenhang nämlich ein unbedingtes Erfordernis). Außerdem ist es bekannt Stücke mit der gewünschten Struktur aus geschmolzenen Ferrit (einem Ferrit, das durch chemische Reaktion in der flüssigen Phase gebildet wurde, wozu Temperaturen von 1600⁰C und höher erforderlich sind), auszuwählen. Dies ist jedoch ein in technischer Hinsicht wenig interessantes Produktionsverfahren, während außerdem die magnetischen Eigenschaften des Schmelzferrits weniger gut sind infolge des bei den erforderlichen hohen Herstellungstemperaturen auftretenden Sauerstoffverlustes. Ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines polykristallinen Ferritkörpers, der aus möglichst großen Kristallen besteht, ist das sogenannte Heißpressen. Dies ist jedoch ein sehr verwickeltes und folglich kostspieliges Verfahren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Magnetkopf-Kerne ein Ferrit zu suchen, das auf einfache und billige Weise herstellbar ist und den obengenannten Anforderungen entspricht Gemäß der Erfindung wird für Magnetkopf-Kerne ein Nickei-Zink-Ferrit verwendet mit 0,01 bis 0,1 Gew.-% Erdalkalimetaborat und ineinandergreifenden Kristallen mit einer mittleren Korngröße über 50 μπι.

Ein solches Ferrit läßt sich in üblicher Weise herstellen, was bedeutet, daß ein vorgepreßter Körper, der aus einem feinverteilten Gemisch der Ausgangsstoffe (Oxyde oder bei Sintertemperatur sich in Oxyde umv/anJelnde Verbindungen) in einer Gasatmosphäre gesintert wird.

Vorzugsweise wird dem Ausgangsgemisch Kalziummetaborat zugesetzt

Die Zusammensetzung des Ausgangsmaterials wählt man insbesondere derart daß in dem verwendeten Ferrit die relativen Mengen der das Ferrit aufbauenden Metalloxyde innerhalb folgender Grenzen liegen: 5-35 Mol.-% NiO
15 - 45 Mol.-% ZnO
48-50 MoL-⁰Zo Fe₂O₃.

Ein Ferritkörper mit dieser Zusammensetzung, der auf die beschriebene Weise hergestellt ist, ist infolge seiner ausgezeichneten Verschleißfestigkeit gut geeignet, um als Kern für einen Magnetkopf zu dienen, insbesondere dort, wo hohe Bandgeschwindigkeiten angewandt werden. Auch bei der Herstellung von bei Zimmertemperatur nicht magnetisierbaren Ferritkörpern, die beispielsweise als Distanzstücke bzw. Verstärkungsstücke zwischen den magnetisierbaren Kreisen in Magnetköpfen verwendet werden können, läßt sich das erfindungsgemäße Ferrit mit Vorteil anwenden. Es sei noch erwähnt, daß aus dei GB-PS 7 13 370 ein NLkel-Zink-Ferrit bekannt ist, dessen Permeabilität und magnetische Güte durch einen Zuschlag an Bornitrid geändert werden kann. Die Borzuschläge liegen hierbei aber um fast eine Größenordnung über den Erdalkalimetaboratmengen beim Anmeldungsgegenstand. Aus dieser Patentschrift geht nicht hervor, daß man durch einen sehr geringen Zuschlag an Erdalkalimetaborat zu relativ grobkörnigen verschleißfesten Nickel-Zink-Ferritkernen kommen kann.

An Hand eines Ausführungsbeispiels mit einem zugehörigen Mikrophoto wird die Erfindung näher erläutert.

Beispiel

Einem feinverteilten Gemisch aus 12,5Gew.-% NiO, 23,0Gew.-°/o ZnO und 64,5Gew.-% Fe₂O₃ wird 0,05 Gew.-°/o Kalziummetaborat zugesetzt. Dieses Gemisch wird 1 Stunde lang bei einer Temperatur von

85O⁰C in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre vorgebrannt Das vorgebrannte Produkt wird danach gemahlen und, vorzugsweise isostatisch, zusammengepreßt Der Preßling wird dann 20 Stunden lang bei einer Temperatur von 1200°C in reinem Sauerstoff gebrannt und danach auf Zimmertemperatur- abgekühlt Es stellt sich heraus, daß der auf diese Weise erhaltene Ferritkörper aus ineinandergreifenden Kristalien mit einer mittleren Korngröße über 50 μιη besteht, wie es auf dem Mikrophoto ersichtlich ist Der so erhaltene Ferritkörper wird erfindungsgemäß für Magnetköpfe verwendet

Es sei noch bemerkt, daß es von wesentlicher Bedeutung ist, daS die dem Ausgangsgemisch zuzusetzende Menge Erdalkalimetaborat zwischen den genannten Grenzen liegt Wenn beispielsweise 0,2 Gew.-% eines Erdalkalimetaborats zugesetzt wird, entstehen unerwünschte Agglomerationen von Poren. Zugleich hat es sich herausgestellt, daß es wichtig ist, die genannte Menge Erdalkalimetaborat dem Ausgangsgemisch zuzusetzen. Wenn es später zugesetzt wird, entsteht eine Kristallstruktur mit großen Löchern.

Auszug

An das gesinterte, oxydische, ferromagnetische Material, aus dem insbesondere Polschuhe von Magnetköpfen hergestellt werden, werden bei der Anwendung sehr hoher Bandgeschwindigkeiten große Anforderungen in bezug auf die Verschleißfestigkeit gestellt. Es dürfen keine Ausbröckelerscheinugnen von Kristallen oder Gruppen von Kristallen stattfinden. Sehr verschleißfest ist gesintertes oxydisches ferromagnetisches Material, das aus großen (Querschnitt über 50 μηι) ineinandergreifenden Kristallen besteht. Ein Verfahren zum Erhalten einer derartigen Kristallstruktur besteht daraus, daß dem zu sinternden Ausgangsgemisch 0,01 bis 0,1 Gew.-% eines Erdalkaliborates zugesetzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verwendung eines Nickel-Zink-Ferrits mit 0,01 bis 0,1 Gew.-% Erdalkalimetaborat und ineinandergreifenden Kristallen mit einer mittleren Korngröße über 50 um für Magnetkopf-Kerne.

2. Verwendung eines Ferrits nach Anspruch 1 mit 0,01 bis 0,05 Gew.-% Erdalkalimetaborat

3. Verwendung eines Ferrits nach Anspruch 1 oder 2 mit Kalziummetaborat als Erdalkalimetaborat.

4. Verwendung eines Ferrits nach Anspruch 1, 2 oder 3 mit einer Grundzusammensetzung von 5-35 Mol.-% NiO
l5-45Mol.-%ZnO
48 - 50 Mol.-% Fe₂O₃.