DE2243975A1 - LITHIUM-TITANIUM-WISMUTH-COBALT-FERRITE - Google Patents
LITHIUM-TITANIUM-WISMUTH-COBALT-FERRITEInfo
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Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. HuberDipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
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Idthium~Titan-Wismut-Kobalt-ferriteIdthium ~ titanium-bismuth-cobalt-ferrite
Im Mikrowellenfrequenz-Bereich werden derzeit üblicherweise Granate verwendet. Granate sind jedoch sehr aufwendig und besitzen schlechtes Temperaturverhalten,, Zwar wurde bereits die Verwendung von Gerriten vorgeschlagen, ihre Verluste sind jedoch hoch, ihre Dichten niedrig oder ihre ICoerzitivfeldstärken zu hoch. j Grenades are currently commonly used in the microwave frequency range. Grenades, however, are very expensive and have poor temperature behavior. Although the use of gerrites has already been proposed, their losses are high, their densities are low or their ICoercitive field strengths are too high. j
Zur Vermeidung dieser Nachteils ist es auch bereits vorgeschlagen worden, im Mikrowellenfrequenz-Bereich ferrite mit. schmalen Resonanzlinienbreiten, gutem Temperaturverhalten, niedrigen Verlusten, geringem Aufwand und rechteckförmigen Hystereseschleifen zu verwenden. Entsprechende Ferrite enthalten lithium mid Titan mit einem kleinen Anteil Wismut, wobei gegebenenfalls auch Kupfer, Zink und Mangan zugesetzt sein kann. Als nachteilig erweist sieh9 daß diese Perrite nur für Mikrowellengeräte niedriger Leistung brauchbar sind.To avoid this disadvantage, it has also already been proposed to use ferrite in the microwave frequency range. narrow resonance line widths, good temperature behavior, low losses, little effort and rectangular hysteresis loops. Corresponding ferrites contain lithium and titanium with a small amount of bismuth, and copper, zinc and manganese may also be added. Proving see 9 that these Perrite are useful only special microwave low power disadvantageous.
309812/1125309812/1125
Bei Leistungen über 1 bis 2 kW treten im Ferrit Instabili täten auf, die einen großen leiatungsverlust verursachen.At powers above 1 to 2 kW instabilities occur in the ferrite activities that cause a great loss of power.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ferrit zu schaffen, der insbesondere den vorstehend genannten Nachteil nicht aufweist, d.h. auch für Mikrowellengeräte größerer Leistung verwendbar ist.The present invention has for its object to provide a ferrite, in particular the above does not have the disadvantage mentioned, i.e. it can also be used for higher power microwave ovens.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung einen Lithium-Titan-Wismut-Kobalt-Ferrit folgender Zusammensetzung vonTo achieve this object, the invention provides a lithium-titanium-bismuth-cobalt ferrite of the following composition from
.s.s
wobei 0.001 < *r < 0.1
O0OOO5 < p <
0.065where 0.001 <* r <0.1
O0OOO5 <p <0.065
O £ » £ 0,20 O < w < 0.4O £ »£ 0.20 O <w < 0.4
und p + tj,+ x + ζ + wand p + tj, + x + ζ + w
0.5 +V 2 1 A 2.0.5 + V 2 1 A 2.
Vorteilhafterweise ist 06 = 0·006, inebesondere 0,002,Advantageously, 06 = 0x006, in particular 0.002,
Der Ferrit kann zusätzlich geringe Anteilt Zink oder Mangan enthalten.The ferrite can also contain a small amount of zinc or Contain manganese.
Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele des Gegenstandes naoh der Erfindung erläutert.The invention is explained below on the basis of preferred exemplary embodiments the subject of the invention explained.
Zur Herstellung des Ferrit-Materials werden üblicherweise Oxyde der ferritbildenden Metallionen verwendet. Falls die oheniaohe Instabilitftt des Oxydes eines be-For the production of the ferrite material are usually Oxides of the ferrite-forming metal ions are used. If the constant instability of the oxide of a
309812/1125 . 3 ■„309812/1125. 3 ■ "
stimmten Metallions bewirkt, daß dieses Oxyd eine unreine und unbeständige Verbindung bildet, wird das wasserfreie Karbonat des Metallions verwendete Die Ausgangsmaterialien werden im Btoichiometrischen Verhältnis abgewogen und eine ■ oder mehrere Stunden in einer Kugelmühle.naß gemischt. Der erhaltene Schlamm wird anschließend bei etwa 100 0 getrocknet und zur mühelosen Verarbeitung durch ein Sieb mit Maschenweite 20 (US-Siebmaß) gepreßt„ Die gesiebte Oxydmischung wird in feuerfeste Schiffchen gefüllt. Die Schiffchen werden in einen Bchachtelartigen Schmelzofen befördert und auf eine bestimmte Temperatur erhitzte Die exakte !Temperatur kann zwischen 700° G und 900° 0 betragen. Der Zweck dieser Wärmebehandlung ist zweifacher Art. Zum einen soll eine ausreichende Energie erzeugt werden, um zu bewirken, daß die Oxydmischung durch eine Festköperreaktion zu einer Mischung aus 70 $ Ferrit und 30 fo Oxyd reagiert. Zum anderen sollen sämtliche verwendeten Karbonate thermisch versetzt werden«If the correct metal ion causes this oxide to form an impure and unstable compound, the anhydrous carbonate of the metal ion is used. The starting materials are weighed in a btoichiometric ratio and mixed in a wet ball mill for one or more hours. The sludge obtained is then dried at about 100 ° and pressed through a sieve with a mesh size of 20 (US sieve size) for easy processing. The sieved oxide mixture is filled into refractory boats. The boats are transported into a box-like melting furnace and heated to a certain temperature. The exact temperature can be between 700 ° G and 900 ° 0. The purpose of this heat treatment is twofold. On the one hand, sufficient energy is to be generated to cause the oxide mixture to react by a solid-state reaction to form a mixture of 70% ferrite and 30 % oxide. On the other hand, all carbonates used should be thermally offset «
Die zur Reaktion gebrachte Mischung zeichnet sich üblicherweise durch eine verhältnismäßig große Teilchengröße aus. Bevor die Mischung in Formen gepreßt und zu einem einphasigen Ferritkörper gesintert werden kann9 muß die Teilchengröße verringert werden, was in der bereits vorstehend erwähnten Weise durch Kugelmühlen erfolgt. Der Ferrit-Oxyd-Sohlamm wird anschließend bei etwa 80° 0 zu einem feinen Pulver getrocknet» Das Pulver wird in an sieh bekannter Weise mit einem Bindemittel gemischt, wobei zahlreiche Bindemittel, Z0B. Polyvinylalkohol, geeignet sindoThe mixture brought to reaction is usually distinguished by a relatively large particle size. Before the mixture can be pressed into molds and sintered into a single-phase ferrite body 9 , the particle size must be reduced, which is done in the manner already mentioned above by ball mills. The ferrite oxide Sohlamm is then dried at about 80 ° 0 to a fine powder "The powder is mixed in to check a known manner with a binder, said binder numerous, Z 0 as polyvinyl alcohol, suitable Sindo
Das Bindemittel kann beim zweiten Mahlprozeß oder bei einem sonstigen Prozeß zugesetzt werden, der die gleichmäßige Verteilung des Bindemittels gewährleistet. Das mit dem Bindemittel imprägnierte Pulver wird anschließend in Preßformen aus Werkzeugstahl und unter entsprechendem Druck ge-The binder can be added in the second grinding process or in another process which is uniform Distribution of the binder guaranteed. The powder impregnated with the binder is then placed in compression molds made of tool steel and made under appropriate pressure
108812/1128108812/1128
formt, um eine gleichmäßige Dichte zu schaffen. Die Presslinge werden in Sauerstoff oder Luft bei einer Temperatur zwischen 950° C und 1150° C gesintert.shapes to create an even density. The pellets are in oxygen or air at a Sintered temperature between 950 ° C and 1150 ° C.
Die dieserart erhaltenen Ferrite zeichnen sich duroh folgende Zusammensetzung aus:The ferrites obtained in this way are characterized by the following composition:
X OC ZWp 4«vX OC ZWp 4 «v
wobei 0.001 £ 04 £ 0e1where 0.001 £ 04 £ 0 e 1
Ο»0005 £ β < 0.065
0.30 < x < 0.95
Oi ζ i Ο« 20Ο »0005 £ β <0.065
0.30 <x <0.95
Oi ζ i Ο «20
0 < w ^ 0·4·
und p +06-+ χ +z +w+ I 0.5 +* 2 "/|+ 2 „ 5 0 < w ^ 0 4
and p + 06- + χ + z + w + I 0.5 + * 2 "/ | + 2" 5
Dx+w+06f 2z ll -\ 2-^ 1) "Ρ = Dx + w + 06f 2z l l - \ 2- ^ 1) "Ρ =
Nachstehend sind Beispiele erwähnt, aus denen die Vorteile des Ferrits nach der Erfindung ersichtlich sind, wobei Beispiel 1 einen Co-freien und Beispiel 2 einen öo-haltigen Ferrit behandelt und aus einem Vergleich dieser beiden Ferrite die durch den Zusatz von Kobalt erhältliohen Vorteile erkennbar sind.Examples are mentioned below from which the advantages of the ferrite according to the invention can be seen, with example 1 treated a Co-free ferrite and Example 2 a OO-containing ferrite and from a comparison of these two Ferrites which can be recognized by the addition of cobalt advantages.
Es wurde ein in vorgenannter Weiee behandelter Ferrit gefertigt, dessen thermische Vorbehandlung bei 800° 0 und dessen Sinterung bei 1025° 0 in luft erfolgte.A ferrite treated in the aforementioned manner was manufactured, its thermal pretreatment was carried out at 800 ° 0 and its sintering at 1025 ° 0 in air.
Die Zusammensetzung betrug ß » 0«002The composition was ß »0« 002
χ = 0„66 ζ = 0.05 w =0.10 oc = 0χ = 0 "66 ζ = 0.05 w = 0.10 oc = 0
- 5 309812/1125 - 5 309812/1125
Dieser Ferrit zeichnete sich durch folgende Mikrowelleneigenschaften aus: Tangens der dielektrischen Verluste = 0.0005, Tangens der magnetischen Verluste = 0o0005, Resonanzlinienbreite = 215 Oe, Spin^wellenlinienbreite = 2o5 Oe, Spitzenleistung =1.3 kW«This ferrite was characterized by the following microwave properties: tangent of dielectric losses = 0.0005, tangent of magnetic losses = 0 o 0005, resonance line width = 215 Oe, spin wave line width = 2o5 Oe, peak power = 1.3 kW «
Die Zusammensetzung dieses Ferrits betrugThe composition of this ferrite was
= 0.002= 0.002
,-={ / χ = Oo 66, - = {/ χ = Oo 66
'S/O! Z = Oo05 'SO! Z = Oo05
{J^f w = O610{J ^ fw = O 6 10
tj Qt = 0.006tj Qt = 0.006
p. I Dieser Ferrit besaß folgende Mikrowelleneigenschaften5 C I Tangens der dielektrischen Verluste = 0.0005, Tangens Π F; der magnetischen Verluste = 0.0007» Resonanzlinienbreite "O l| = 210 Oe, Spir/wellenlinienbreite = 6.2 Oe, Spitzen- % I leistung = 7.0 kW. p. I This ferrite had the following microwave properties5 CI Tangent of the dielectric losses = 0.0005, tangent Π F; of magnetic losses = 0.0007 »resonance line width" O l | = 210 Oe, spiral / wave line width = 6.2 Oe, peak % I power = 7.0 kW.
Der Oo-haltige Ferrit nach Beispiel 2 besitzt eine um den Faktor 5 größere Spitzenleistung als der Co-freie Ferrit naoh Beispiel 1. Der Ferrit nach Beispiel 2 besitzt etwas größere magnetische Verluste als der Ferrit nach Beispiel 1, Die Verwendbarkeit des Ferrits naoh Beispiel 2 als Mikrowellen-Ferrit ist durch den Zusatz von Kobalt jedoch nicht beeinträchtigt worden«The Oo-containing ferrite according to Example 2 has one around the A factor of 5 greater peak power than the Co-free ferrite according to example 1. The ferrite according to example 2 has something greater magnetic losses than the ferrite according to example 1, the usability of the ferrite according to example 2 as microwave ferrite was not affected by the addition of cobalt "
Bs wurde eine Reihe von Ferriten gefertigt, wobeiBs was made of a number of ferrites, where
p = 0.002p = 0.002
χ = 0.66χ = 0.66
ζ = 0.05ζ = 0.05
w= O010 betrug undw = O 0 10 and
06 von 0 bis 0,01 jeweils in Stufen06 from 0 to 0.01, each in steps
von 0.002 geändert wurde. 309812/1 125 was changed from 0.002. 309812/1 125
.; Es wurde das Quadrat der Spirytfwellenlinienbreite, das.; It became the square of the spiral wave line width that
ti f^'ti f ^ '
nff-i direkt proportional der Belastbarkeit eines Hikrowellen-nff-i directly proportional to the load capacity of a microwave
iij°: ferrits ist, gemessen und in anliegender Figur über demiij °: ferrits is, measured and in the attached figure above the
«ü ^j: Co-Anteil des Ferrits ausgetragen. Über den Bereich der f: \ untersuchten eu- Werte erhöhte sich das Quadrat der«Ü ^ j: Co content of the ferrite discharged. Over the range of f : \ examined eu values, the square of the
y Spiryiwellenlinienbreite um den Faktor 1S.y Spiral wave line width by a factor of 1S.
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BAD ORIGINAL BATH ORIGINAL
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