DE2735440C3 - Manganese zinc ferrite - Google Patents
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Description
Für die Funktion von Filterspulen ist - neben der Güte - der Temperaturkoeffizient der Anfangspermeabilität des Kernes, im folgenden kurz TK der Anfangspermeabilität genannt, die wichtigste Eigenschaft des induktiven Bauelements. Der Temperaturkoeffizient der Induktivität, der im Filter gegenläufig zu dem der Kapazität sein muß, bestimmt bei den häufig unvermeidbar auftretenden Temperaturschwankungen die Frequenzabweichung nach der Beziehung:
Nur für den Fall, daß kleines Alpha[tief]L(kleines Theta) = -kleines Alpha[tief]C(kleines Theta) ist, kann die Filterfrequenz annähernd konstant, d.h. der Wert kleines Omega[tief]kleines Theta ungefähr gleich kleines Omega[tief]0 gehalten werden, wobei mit kleines Omega[tief]0 die Frequenz bei der Einstelltemperatur mit den Werten L[tief]0 und C[tief]0 ist. Daneben interessieren auch Ferritwerkstoffe für Filter mit einem nur wenig um Null schwankenden Temperaturbeiwert, z.B. für Schwingkreise mit Glimmerkondensatoren für weite Temperaturbereiche, z.B. in tragbaren Geräten, bei denen kleines Alpha[tief]L ungefähr gleich kleines Alpha[tief]C ungefähr gleich 0 ist.Only in the event that small alpha [low] L (small theta) = -small alpha [low] C (small theta), the filter frequency can be approximately constant, ie the value small omega [low] small theta roughly equals small omega [low] 0, whereby with a small omega [low] 0 the frequency at the set temperature with the values L [low] 0 and C [low] 0 is. In addition, ferrite materials are also of interest for filters with a temperature coefficient that fluctuates only slightly around zero, e.g. for resonant circuits with mica capacitors for wide temperature ranges, e.g. in portable devices, in which small alpha [low] L is approximately equal to small alpha [low] C is approximately equal to 0.
Die µ[tief]i(kleines Theta)-Kurve von Mangan-Zink-Ferriten und damit auch die mit ihr verknüpften Verluste mittel- und hochpermeabler Ferrite hängen ab vom Temperaturverlauf der Sättigungsmagnetisierung und vom Temperaturgang verschiedener Energieparameter, die durch die Kristallanisotropieenergie, die Magnetostriktion usw. bestimmt werden. Durch Wahl geeigneter Zusammensetzungen und Sinterbedingungen kann man diese Abhängigkeiten so steuern, daß in einzelnen Temperaturbereichen sogenannte sekundäre Permeabilitätsmaxima oder Knicke in der µ[tief]i(kleines Theta)-Kurve auftreten. Dadurch gelingt es, in bestimmten Temperaturbereichen oberhalb dieser Singularitäten kleine, annähernd konstante Temperaturkoeffizienten zu erreichen.The µ [deep] i (small theta) curve of manganese-zinc ferrites and thus also the associated losses of medium and high permeability ferrites depend on the temperature curve of the saturation magnetization and the temperature curve of various energy parameters caused by the crystal anisotropy energy, the magnetostriction etc. can be determined. By choosing suitable compositions and sintering conditions, these dependencies can be controlled in such a way that so-called secondary permeability maxima or kinks occur in the µ [deep] i (small theta) curve in individual temperature ranges. This makes it possible to achieve small, approximately constant temperature coefficients in certain temperature ranges above these singularities.
So kann z.B. mit Hilfe des Fe[hoch]2+-Anteils im Ferritgitter die Kristallanisotropieenergie beeinflußt werden, wobei eine bestimmte Fe[hoch]2+-Menge erforderlich ist, um die Kristallanisotropieenergie bei einer bestimmten Temperatur auf Null abzusenken. Je niedriger diese Temperatur sein soll - nur oberhalb dieses Nulldurchgangs - ist der Temperaturbeiwert genügend klein, gut steuerbar und die Verluste, insbesondere die Hystereseverluste, sind niedrig - um so mehr Fe[hoch]2+-Ionen müssen im Ferritgitter vorhanden sein.For example, with the help of the Fe [high] 2+ component in the ferrite lattice, the crystal anisotropy energy can be influenced, whereby a certain Fe [high] 2+ amount is required to lower the crystal anisotropy energy to zero at a certain temperature. The lower this temperature should be - only above this zero crossing - the temperature coefficient is sufficiently small, easily controllable and the losses, especially the hysteresis losses, are low - the more Fe [high] 2+ ions must be present in the ferrite lattice.
Der Fe[hoch]2+-Ionenanteil im Ferritgitter ist auf zweierlei Art steuerbar, nämlichThe Fe [high] 2+ ion content in the ferrite lattice can be controlled in two ways, namely
1. über den totalen Eisengehalt, weil ein Teil der Eisenionen, der über die Einwaage von 50 Mol-% Fe[tief]2O[tief]3 hinausgeht, bei der Ferritbildung aus Gründen der Ladungsneutralität zweiwertig wird - es bildet sich formal FeOFe[tief]2O[tief]3 - und1. About the total iron content, because part of the iron ions, which exceeds the weighted in 50 mol% Fe [deep] 2O [deep] 3, becomes bivalent during ferrite formation for reasons of charge neutrality - formally FeOFe [deep ] 2O [deep] 3 - and
2. wie aus den deutschen Patentschriften 13 00 860, 12 23 734 und 16 71 035 entnehmbar ist, über den Einbau von vierwertigen Ionen wie z.B. Sn- und Ti-Ionen, die je einem vierwertigen Metallion zwei - zunächst dreiwertige - Eisenionen zweiwertig machen, indem sich formal Ti[hoch]4+Fe[tief]2[hoch]2+O[tief]4 bzw. Sn[hoch]4+Fe[tief]2[hoch]2+O[tief]4 bilden.2. As can be inferred from German patents 13 00 860, 12 23 734 and 16 71 035, about the incorporation of tetravalent ions such as Sn and Ti ions, which make two - initially trivalent - iron ions divalent in each case to a tetravalent metal ion, by formally Ti [high] 4 + Fe [low] 2 [high] 2 + O [low] 4 or Sn [high] 4 + Fe [low] 2 [high] 2 + O [low] 4.
Außer durch Fe[hoch]2+-Ionen kann auch durch Kobaltionen die Kristallanisotropie stark beeinflußt und damit der Temperaturkoeffizient der Anfangspermeabilität gesteuert werden.In addition to Fe [high] 2+ ions, the crystal anisotropy can also be strongly influenced by cobalt ions and thus the temperature coefficient of the initial permeability can be controlled.
Jede dieser Methoden der Steuerung des TK, nämlich die Anwendung eines überstöchiometrischen Eisenanteils, die Substitution eines Teils der Hauptkomponenten durch Zinn und/oder Titan oder der Zusatz von Kobalt wurde bereits zur Steuerung des TK von Mangan-Zink-Ferriten angewendet, wobei sich mit den verschiedenen Verfahren zum Teil ähnliche Ergebnisse erzielen lassen.Each of these methods of controlling the TC, namely the use of a stoichiometric iron content, the substitution of some of the main components by tin and / or titanium or the addition of cobalt has already been used to control the TC of manganese-zinc ferrites, with the different procedures can sometimes produce similar results.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sn- und Ti-substituierten hoch- oder mittelpermeablen, verlustarmen und Ca-haltigen Mangan-Zink-Ferrit mit in einem weiten Temperaturkoeffizienten der Anfangspermeabilität und damit einen Ferrit zu schaffen, der eine Verkleinerung der Bauteile ermöglicht und zusätzlich zu einer Einengung des bis jetzt erforderlichen großen Typenspektrums beträgt.The present invention is based on the object of creating a Sn- and Ti-substituted, highly or medium-permeable, low-loss and Ca-containing manganese-zinc ferrite with a wide temperature coefficient of the initial permeability and thus a ferrite which enables the components to be reduced in size and in addition to narrowing the wide range of types required up to now.
Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß eine geeignete Kombination der vorstehend aufgeführten bekannten Substitutionen und Zusätze Ergebnisse bringt, die noch besser sind als die bisher bekannten, daß insbesondere ein sehr geringer Zusatz von Kobalt bei einem bereits durch Zinn- und Titananteile optimierten Mangan-Zink-Ferrit eine Erweiterung des Anwendungstemperaturbereichs ermöglicht.Surprisingly, it has been found that a suitable combination of those listed above known substitutions and additions brings results that are even better than those previously known, that in particular a very small addition of cobalt in a manganese-zinc-ferrite already optimized by tin and titanium allows an expansion of the application temperature range.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung einen mit etwa 0,03 bis 0,4 Gew.-% CaO versetzten Ferrit folgender Zusammensetzung seiner Ausgangskomponenten:To solve the problem, the invention provides a ferrite with about 0.03 to 0.4 wt .-% CaO of the following composition of its starting components:
49 bis 55 Mol-% Fe[tief]2O[tief]349 to 55 mol% Fe [deep] 2O [deep] 3
davon 0,2 bis 5 Mol-% (SnO[tief]2 + TiO[tief]2)of which 0.2 to 5 mol% (SnO [deep] 2 + TiO [deep] 2)
Rest MnO und ZnORemainder MnO and ZnO
vor, der zusätzlich sehr geringe Mengen CoO, insbesondere nur 0,02 bis 0,5 Gew.-% CoO enthält, wobei die CoO-Menge in Übereinstimmung mit dem Soll-Fe[hoch]2+-Gehalt, gesteuert durch den Anteil an Sn, Ti und überstöchiometrischem Eisen, so gewählt ist, daß sich der gewünschte TK der Anfangspermeabilität einstellt.which additionally contains very small amounts of CoO, in particular only 0.02 to 0.5% by weight of CoO, the CoO amount being in accordance with the target Fe [high] 2+ content, controlled by the proportion of Sn, Ti and super stoichiometric iron, is chosen so that the desired TK of the initial permeability is established.
Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines Ferrits vorstehender Beschaffenheit sieht vor, daß folgende Zusammensetzung von Ausgangskomponenten:An advantageous process for producing a ferrite of the above type provides that the following composition of starting components:
49 bis 55 Mol-% Fe[tief]2O[tief]349 to 55 mol% Fe [deep] 2O [deep] 3
davon 0,2 bis 5 Mol-% (SnO[tief]2 + TiO[tief]2)of which 0.2 to 5 mol% (SnO [deep] 2 + TiO [deep] 2)
Rest MnO und ZnORemainder MnO and ZnO
zusätzlich 0,02 bis 0,5 Gew.-% CoOadditionally 0.02 to 0.5% by weight of CoO
gemischt, gegebenenfalls thermisch vorbehandelt, unter Zusatz von etwa 0,05 bis 0,4 Gew.-% CaCO[tief]3 gemahlen, zu Kernen gepreßt, in reinem inerten Gas, insbesondere N[tief]2 auf Sintertemperatur, insbesondere 1100 bis 1300°C aufgeheizt, bei dieser Temperatur in O[tief]2-haltiger N[tief]2-Atmosphäre gesintert und in N[tief]2-Atmosphäre mit abnehmendem O[tief]2-Partialdruck abgekühlt wird.mixed, if necessary thermally pretreated, with the addition of about 0.05 to 0.4% by weight CaCO [deep] 3, ground, pressed into cores, in pure inert gas, in particular N [deep] 2 at sintering temperature, in particular 1100 to 1300 ° C, sintered at this temperature in O [deep] 2 -containing N [deep] 2 atmosphere and cooled in N [deep] 2 atmosphere with decreasing O [deep] 2 partial pressure.
Die erfindungsgemäß mögliche Steuerung des TK der Anfangspermeabilität durch entsprechenden Zusatz von CoO ist beispielsweise aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, wobei in Fig. 1 für eine Grundzusammensetzung vonThe possible control of the TC of the initial permeability according to the invention by appropriate addition of CoO can be seen, for example, from FIGS. 1 and 2, with FIG. 1 showing a basic composition of
52,95 Mol-% Fe[tief]2O[tief]352.95 mol% Fe [deep] 2O [deep] 3
32,60 Mol-% MnO32.60 mole percent MnO
13,55 Mol-% ZnO13.55 mole percent ZnO
0,50 Mol-% SnO[tief]20.50 mol% SnO [deep] 2
0,40 Mol-% TiO[tief]20.40 mol% TiO [deep] 2
und in Fig. 2 für eine Grundzusammensetzung vonand in Fig. 2 for a basic composition of
52,43 Mol-% Fe[tief]2O[tief]352.43 mol% Fe [deep] 2O [deep] 3
32,62 Mol-% MnO32.62 mole percent MnO
13,55 Mol-% ZnO13.55 mole percent ZnO
0,50 Mol-% SnO[tief]20.50 mol% SnO [deep] 2
0,90 Mol-% TiO[tief]20.90 mol% TiO [deep] 2
die Temperaturabhängigkeit der Anfangspermeabilität µ[tief]i vom CoO-Gehalt dargestellt ist. Je +0,01 Gew.-% CoO bzw. 0,016 Mol-% CoO wird hierbei das sekundäre Permeabilitätsmaximum bzw. die µ[tief]i-Schulter um ca. -7°C bzw. um ca. -7 bis -10°C verschoben. Dieselbe Verschiebung des sekundären Permeabilitätsmaximums von -7 bis -10°C durch Fe[hoch]2+-Ionen erfordert etwa zehnmal so viele Fe[hoch]2+-Ionen wie Co-Ionen. Es ist somit möglich, bei extrem niedrigen Eisenwerten zu arbeiten und dennoch einen bei sehr tiefer Temperatur gelegenen Knick in der µ[tief]i(kleines Theta)-Kurve zu erhalten. Der hierdurch erzielbare Vorteil ist u.a. der, daß die bei hohem Eisengehalt auftretenden Desakkommodationserscheinungen vermieden werden. Ein zusätzlicher Vorteil der TK-Steuerung der µ[tief]i mit Hilfe von Co-Ionen besteht darin, daß nicht nur bei niedrigen Eisengehalten, sondern auch bei niedrigen Zink-Gehalten, d.h. bei hoher Curie-Temperatur gearbeitet werden kann, ohne daß die µ[tief]i(kleines Theta)-Kurve zwischen dem Hoch- und dem Tieftemperaturmaximum durchhängt. Als Ursache dafür kommt ein von den Co-Ionen erzeugtes tertiäres Permeabilitätsmaximum (siehe Fig. 3 Ferrit A) in Betracht, wobei dieser Ferrit bewußt so ausgesintert wurde, daß sich das Maximum, das hier bei ca. +90°C liegt, deutlich ausprägt. Normalerweise wird man die Sinterung jedoch so wählen, daß der Ferrit die in Fig. 3 gestrichelt gezeichnete µ[tief]i(kleines Theta)-Kurve hat, wobei dann kleines Alpha[tief]L in weiten Bereichen konstant ist. Ein Beispiel dafür ist der Ferrit B. Kleines Alpha/µ[tief]i ist hierbei mit 0,4 x 10[hoch]-6K[hoch]-1 so klein, daß die effektive Permeabilität µ[tief]i verdoppelt werden kann, wenn im Filter derselbe Kondensator wie bisher bei Verwendung von Stoffen mit kleines Alpha/µ[tief]i = 0,8 x 10[hoch]-6K[hoch]-1 verwendet wird. Die Glättung der µ[tief]i(kleines Theta)-Kurve wurde im vorliegenden Fall dadurch erreicht, daß die mit I, II und III bezeichneten Maxima, nämlich das Hopkinson- oder Primärmaximum, sekundäre Maximum und dritte Maximum näher aneinandergeschoben wurden, so daß keine Welligkeit der µ[tief]i(kleines Theta)-Kurve mehr eintritt.the temperature dependence of the initial permeability µ [deep] i on the CoO content is shown. For each +0.01% by weight CoO or 0.016 mol% CoO, the secondary permeability maximum or the µ [deep] i-shoulder is around -7 ° C or around -7 to -10 ° C moved. The same shift of the secondary permeability maximum from -7 to -10 ° C by Fe [high] 2+ ions requires about ten times as many Fe [high] 2+ ions as Co ions. It is thus possible to work with extremely low iron values and still get a kink in the µ [deep] i (small theta) curve at a very low temperature. The advantage that can be achieved in this way is, inter alia, that the symptoms of disaccommodation that occur with a high iron content are avoided. An additional advantage of the TC control of the µ [deep] i with the help of Co ions is that you can work not only with low iron contents but also with low zinc contents, ie at high Curie temperatures, without the µ [deep] i (small theta) curve sags between the high and low temperature maximum. A possible cause for this is a tertiary permeability maximum generated by the Co ions (see FIG. 3 Ferrite A), this ferrite being deliberately sintered in such a way that the maximum, which is here at approx. + 90 ° C., is clearly expressed . Normally, however, the sintering will be chosen so that the ferrite has the µ [deep] i (small theta) curve drawn in broken lines in FIG. 3, with the small alpha [deep] L then being constant over a wide range. An example of this is the ferrite B. Small alpha / µ [deep] i is 0.4 x 10 [high] -6K [high] -1 so small that the effective permeability µ [deep] i can be doubled, if the same capacitor is used in the filter as before when using substances with small alpha / µ [deep] i = 0.8 x 10 [high] -6K [high] -1. The smoothing of the µ [deep] i (small theta) curve was achieved in the present case by shifting the maxima marked I, II and III, namely the Hopkinson or primary maximum, secondary maximum and third maximum closer together, so that there is no more ripple in the µ [deep] i (small theta) curve.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen erläutert, die insbesondere zeigen, in welch vorteilhafter Weise sich Co-Ionen in extrem niedrigen Dosierungen zur Steuerung des TK (Sn + Ti)-substituierter Mangan-Zink-Ferrite verwenden lassen und wie gleichzeitig sehr niedrige Verlustwerte und eine geringe Inkonstanz erreicht werden.The invention is explained below with the aid of examples, which show in particular the advantageous manner in which Co ions can be used in extremely low doses to control the TK (Sn + Ti) -substituted manganese-zinc-ferrites and how, at the same time, very low loss values and a small inconsistency can be achieved.
Ausführungsbeispiel 1Embodiment 1
Ein Gemisch mit folgender Zusammensetzung seiner Ausgangskomponenten:A mixture with the following composition of its starting components:
51,5 Mol-% Fe[tief]2O[tief]351.5 mol% Fe [deep] 2O [deep] 3
31,0 Mol-% MnO31.0 mole percent MnO
16,5 Mol-% ZnO16.5 mole percent ZnO
0,5 Mol-% SnO[tief]20.5 mol% SnO [deep] 2
0,5 Mol-% TiO[tief]20.5 mol% TiO [deep] 2
zusätzlich 0,2 Gew.-% CoOadditionally 0.2% by weight CoO
wurde 2 bis 4 Stunden in destilliertem Wasser in Schwingmühlen gemischt, eine Stunde bei 850°C thermisch vorbehandelt und anschließend unter Zusatz einer CaCo[tief]3-Menge, die im Endprodukt zu etwa 0,06 Gew.-% CaO führt, 2 Stunden naßgemahlen. Die aus dem getrockneten Gemisch mit 1 kBar verpreßten Ringkerne wurden in reinem N[tief]2-Gas aufgeheizt, bei 1250 bis 1300°C in 2 bis 4 Vol-% O[tief]2-haltiger N[tief]2-Atmosphäre gesintert und in N[tief]2-Atmosphäre mit abnehmendem O[tief]2-Partialdruck abgekühlt, wobei bei 1100°C und 0,8 Vol-% O[tief]2 und unterhalb 900°C nur noch </= 20 ppm O[tief]2 vorhanden sind.was mixed in distilled water in vibrating mills for 2 to 4 hours, thermally pretreated for one hour at 850 ° C. and then with the addition of a CaCo [deep] 3 amount, which leads to about 0.06% by weight of CaO in the end product, for 2 hours wet milled. The toroidal cores pressed from the dried mixture with 1 kBar were heated in pure N [deep] 2 gas and sintered at 1250 to 1300 ° C. in 2 to 4 vol% O [deep] 2 -containing N [deep] 2 atmosphere and cooled in an N [deep] 2 atmosphere with decreasing O [deep] 2 partial pressure, with only </ = 20 ppm O at 1100 ° C and 0.8% by volume of O [deep] 2 and below 900 ° C [deep] 2 are present.
Die Temperaturabhängigkeit der Anfangspermeabilität µ[tief]i von der Temperatur ist für diesen Ferrit in Fig. 3 (siehe Ferrit B) dargestellt. Dieser hochpermeable Ferrit besitzt eine Curie-Temperatur von 175°C und in einem weiten Temperaturbereich kleinste Verlustbeiwerte und einen streng konstanten positiven TK.The temperature dependence of the initial permeability μ [deep] i on the temperature is shown for this ferrite in FIG. 3 (see ferrite B). This highly permeable ferrite has a Curie temperature of 175 ° C and, in a wide temperature range, the smallest loss coefficients and a strictly constant positive TC.
Die technischen Daten dieses Ferrits sind:The technical data of this ferrite are:
µ[tief]i = 3500µ [deep] i = 3500
tan kleines Delta/µ[tief]i = 1,5 x 110[hoch]-6 bei 100 kHztan small delta / µ [low] i = 1.5 x 110 [high] -6 at 100 kHz
= 0,8 x 10[hoch]-6 bei 20 kHz= 0.8 x 10 [high] -6 at 20 kHz
= 0,5 x 10[hoch]-6 bei 5 kHz kleines Eta[tief]B = 0,25 x 10[hoch]-6/mT bei 100 kHz= 0.5 x 10 [high] -6 at 5 kHz small Eta [low] B = 0.25 x 10 [high] -6 / mT at 100 kHz
= 0,15 x 10[hoch]-6/mT bei 20 kHz= 0.15 x 10 [high] -6 / mT at 20 kHz
D/µ[tief]i = 2 x 10[hoch]-6, 2 h 20 h,D / µ [low] i = 2 x 10 [high] -6, 2 h 20 h,
bei 60°C gemessen.measured at 60 ° C.
Der bezogene Temperaturbeiwert kleines Alpha/µ[tief]i ist zwischen -40 und +80°C konstant und nur positiv und beträgt (0,4 +/- 0,05) x 10[hoch]-6K[hoch]-1. Er kann durch stärkere Oxidation beim Abkühlen auch auf (0,7 +/- 0,1) x 10[hoch]-6K[hoch]-1 für denselben Temperaturbereich eingestellt werden.The related temperature coefficient small alpha / µ [low] i is constant between -40 and + 80 ° C and only positive and is (0.4 +/- 0.05) x 10 [high] -6K [high] -1. It can also be set to (0.7 +/- 0.1) x 10 [high] -6K [high] -1 for the same temperature range through stronger oxidation during cooling.
Ein Werkstoff gleicher Zusammensetzung, aber ohne den erfindungsgemäßen Zusatz von CoO, hat bei sonst analogen elektrischen EigenschaftenA material of the same composition, but without the addition of CoO according to the invention, has otherwise analogous electrical properties
kleines Alpha/µ[tief]i = 0,2 x 10[hoch]-6K[hoch]-1 von 20 bis 60°Csmall alpha / µ [low] i = 0.2 x 10 [high] -6K [high] -1 from 20 to 60 ° C
undand
kleines Alpha/µ[tief]i = (1,5 bis 2,5) x 10[hoch]-6K[hoch]-1 von 20 bis -40°C,small alpha / µ [low] i = (1.5 to 2.5) x 10 [high] -6K [high] -1 from 20 to -40 ° C,
also einen starken Knick in der µ[tief]i(kleines Theta)-Kurve.thus a strong kink in the µ [deep] i (small theta) curve.
Ausführungsbeispiel 2Embodiment 2
Ein Ferrit folgender Zusammensetzung seiner Ausgangskomponenten:A ferrite with the following composition of its starting components:
50,55 Mol-% Fe[tief]2O[tief]350.55 mol% Fe [deep] 2O [deep] 3
32,25 Mol-% MnO32.25 mole percent MnO
14,75 Mol-% ZnO14.75 mole percent ZnO
0,61 Mol-% SnO[tief]20.61 mol% SnO [deep] 2
1,84 Mol-% TiO[tief]21.84 mol% TiO [deep] 2
zusätzlich 0,05 Gew.-% CoO wurde in der in Beispiel 1 erläuterten Weise vorbehandelt und mit 0,1 Gew.-% CaCO[tief]3 versetzt. Die hieraus gefertigten Preßlinge wurden anschließend in reinem N[tief]2-Gas auf 1150 bis 1200°C aufgeheizt, bei dieser Temperatur in einer 1 bis 2 % O[tief]2 enthaltenden N[tief]2-Atmosphäre gesintert und in N[tief]2-Atmosphäre mit abnehmendem O[tief]2-Gehalt abgekühlt, derart, daß bei 1000°C noch 180 ppm O[tief]2 und bei 900°C noch 10 ppm O[tief]2 vorhanden waren. Das so erhaltene mittelpermeable Ferrit besaß folgende technische Daten:an additional 0.05% by weight of CoO was pretreated in the manner explained in Example 1 and 0.1% by weight of CaCO [deep] 3 was added. The compacts produced from this were then heated to 1150 to 1200 ° C. in pure N [deep] 2 gas, sintered at this temperature in an N [deep] 2 atmosphere containing 1 to 2% O [deep] 2 and sintered in N [ deep] 2 atmosphere with decreasing O [deep] 2 content, such that 180 ppm O [deep] 2 were still present at 1000 ° C and 10 ppm O [deep] 2 were still present at 900 ° C. The medium-permeable ferrite obtained in this way had the following technical data:
µ[tief]i = 1600µ [deep] i = 1600
tan kleines Delta/µ[tief]i = 1,1 x 10[hoch]-6 bei 100 kHztan small delta / µ [low] i = 1.1 x 10 [high] -6 at 100 kHz
= 6,7 x 10[hoch]-6 bei 500 kHz= 6.7 x 10 [high] -6 at 500 kHz
kleines Eta[tief]B = 0,2 x 10[hoch]-6/mT (100 kHz)small eta [deep] B = 0.2 x 10 [high] -6 / mT (100 kHz)
D/µ[tief]i = 3 x 10[hoch]-6 bei 60°C gemessen,D / µ [low] i = 3 x 10 [high] -6 measured at 60 ° C,
zwischen 2 h und 20 hbetween 2 h and 8 pm
kleines Alpha/µ[tief]i = (0,45 +/- 0,05) x 10[hoch]-6K[hoch]-1small alpha / µ [low] i = (0.45 +/- 0.05) x 10 [high] -6K [high] -1
von -20 bis +80°C.from -20 to + 80 ° C.
Ein gleichartig zusammengesetzter Stoff ohne den erfindungsgemäßen Anteil an Co hat bei sonst gleichen Eigenschaften folgende Temperaturbeiwerte:A similarly composed substance without the proportion of Co according to the invention has the following temperature coefficients with otherwise the same properties:
kleines Alpha/µ[tief]i = 0,6 x 10[hoch]-6K[hoch]-1 von 20 bis 80°Csmall alpha / µ [low] i = 0.6 x 10 [high] -6K [high] -1 from 20 to 80 ° C
kleines Alpha/µ[tief]i = (1,5 2,5) x 10[hoch]-6K[hoch]-1small alpha / µ [low] i = (1.5 2.5) x 10 [high] -6K [high] -1
von 20 bis -40°C.from 20 to -40 ° C.
Ausführungsbeispiel 3Embodiment 3
Ein niederpermeabler Werkstoff mit folgender Einwaagezusammensetzung:A low-permeability material with the following sample composition:
51,4 Mol-% Fe[tief]2O[tief]351.4 mol% Fe [deep] 2O [deep] 3
33,1 Mol-% MnO33.1 mole percent MnO
14,1 Mol-% ZnO14.1 mole percent ZnO
0,5 Mol-% SnO[tief]20.5 mol% SnO [deep] 2
0,9 Mol-% TiO[tief]20.9 mol% TiO [deep] 2
zusätzlich 0,15 Gew.-% CoOadditionally 0.15% by weight of CoO
und 0,1 Gew.-% CaCo[tief]3and 0.1 wt% CaCo [deep] 3
wurde im wesentlichen in der in Beispiel 1 erläuterten Weise behandelt. Die 1 bis 2stündige Sinterung erfolgte bei 1150°C in einer 1 % O[tief]2 enthaltenden N[tief]2-Atmosphäre. Die Abkühlung wurde in N[tief]2-Atmosphäre mit stetig abnehmendem O[tief]2-Gehalt auf < 20 ppm bei 900°C durchgeführt.was treated essentially in the manner set out in Example 1. The 1 to 2 hour sintering took place at 1150 ° C. in an N [deep] 2 atmosphere containing 1% O [deep] 2. The cooling was carried out in an N [deep] 2 atmosphere with a steadily decreasing O [deep] 2 content to <20 ppm at 900 ° C.
Der so gefertigte Ferrit zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:The ferrite manufactured in this way is characterized by the following properties:
µ[tief]i = 1200µ [deep] i = 1200
tan kleines Delta/µ[tief]i = 1,5 x 10[hoch]-6 (100 kHz)tan small delta / µ [low] i = 1.5 x 10 [high] -6 (100 kHz)
= 5,0 x 10[hoch]-6 (500 kHz)= 5.0 x 10 [high] -6 (500 kHz)
= 15 x 10[hoch]-6 (800 kHz)= 15 x 10 [high] -6 (800 kHz)
kleines Eta[tief]B = 0,4 x 10[hoch]-6/mT (100 kHz)small eta [deep] B = 0.4 x 10 [high] -6 / mT (100 kHz)
D/µ[tief]i < 5 x 10[hoch]-6, bei 60°C,D / µ [low] i <5 x 10 [high] -6, at 60 ° C,
zwischen 2 und 20 hbetween 2 and 8 pm
kleines Alpha/µ[tief]i = (0,75 +/- 0,05) x 10[hoch]-6K[hoch]-1small alpha / µ [low] i = (0.75 +/- 0.05) x 10 [high] -6K [high] -1
von -40 bis +80°Cfrom -40 to + 80 ° C
Ohne den erfindungsgemäßen Co-Zusatz ist bei sonst ähnlichen Eigenschaften bei Raumtemperatur ein starker Knick in der µ[tief]i(kleines Theta)-Kurve vorhanden, mitWithout the addition of Co according to the invention, there is a strong kink in the μ [deep] i (small theta) curve with otherwise similar properties at room temperature, with
kleines Alpha/µ[tief]i = 0,2 x 10[hoch]-6K[hoch]-1 von 20 bis 60°Csmall alpha / µ [low] i = 0.2 x 10 [high] -6K [high] -1 from 20 to 60 ° C
kleines Alpha/µ[tief]i = (1,5 2) x 10[hoch]-6K[hoch]-1 von 20 bis -40°C.small alpha / µ [low] i = (1.5 2) x 10 [high] -6K [high] -1 from 20 to -40 ° C.
Ausführungsbeispiel 4Embodiment 4
In Tabelle 1 ist anhand der Stoffe kleines Beta 1 bis kleines Beta 5 gezeigt, wie bei einer vorgegebenen Zusammensetzung durch zunehmende McoO-Mengen (s. Fig. 2) der Knick bzw. das Maximum in der µ[tief]i(kleines Theta)-Kurve nach tieferen Temperaturen verschoben wird, wobei gleichzeitig im Tieftemperaturbereich (und bei Temperaturen oberhalb der Temperatur des Maximums) extrem niedrige Verlustbeiwerte auftreten. Man erhält damit Werkstoffe, die sich z.B. gemeinsam mit TK-O-Kondensatoren verwenden lassen. Für die Praxis am günstigsten sind die Stoffe kleines Beta 1 bis kleines Beta 4. Es handelt sich dabei um mittelpermeable Stoffe, die bis zu Frequenzen von einigen 100 kHz sehr gut eingesetzt werden können. Kleines Beta 0 zeigt die Eigenschaften eines Stoffes ohne den erfindungsgemäßen Zusatz. Die Herstellung der Preßlinge erfolgt wie in Beispiel 1. Gesintert wurden die Kerne bei 1190°C in 2,2 % O[tief]2-haltiger N[tief]2-Atmosphäre. Die Kerne wurden in N[tief]2-Atmosphäre mit stetig abnehmendem O[tief]2-Partialdruck abgekühlt.In table 1 it is shown on the basis of the substances small beta 1 to small beta 5, how the kink or the maximum in the µ [deep] i (small theta) with a given composition due to increasing McoO amounts (see Fig. 2) -Curve is shifted towards lower temperatures, while at the same time extremely low loss coefficients occur in the low temperature range (and at temperatures above the temperature of the maximum). This gives you materials that can be used together with TK-O capacitors, for example. The substances small beta 1 to small beta 4 are most favorable in practice. These are medium-permeable substances that can be used very well up to frequencies of a few 100 kHz. Small beta 0 shows the properties of a substance without the additive according to the invention. The compacts are produced as in Example 1. The cores were sintered at 1190 ° C. in a 2.2% O [deep] 2 -containing N [deep] 2 atmosphere. The cores were cooled in an N [deep] 2 atmosphere with steadily decreasing O [deep] 2 partial pressure.
Ausführungsbeispiel 5Embodiment 5
In Tabelle 2 sind Stoffe zusammengestellt, die ebenfalls einen um Null schwankenden Temperaturkoeffizienten haben, bei einer Permeabilität von etwa 2000. Die Herstellung der Pulver und Rohlinge erfolgte wie in Beispiel 1. Gesintert wurden die Stoffe bei etwa 1200 bis 1250° in einer 2 bis 4 % O[tief]2 enthaltenden N[tief]2-Atmosphäre, abgekühlt in N[tief]2 mit abnehmendem O[tief]2-Gehalt.In Table 2 substances are compiled which also have a temperature coefficient fluctuating around zero, with a permeability of about 2000 N [deep] 2 atmosphere containing% O [deep] 2, cooled in N [deep] 2 with decreasing O [deep] 2 content.
Tabelle 1:Table 1:
Mittelpermeable Werkstoffe mit extrem niedrigen Verlusten bei tiefen und normalen Temperaturen und einem um +/- Null schwankenden Temperaturkoeffizienten in einem weiten TemperaturbereichMedium-permeable materials with extremely low losses at low and normal temperatures and a temperature coefficient fluctuating around +/- zero over a wide temperature range
Tabelle 2:Table 2:
Hochpermeable Werkstoffe mit niedrigen Verlustbeiwerten in einem weiten Temperaturbereich und einem um +/- Null schwankenden Temperaturkoeffizienten in einem weiten TemperaturbereichHighly permeable materials with low loss coefficients in a wide temperature range and a temperature coefficient fluctuating around +/- zero in a wide temperature range
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