DE69603071T2 - Amorphe metall-legierungen für überwachungssystemen mit mechanisch mitschwingende markierer - Google Patents

Amorphe metall-legierungen für überwachungssystemen mit mechanisch mitschwingende markierer Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft Metallglaslegierungen und spezieller Metallglaslegierungen, die für die Verwendung in mechanisch mitschwingenden Markierungseinrichtungen von Überwachungssystemen geeignet sind.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Zahlreiche Überwachungssysteme für Gegenstände sind heutzutage auf dem Markt erhältlich, um dazu beizutragen, verschiedene Lebewesen und nicht lebende Gegenstände zu identifizieren und/oder zu sichern. Die Identifizierung von Personal für den kontrollierten Zugang zu abgegrenzten Bereichen und die Sicherung von Handelsgegenständen gegen Diebstahl sind Beispiele von Zwecken, für welche solche Systeme verwendet werden.
  • Eine wesentliche Komponente der Überwachungssysteme ist eine Abfühleinheit oder eine ”Markierungseinrichtung”, die an dem festzustellenden Objekt befestigt wird. Andere Bestandteile des Systems schließen einen Sender und einen Empfänger ein, die zweckmäßig in einer ”Abfrage-Zone” angeordnet sind. Wenn das die Markierungseinrichtung treibende Objekt in die Abfrage-Zone eintritt, spricht der funktionelle Teil der Markierungseinrichtung auf ein Signal von dem Sender an, und dieses Ansprechen wird in dem Empfänger festgestellt. Die in dem Ansprechsignal enthaltene Information wird dann für Aktionen verarbeitet, die für die Anwendung geeignet sind: Verweigerung des Zuganges, Verstärkung eines Alarms und dergleichen.
  • Mehrere verschiedene Typen von Markierungseinrichtungen wurden beschrieben und sind in Verwendung. Bei einer Type besteht der funktionelle Abschnitt der Markierungseinrichtung entweder aus einer Antenne und Diode oder einer Antenne und Kondensatoren, die einen Resonanzschaltkreis bilden. Bei der Anordnung in einem elektromagnetischen Feld, das von der Abfrage-Apparatur übertragen wird, erzeugt die Antennen-Dioden-Markierungseinrichtung Harmonische der Abfragefrequenz in der Empfängerantenne. Die Feststellung der Harmonischen oder Signalwertveränderung zeigt das Vorhandensein der Markierungseinrichtung an. Mit dieser Systemtype ist jedoch die Zuverlässigkeit der Markierungseinrichtungsidentifizierung relativ gering infolge der großen Bandbreite des einfachen Resonanzschaltkreises. Außerdem muß die Markierungseinrichtung nach der Identifizierung entfernt werden, was in Fällen, wie Diebstahl von Sicherungssystemen nicht erwünscht ist.
  • Eine zweite Markierungseinrichtungstype besteht aus einem ersten länglichen Element eines ferromagnetischen Materials mit hoher magnetischer Permeabilität, das in Nachbarschaft zu wenigstens einem zweiten Element aus ferromagnetischem Material mit höherer Koerzitivkraft als das erste Element angeordnet ist. Wenn die Markierungseinrichtung einer Abfragefrequenz von elektromagnetischer Strahlung ausgesetzt wird, erzeugt sie Harmonische der Abfragefrequenz infolge der nicht linearen Charakteristiken der Markierungseinrichtung. Die Feststellung solcher Harmonischer in der Empfängerspule zeigt das Vorhandensein der Markierungseinrichtung an. Die Aktivierung der Markierungseinrichtung erfolgt durch Veränderung des Magnetisierungszustandes des zweiten Elementes, was leicht beispielsweise dadurch erreicht werden kann, daß man die Markierungseinrichtung durch ein Gleichstrommagnetfeld führt. Markierungssysteme mit Harmonischen sind den oben erwähnten Hochfrequenzresonanzsystemen infolge der erhöhten Zuverlässigkeit der Markierungseinrichtungsidentifizierung und der einfacheren Deaktivierungsmethode überlegen. Es gibt jedoch zwei Hauptprobleme mit dieser Systemtype: eines ist die Schwierigkeit, das Markierungseinrichtungssignal in größeren Abständen festzustellen. Die Amplitude der durch die Markierungseinrichtung erzeugten Harmonischen ist viel kleiner als die Amplitude des Abfragesignals, was die Feststellungsgangbreiten auf weniger als etwa drei Fuß beschränkt. Ein anderes Problem ist die Schwierigkeit, das Markierungseinrichtungssignal von Pseudosignalen zu unterscheiden, die durch andere ferromagnetische Gegenstände, wie Gürtelschnallen, Bleistifte, Clips usw., erzeugt werden.
  • Überwachungssysteme, die Feststellungsarten verwenden, welche die fundamentale mechanische Resonanzfrequenz des Markierungsmaterials einschließen, sind besonders vorteilhafte Systeme, da sie eine Kombination hoher Feststellungsempfindlichkeit, hoher Betriebszuverlässigkeit und niedriger Betriebskosten bieten. Beispiele solcher Systeme sind in der US-A-4 510 489 und der US-A-4 510 490 beschrieben.
  • Die Markierungseinrichtung in solchen Systemen ist ein Streifen oder eine Vielzahl von Streifen bekannter Länge eines ferromagnetischen Materials, die mit einem magnetisch härteren Ferromagneten (Material mit höherer Koerzitivkraft) gepackt sind, was ein Vormagnetisierungsfeld ergibt, um eine magneto-mechanische Peak-Kupplung zu erzeugen. Das ferromagnetische Markierungseinrichtungsmaterial ist vorzugsweise ein Metallglaslegierungsband, da die Wirksamkeit von magneto-mechanischer Kupplung in diesen Legierungen sehr hoch ist. Die mechanische Resonanzfrequenz des Markierungsmaterials wird im wesentlichen durch die Länge des Legierungsbandes und die Vormagnetisierungsfeldstärke bestimmt. Wenn ein auf diese Resonanzfrequenz eingestelltes Abfragesignal auftritt, spricht das Markierungsmaterial mit einem starken Signalfeld an, welches von dem Empfänger festgestellt wird. Das starke Signalfeld ist teilweise einer erhöhten magnetischen Permeabilität des Markierungsmaterials bei der Resonanzfrequenz zuzuschreiben. Verschiedene Markierungseinrichtungsgestaltungen und -systeme für das Abfragen und die Feststellung, welche das obige Prinzip benutzen, wurden in der US-A-4 510 189 und der US-A-4 510 490 beschrieben.
  • In einem besonders brauchbaren System wird das Markierungsmaterial zu Schwingungen durch Signalimpulse oder Signalstöße mit ihrer durch den Sender erzeugten Resonanzfrequenz erregt. Wenn der Erregungsimpuls vorüber ist, unterliegt das Markierungsmaterial gedämpften Schwingungen bei seiner Resonanzfrequenz, das heißt, das Markierungsmaterial ”klingt” nach Beendigung des Erregungsimpulses ab. Der Empfänger ”hört” während dieser Abklingperiode dem Ansprechsignal zu. Unter dieser Anordnung ist das Überwachungssystem relativ immun gegen Störung von verschiedenen ausgestrahlten oder in Energielinie liegenden Quellen, und daher wird die Möglichkeit für Fehlalarme im wesentlichen ausgeschaltet.
  • Ein breiter Legierungsbereich wurde in den oben genannten US-Patentschriften als für Markierungseinrichtungsmaterial für die verschiedenen beschriebenen Feststellungssysteme geeignet beansprucht. Andere Metallglaslegierungen mit hoher Permeabilität sind in der US-A-4 152 144 beschrieben. Die US-A-4 484 184 beschreibt eine Metallglaslegierung in Bandform für Feststellungsmarkierungseinrichtungen in Überwachungssystemen, die in der Lage ist, Feststellungsempfindlichkeit zu behalten, selbst wenn sie gebrochen oder gebogen wird. Sie enthält in Atomprozenten 35 bis 85% Fe und/oder Co, 0 bis 45% Ni, 12 bis 20,3% B und/oder P, 0 bis 13% Si, 0 bis 2% C und 0 bis 2,5% Cr und/oder Mo.
  • Ein Hauptproblem bei der Verwendung elektronischer Überwachungssysteme für Gegenstände ist die Neigung von Markierungseinrichtungen von Überwachungssystemen auf der Basis mechanischer Resonanz, ungewollt Feststellungssysteme auszulösen, die auf einer anderen Technologie beruhen, wie die oben beschriebenen Markierungssysteme mit Harmonischen. Das nicht lineare magnetische Ansprechen der Markierungseinrichtung ist stark genug, um Harmonische in dem System zu erzeugen und dabei ungewollt ein Pseudoansprechen oder ”Fehlalarm” zu bekommen. Die Bedeutung einer Vermeidung der Störung oder ”Verschmutzung” verschiedener Überwachungssysteme ist leicht ersichtlich. Folglich besteht ein Bedarf der Technik hinsichtlich einer Resonanzmarkierungseinrichtung, die in äußerst zuverlässiger Weise ohne Verschmutzungssysteme auf der Basis anderer Technologien, wie Rückstrahlung von Harmonischen, festgestellt werden kann.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist auf einen hitzebehandelten Streifen einer magnetischen Metallglaslegierung gemäß Anspruch 1 und auf ein System zur Überwachung von Gegenständen mit derselben (siehe Anspruch 15) gerichtet.
  • Die vorliegende Erfindung liefert Metall-Legierungen, die zu wenigstens 70% glasartig sind und nach Hitzebehandlung zur Verbesserung ihrer magnetischen Eigenschaften durch ein relativ lineares magnetisches Ansprechen in einem Frequenzbereich, worin Markierungssysteme mit Harmonischen magnetisch arbeiten, gekennzeichnet sind. Solche Legierungen können unter Verwendung rascher Verfestigung zu Bändern gegossen oder anderweitig zu Markierungseinrichtungen mit magnetischen und mechanischen Eigenschaften geformt werden, welche besonders für die Verwendung in Überwachungssystemen auf der Basis magneto-mechanischer Betätigung der Markierungseinrichtungen geeignet sind. Allgemein gesagt haben die Glasmetall-Legierungen der vorliegenden Erfindung eine Zusammensetzung, die außer Verunreinigungen im wesentlichen die Formel FeaCobNicMbBeSifCg besitzt, worin M unter Molybdän, Chrom und Mangan ausgewählt ist und ”a”, ”b”, ”c”, ”d”, ”e”, ”f” und ”g” in Atomprozenten in den folgenden Bereichen liegen: ”a” von 30 bis 45, ”b” von 4 bis 40, ”c” von 5 bis 45, ”d” von 0 bis 3, ”e” von 10 bis 25, ”f” von 0 bis 15 und ”g” von 0 bis 2. Bänder dieser Legierungen zeigen, wenn sie mechanisch bei Frequenzen im Bereich von etwa 48 bis etwa 66 kHz mitschwingen, relativ lineares Magnetisierungsverhalten bis zu einem angelegten Feld von 8 Oe oder mehr sowie die Kurve der Resonanzfrequenz gegen das Vormagnetisierungsfeld nahe dem Wert von etwa 400 Hz/Oe oder darüber, die von einer herkömmlichen mechanischen Resonanzmarkierungseinrichtung gezeigt wird. Außerdem sind Spannungsamplituden, die an der Empfängerspule eines typischen Resonanzmarkierungseinrichtungssystems für die aus den Legierungen nach der vorliegenden Erfindung hergestellten Markierungseinrichtungen festgestellten Spannungsamplituden vergleichbar mit jenen bestehender Resonanzmarkierungseinrichtungen oder höher. Diese Merkmale gewährleisten, daß Störung unter Systemen auf der Basis mechanischer Resonanz und Bestrahlung von Harmonischen vermieden wird.
  • Die Metallgläser nach dieser Erfindung sind besonders geeignet für die Verwendung als die aktiven Elemente in Markierungseinrichtungen, die mit Überwachungssystemen für Gegenstände verbunden sind, welche die oben beschriebene Erregung und Feststellung magneto-mechanischer Resonanz verwenden. Andere Verwendungen können bei Sensoren gefunden werden, die magneto-mechanische Betätigung und entsprechende Wirkungen nutzen, sowie in magnetischen Teilen, die hohe magnetische Permeabilität erfordern.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die Erfindung wird vollständiger verstanden und weitere Vorteile werden ersichtlich, wenn man Bezug nimmt auf die folgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und die beiliegende Zeichnung, worin
  • 1(a) eine schematische Wiedergabe der Magnetisierungskurve entlang der Länge einer herkömmlichen Resonanzmarkierungseinrichtung ist, worin B die magnetische Induktion und H das angelegte Magnetfeld ist,
  • 1(b) eine schematische Wiedergabe der Magnetisierungskurve entlang der Länge der Markierungseinrichtung der vorliegenden Erfindung ist, worin Ha ein Feld ist, über welchem B gesättigt wird,
  • 2 eine schematische Wiedergabe eines bei der Empfängerspule festgestellten Signalprofils ist, wobei mechanische Resonanzerregung, Beendigung von Erregung zum Zeitpunkt t0 und anschließendes Abhören dargestellt ist, worin V0 und V1 die Signalamplituden der Empfängerspule bei t = t0 bzw. t = t1 (eine Millisekunde nach t0) sind, und
  • 3 eine schematische Darstellung der mechanischen Resonanzfrequenz fr und des Ansprechsignals V1 ist, welches in der Empfängerspule bei einer Millisekunde nach Beendigung des erregenden Wechselstromfeldes als eine Funktion des Vormagnetisierungsfel des Hb ermittelt wird, worin Hb1 und Hb2 die Vormagnetisierungsfelder sind, bei denen V1 ein Maximum ist bzw. fr ein Minimum ist.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung bekommt man Streifen von magnetischen Metallglaslegierungen, die durch ein relativ lineares magnetisches Ansprechen in dem Frequenzbereich gekennzeichnet sind, wo harmonische Markierungssysteme magnetisch arbeiten. Solche Legierungen zeigen alle Merkmale, die erforderlich sind, um den Anforderungen von Markierungseinrichtungen für Überwachungssysteme auf der Basis magneto-mechanischer Betätigung zu genügen. Die Reinheit der obigen Zusammensetzungen ist jene, die man in normaler gewerblicher Praxis findet. Bänder dieser Legierungen werden mit einem Magnetfeld, das quer zur Breite der Bänder angelegt wird, bei erhöhten Temperaturen während einer bestimmten Zeitdauer hitzebehandelt. Die Bandtemperaturen sollten unter der Kristallisationstemperatur liegen, und das Band sollte nach der Hitzebehandlung genügend duktil sein, um zerschnitten werden zu können. Die Feldstärke während der Hitzebehandlung ist derart, daß die Bänder entlang der Feldrichtung magnetisch gesättigt werden. Die Hitzebehandlungszeit hängt von der Hitzebehandlungstemperatur ab und liegt typischerweise im Bereich von etwa einigen Minuten bis zu einigen Stunden. Für gewerbliche Produktion ist ein kontinuierlicher Spule-zu-Spule-Hitzebehandlungsofen bevorzugt. In solchen Fällen können die Bandablaufgeschwindigkeiten auf etwa 0,5 bis etwa 12 m je Minute eingestellt werden. Die hitzebehandelten Bänder mit beispielsweise einer Länge von etwa 38 mm zeigen ein relativ lineares magnetisches Ansprechen der Magnetfelder bis zu 8 Oe oder mehr, die parallel zu der Markierungseinrichtungslängenrichtung angelegt werden, und für mechanische Resonanz im Frequenzbereich von 48 kHz bis 66 kHz.
  • Solche Bänder sind kurz genug, um als wegwerfbare Markierungseinrichtungsmaterialien verwendet zu werden. Außerdem sind die Resonanzsignale solcher Bänder ausreichend von den Audio- und gewerblichen Hochfrequenzbereichen getrennt.
  • Die meisten Metallglaslegierungen, die außerhalb des Gedankens dieser Erfindung liegen, zeigen typischerweise entweder nicht lineare magnetische Ansprechbereiche unter 8 Oe oder Ha-Werte nahe den magnetischen Arbeitserregungswerten vieler Überwachungssysteme für Gegenstände unter Verwendung harmonischer Markierungseinrichtungen. Resonanzmarkierungseinrichtungen aus diesen Legierungen lösen unfreiwillig aus und ver schmutzen daher viele Gegenstandsfeststellungssysteme der Art, die Harmonische rückstrahlt.
  • Es gibt einige Metallglaslegierungen außerhalb des Gedankens dieser Erfindung, die lineares magnetisches Ansprechen für einen annehmbaren Feldbereich zeigen. Diese Legierungen enthalten jedoch hohe Gehalte an Kobalt oder Molybdän oder Chrom, was zu erhöhten Rohmaterialkosten und/oder verminderter Bandgießbarkeit infolge der höheren Schmelztemperaturen solcher Bestandteilselemente, wie Molybdän oder Chrom, führt. Legierungen der vorliegenden Erfindung sind vorteilhaft, da sie kombiniert miteinander engeres lineares magnetisches Ansprechen, verbesserte mechanische Resonanzleistung, gute Bandgießbarkeit und Wirtschaftlichkeit in der Produktion brauchbarer Bänder ergeben.
  • Abgesehen von dem Vermeiden der Störung durch verschiedene Systeme zeigen die Markierungseinrichtungen aus den Legierungen der vorliegenden Erfindung größere Signalamplituden bei der Empfängerspule als herkömmliche Resonanzmarkierungseinrichtungen. Dies macht es möglich, entweder die Größe der Markierungseinrichtung zu vermindern oder die Feststellungsgangbreiten zu vergrößern, was beides erwünschte Merkmale von Überwachungssystemen für Gegenstände sind.
  • Beispiele von Metallglaslegierungen nach der Erfindung sind etwa:
    Fe40 Co34 Ni8 B13 Si5, Fe40 Co30 Ni12 B13 Si5, Fe40 Co26 Ni16 B13 Si5,
    Fe40 Co22 Ni20 B13 Si5, Fe40 Co20 Ni22 B13 Si5, Fe40 Co18 Ni24 B13 Si5,
    Fe35 CO18 Ni29 B13 Si5, Fe32 CO18 Ni32 B13 Si5, Fe40 Co16 Ni26 B13 Si5,
    Fe40 Co14 Ni28 B13 Si5, Fe40 CO14 Ni28 B16 Si2, Fe40 Co14 Ni28 B11 Si5,
    Fe40 Co14 Ni28 B13 Si3 C2, Fe38 CO14 Ni30 B13 Si5, Fe36 Co14 Ni32 B13 Si5,
    Fe34 Co14 Ni34 B13 Si5, Fe30 CO14 Ni38 B13 Si5, Fe42 Co14 Ni26 B13 Si5,
    Fe44 Co14 Ni24 B13 Si5, Fe40 CO14 Ni27 Mo1 B13 Si5, Fe40 Co14 Ni25 Mo3 B13 Si5,
    Fe40 Co14 Ni27 Cr1 B13 Si5, Fe40 Co14 Ni25 Cr3 B13 Si5,
    Fe40 Co14 Ni25 Mo1 B13 Si5 C2, Fe40 Co12 Ni30 B13 Si5,
    Fe38 Co12 Ni32 B13 Si5, Fe42 Co12 Ni30 B13 Si5, Fe40 Co12 Ni26 B17 Si5,
    Fe40 Co12 Ni28 B15 Si5, Fe40 Co10 Ni32 B13 Si5, Fe42 Co10 Ni30 B13 Si5,
    Fe44 Co10 Ni28 B13 Si5, Fe40 Co10 Ni31 Mo1 B13 Si5, Fe40 Co10 Ni31 Cr1 B13 Si5,
    Fe40 Co10 Ni31 Mn1 B13 Si5, Fe40 Co10 Ni29 Mn3 B13 Si5,
    Fe40 Co10 Ni30 B13 Si5 C2, Fe40 Co8 Ni38 B13 Si5, Fe40 Co6 Ni36 B13 Si5, und
    Fe40 Co4 Ni38 B13 Si5,
    worin die Indices in Atomprozenten angegeben sind.
  • Das Magnetisierungsverhalten, gekennzeichnet durch eine B-H-Kurve, ist in 1(a) für eine herkömmliche mechanische Resonanzmarkierungseinrichtung gezeigt, wobei B die magnetische Induktion und H das angelegte Feld ist. Die gesamte B-H-Kurve besitzt eine lineare Hystereseschleife, die in dem Geringfeldbereich vorliegt. Dieses nicht lineare Merkmal der Markierungseinrichtung führt zu stärkerer Erzeugung von Harmonischen, was einige der harmonischen Markierungseinrichtungssysteme und somit die Störung durch verschiedene Überwachungssysteme für Gegenstände auslöst.
  • Die Definition des linearen magnetischen Ansprechens ist in 1(b) gegeben. Wenn eine Markierungseinrichtung entlang der Längenrichtung durch ein äußeres magnetisches Feld H magnetisiert wird, führt die magnetische Induktion B zu der Markierungseinrichtung. Das magnetische Ansprechen ist relativ linear bis zu Ha, wonach die Markierungseinrichtung sich magnetisch sättigt. Die Menge Ha hängt von der physikalischen Abmessung der Markierungseinrichtung und ihrem magnetischen anisotropen Feld ab. Um die Resonanzmarkierungseinrichtung daran zu hindern, ungewollt ein Überwachungssystem auf der Basis einer Rückstrahlung von Harmonischen auszulösen, sollte Ha oberhalb des Bereiches der harmonischen Markierungseinrichtungssysteme mit Arbeitsfeldintensität sein.
  • Das Markierungsmaterial wird einem Erregungssignalstoß konstanter Amplitude ausgesetzt, der als Erregungsimpuls bezeichnet und auf die Frequenz mechanischer Resonanz des Markierungsmaterials eingestellt wird. Das Markierungsmaterial spricht auf den Erregungsimpuls an und erzeugt ein Ausgangssignal in der Empfängerspule nach der Kurve, die zu V0 in 2 führt. Zum Zeitpunkt t0 wird die Erregung beendet und beginnt die Markierungseinrichtung abzuklingen, was sich in dem Ausgangssignal widerspiegelt, welches von V0 während einer Zeitdauer auf Null zurückgeht. Zum Zeitpunkt t1, welcher eine Millisekunde nach der Beendigung der Erregung liegt, wird das Ausgangssignal gemessen und durch die Menge V1 bezeichnet. So ist V1/V0 ein Maß für das Abklingen. Obwohl das Arbeitsprinzip des Überwachungssystems nicht von der Form der Wellen abhängt, die den Erregungsimpuls umfassen, ist die Wellenform dieses Signals doch gewöhnlich sinusförmig. Das Markierungsmaterial schwingt bei dieser Erregung mit.
  • Das physikalische Prinzip, das diese Resonanz leitet, kann wie folgt zusammengefaßt werden: Wenn ein ferromagnetisches Material einem magnetisierenden magnetischen Feld ausgesetzt wird, unterliegt es einer Längenveränderung. Die anteilige Längenveränderung gegenüber der ursprünglichen Länge des Materials wird als Magnetostriktion bezeichnet und durch das Symbol λ wiedergegeben. Eine positive Kennzeichnung bekommt man für λ, wenn eine Dehnung parallel zu dem magnetisierenden Magnetfeld auftritt.
  • Wenn ein Band eines Materials mit einer positiven Magnetostriktion einem sinusförmig sich verändernden äußeren Feld ausgesetzt wird, das entlang seiner Länge angelegt wird, wird das Band periodischen Längenveränderungen unterliegen, das heißt das Band wird in Schwingungen versetzt. Das äußere Feld kann beispielsweise durch ein Solenoid erzeugt werden, das einen sinusförmig variierenden Strom trägt. Wenn die Halbwellenlänge der Schwingungswelle des Bandes zu der Länge des Bandes paßt, bekommt man mechanische Resonanz. Die Resonanzfrequenz fr ergibt sich aus der Gleichung Fr = (1/2L)(E/D)0,5, worin L die Bandlänge ist, E der Young-Modul des Bandes ist und D die Dichte des Bandes ist.
  • Magnetostriktionseffekte beobachtet man in einem ferromagnetischen Material nur dann, wenn die Magnetisierung des Materials durch Magnetisierungsrotation verläuft. Keine Magnetostriktion beobachtet man, wenn das Magnetisierungsverfahren durch magnetische Domänenwandbewegungen erfolgt. Da die magnetische Anisotropie der Markierungseinrichtung der Legierung nach der vorliegenden Erfindung durch Feld-Hitzebehandlung quer zu der Markierungseinrichtungs-Breitenrichtung erfolgt, verbessert ein magnetisches Gleichstrom-Feld, das als Vormagnetisierungsfeld bezeichnet wird und entlang der Markierungseinrichtungslängenrichtung angelegt wird, die Effizienz des magneto-mechanischen Ansprechens des Markierungsmaterials. Es wird vom Fachmann auch verstanden werden, daß ein Vormagnetisierungsfeld dazu dient, den effektiven Wert für E, den Young-Modul, in einem ferromagnetischen Material so zu verändern, daß die mechanische Resonanzfrequenz des Materials durch eine geeignete Wahl der Vormagnetisierungsfeldstärke modifiziert werden kann. Die schematische Wiedergabe von 3 erklärt die Situation weiter: die Resonanzfrequenz fr nimmt mit dem Vormagnetisierungsfeld Hb ab und erreicht ein Minimum (fr)min bei Hb2. Das Signalansprechen V1, das etwa bei t = t1 bei der Empfängerspule festgestellt wird, nimmt mit Hb zu und erreicht ein Maximum Vm bei Hb1. Die Neigung dfr/dHb nahe dem Vormagnetisierungsarbeitsfeld ist eine wichtige Menge, da sie in Relation zu der Empfindlichkeit des Überwachungssystems steht.
  • Faßt man das obige zusammen, so wird ein Stand eines positiven magnetostriktiven ferromagnetischen Materials, wenn es einem treibenden Wechselstrom-Magnetfeld in Gegenwart eines Gleichstrom-Vormagnetisierungsfeldes ausgesetzt wird, mit der Frequenz des treibenden Wechselstromfeldes schwingen, und wenn diese Frequenz mit der mechanischen Resonanzfrequenz fr des Materials zusammenfällt, wird das Band mitschwingen und verstärkte Ansprechsignalamplituden liefern. In der Praxis wird das Vormagnetisierungsfeld durch einen Ferromagneten mit höherer Koerzitivkraft als das Markierungsmaterial erzeugt, welches in dem ”Markierungseinrichtungspaket” vorliegt.
  • Die Tabelle I listet typische Werte für Vm, Hb1, (fr)min und Hb2 für eine herkömmliche mechanische Resonanzmarkierungseinrichtung auf der Basis von glasartigem Fe40Ni38Mo4B18 auf. Der niedrige Wert von Hb2 in Verbindung mit dem Vorliegen des nicht linearen B-H-Verhaltens unter Hb2 neigt dazu, die Markierungseinrichtung auf der Basis dieser Legierung dazu zu bringen, ungewollt einige der harmonischen Markierungssysteme auszulösen, was zu einer Interferenz unter Überwachungssystemen für Gegenstände auf der Basis mechanischer Resonanz und Rückstrahlung von Harmonischen führt.
  • TABELLE I
  • Typische Werte für Vm, Hb1, (fr)min und Hb2 für eine herkömmliche Markierungseinrichtung mit mechanischer Resonanz auf der Basis von glasartigem Fe40Ni38Mo4B18 außerhalb dieser Erfindung. Dieses Band mit einer Länge von 38,1 mm hat mechanische Resonanzfrequenzen im Bereich von etwa 57 und 60 kHz.
    Vm(mV) Hb1(Oe) (fr)min(kHz) Hb2(Oe)
    150–250 4–6 57–58 5–7
  • Tabelle II listet typische Werte für Ha, Vm, Hb1, (fr)min, Hb2 und dfr/dHb für die Legierungen außerhalb des Gedankens dieser Erfindung auf. Feld-Hitzebehandlung wurde in einem kontinuierlichen Spule-zu-Spule-Ofen mit einem 12,7 mm breiten Band durchgeführt, wobei die Bandgeschwindigkeit etwa 0,6 m/Minute bis 1,2 m/Minute betrug.
  • TABELLE II
  • Werte für Ha, Vm, Hb1, (fr)min, Hb2 und dfr/dHb bei einem Hb = 6 Oe für die Legierungen außerhalb des Gedankens dieser Erfindung. Feld-Hitzebehandlung erfolgte in einem kontinuierlichen Spule-zu-Spule-Ofen, worin die Bandgeschwindigkeit etwa 0,6 m/Minute bis etwa 1,2 m/Minute bei einem Magnetfeld von etwa 1,4 kOe, angelegt senkrecht zu der Bandlängenrichtung, betrug.
    Zusammensetzung (Atomprozente) Ha(Oe) Vm(mV) Hb1(Oe) (fr)min(kHz) Hb2(Oe) dfr/dHb(Hz/Oe)
    A. Co42Fe40B13Si5 22 400 7,0 49,7 15,2 700
    B. Co38Fe40Ni4B13Si5 20 420 9,3 53,8 16,4 500
    C. Co2Fe40Ni40B13Si5 10 400 3,0 50,2 6,8 2,080
    D. Co10Fe40Ni27Mn5B13Si5 7,5 400 2,7 50,5 6,8 2,300
  • BEISPIELE
  • Beispiel 1: Fe-Co-Ni-B-Si Metallgläser
  • 1. Probenherstellung
  • Glasartige Metall-Legierungen in der Fe-Co-Ni-B-Si-Reihe, die als Proben Nr. 1 bis 29 in der Tabelle III und IV bezeichnet werden, wurden aus der Schmelze nach Techniken rasch abgeschreckt, die von Narasimhan in der US-A-4 142 571 gelehrt werden, auf deren Offenbarung hier Bezug genommen wird. Alle Gießlinge wurden in einem Inertgas unter Verwendung von 100 g Schmelze hergestellt. Die resultierenden Bänder, typischerweise 25 μm dick und etwa 12,7 mm breit, waren, wie durch Röntgenstrahlendiffraktometrie unter Verwendung von Cu-Kα-Strahlung und durch Differentialabtastkalorimetrie bestimmt wurde, frei von signifikanter Kristallinität. Jede der Legierungen war wenigstens 70% glasartig, und in vielen Fällen waren die Legierungen mehr als 90% glasartig. Bänder dieser glasartigen Metall-Legierungen waren fest, glänzend, hart und duktil.
  • Die Bänder wurden zu kleinen Stücken für die Messung der Magnetisierung, Magnetostriktion, Curie- und Kristallisationstemperatur und Dichte geschnitten. Die Bänder für magneto-mechanische Resonanzkennzeichnung wurden auf eine Länge von etwa 38,1 mm zerschnitten und mit einem quer zur Breite der Bänder angelegten Magnetfeld hitzebehan delt. Die Stärke des Magnetfeldes war 1,1 kOe oder 1,4 kOe, und seine Richtung wurde zwischen 75° und 90° in Bezug auf die Bandlängenrichtung variiert. Einige der Bänder wurden unter Spannung im Bereich von etwa 0 bis 7,2 kg/mm2, die entlang der Richtung des Bandes erzeugt wurde, hitzebehandelt. Die Geschwindigkeit des Bandes in dem Spule-zu-Spule-Hitzebehandlungsofen wurde von etwa 0,5 m je Minute bis zu etwa 12 m je Minute verändert.
  • 2. Kennzeichnung der magnetischen und thermischen Eigenschaften
  • Tabelle III listet die Sättigungsinduktion (Bs), die Sättigungsmagnetostriktion (λs) und die Kristallisationstemperatur (Tc) der Legierungen auf. Die Magnetisierung wurde durch ein Magnetometer mit vibrierender Probe gemessen und ergab den Sättigungsmagnetisierungswert in emu/g, was in die Sättigungsinduktion unter Verwendung der Dichtewerte umgerechnet wurde. Sättigungsmagnetostriktion wurde nach einer Methode mit einem Dehnungsmeßgerät gemessen und als 10–6 oder in ppm angegeben. Die Curie- und Kristallisationstemperaturen wurden durch eine Induktionsmethode bzw. durch Differentialabtastkalorimetrie gemessen.
  • TABELLE III
  • Magnetische und thermische Eigenschaften von glasartigen Fe-Co-Ni-B-Si-Legierungen. Die Curietemperaturen der Legierungen Nr. 22 (θf = 447°C), Nr. 27 (θf = 430°C), Nr. 28 (θf = 400°C) und 29 (θf = 417°C) konnten bestimmt werden, da sie unter den ersten Kristallisationstemperaturen (Tc) liegen.
    Nr. Zusammensetzung (Atomprozent) Bs(Tesla) λs(ppm) Tc(°C)
    Fe Co Ni B Si
    1 40 34 8 13 5 1,46 23 456
    2 40 30 12 13 5 1,42 22 455
    3 40 26 16 13 5 1,38 22 450
    4 40 22 20 13 5 1,32 20 458
    5 40 20 22 13 5 1,28 19 452
    6 40 18 24 13 5 1,25 20 449
    7 35 18 29 13 5 1,17 17 441
    8 32 18 32 13 5 1,07 13 435
    9 40 16 26 13 5 1,21 18 448
    10 40 14 28 13 5 1,22 19 444
    11 40 14 28 16 2 1,25 19 441
    12 40 14 28 11 7 1,20 15 444
    13 38 14 30 13 5 1,19 18 441
    14 36 14 32 13 5 1,14 17 437
    15 34 14 34 13 5 1,09 17 434
    16 30 14 38 13 5 1,00 10 426
    17 42 14 26 13 5 1,27 21 448
    18 44 14 24 13 5 1,31 21 453
    19 40 12 30 13 5 1,20 18 442
    20 38 12 32 13 5 1,14 18 440
    21 42 12 30 13 3 1,29 21 415
    22 40 12 26 17 5 1,12 17 498
    23 40 12 28 15 5 1,20 19 480
    24 40 10 32 13 5 1,16 17 439
    25 42 10 30 13 5 1,15 19 443
    26 44 10 28 13 5 1,25 20 446
    27 40 8 34 13 5 1,11 17 437
    28 40 6 36 13 5 1,12 17 433
    29 40 4 38 13 5 1,09 17 430
  • Jedes Markierungsmaterial mit einer Abmessung von etwa 38,1 mm × 12,7 mm × 20 mm wurde in einem herkömmlichen B-H-Schleifenaufzeichnungsgerät getestet, um die Menge von Ha zu messen, und wurde dann in eine Abfühlspule mit 221 Windungen gegeben. Ein Wechselstrom-Magnetfeld wurde entlang der Längsrichtung einer jeden Legierungsmarkierungseinrichtung angelegt, wobei ein Gleichstromvormagnetisierungsfeld von 0 bis etwa 20 Oe wechselte. Die Abfühlspule stellte das magneto-mechanische Ansprechen der Legierungsmarkierungseinrichtung auf die Wechselstromerregung fest. Diese Markierungsmaterialien schwingen mechanisch zwischen etwa 48 und 66 kHz mit. Die Mengen, die das magneto-mechanische Ansprechen kennzeichnen, wurden gemessen und sind in Tabelle IV für die in Tabelle III aufgelisteten Legierungen angegeben.
  • TABELLE IV
  • Werte von Ha, Vm, Hb1, (fr)min, Hb2 und dfr/dHb bei Hb = 6 Oe für die Legierungen der Tabelle III, bei 380°C in einem kontinuierlichen Spule-zu-Spule-Ofen mit einer Bandgeschwindigkeit von etwa 1,2 m/Minute sowie bei 415°C während 30 Minuten (durch * angegeben) hitzebehandelt. Das Hitzebehandlungsfeld war etwa 1,4 kOe, senkrecht zu der Bandlängenrichtung angelegt.
    Legierung Nr. Ha(Oe) Vm(mV) Hb1(Oe) (fr)min(kHz) Hb2(Oe) dfr/dHb(Hz/Oe)
    1 21 415 10,3 54,2 16,5 460
    2 20 370 10,7 54,2 16,0 560
    3 20 370 10,0 53,8 16,5 430
    4* 20 250 10,5 49,8 17,7 450
    4 18 330 8,0 53,6 14,2 590
    5 17 270 9,0 52,0 14,5 710
    6 17 340 7,8 53,4 14,2 620
    7 16 300 8,6 53,5 14,3 550
    8 15 380 8,0 54,1 13,0 580
    9 16 450 7,8 51,3 14,2 880
    10* 17 390 8,9 49,3 15,9 550
    10 16 390 7,0 52,3 13,4 810
    11 15 350 8,0 52,3 13,9 750
    12 14 350 7,0 52,5 12,4 830
    13 14 400 7,3 52,5 13,1 780
    14 13 330 6,5 54,2 12,6 670
    15 13 270 6,2 53,0 11,5 820
    16 10 230 5,0 56,0 9,3 1430
    17 15 415 7,2 51,2 14,3 740
    18 15 350 7,7 50,4 12,9 1080
    19 14 440 6,5 50,6 11,6 960
    20 14 330 6,6 52,9 11,3 900
    21 19 325 9,3 53,9 14,8 490
    22 9 260 3,5 55,8 8,0 1700
    23 11 310 5,4 52,2 10,5 1380
    24* 15 220 8,2 48,5 13,7 740
    24 14 410 7,5 51,8 13,5 800
    25 13 420 6,2 49,5 12,2 1270
    26 14 400 6,0 50,2 12,8 1050
    27 10 250 4,0 51,9 8,5 1490
    28 12 440 4,0 49,7 9,0 1790
    29 11 380 5,2 51,5 9,8 1220
  • Alle in Tabelle IV aufgelisteten Legierungen zeigen Ha-Werte über 8 Oe, was es ihnen ermöglicht, das oben erwähnte Störungsproblem zu vermeiden. Gute Empfindlichkeit (dfr/dHb) und starkes Ansprechsignal (Vm) führen zu kleineren Markierungseinrichtungen für Resonanzmarkierungseinrichtungssysteme.
  • Die Mengen, die die magneto-mechanische Resonanz des Markierungsmaterials von Tabelle III, unter verschiedenen Hitzebehandlungsbedingungen hitzebehandelt, kennzeichnen, sind in den Tabellen V, VI, VII, VIII und IX zusammengestellt.
  • TABELLE V
  • Werte von Vm, Hb1, (fr)min, dfr/dHb bei Hb = 6 Oe für Legierung Nr. 8 von Tabelle III, unter verschiedenen Bedingungen in einem Spule-zu-Spule-Hitzebehandlungsofen hitzebehandelt. Die angegebene Richtung des angelegten Feldes ist der Winkel zwischen der Bandlängenrichtung und der Feldrichtung.
    Hitzebehandlungstemperatur: 440°C Richtung des angelegten Feldes: 1,1 kOe/90°
    Bandgeschwindigkeit (m/Minute) Spannung (kg/mm2) Vm (mV) Hm (Oe) (fr)min (kHz) Hb2 (Oe) dfr/dHb (Hz/Oe)
    9,0 1,4 360 3,9 55,3 8,5 590
    10,5 1,4 340 3,8 55,4 8,5 540
    10,5 6,0 225 5,0 55,8 9,8 690
    Hitzebehandlungstemperatur: 400°C Richtung des angelegten Feldes: 1,1 kOe/90°
    Bandgeschwindigkeit (m/Minute) Spannung (kg/mm2) Vm (mV) Hm (Oe) (fr)min (kHz) Hb2 (Oe) dfr/dHb (Hz/Oe)
    9,0 0 300 4,1 53,7 8,3 1170
    9,0 7,2 250 5,2 55,9 9,7
    Hitzebehandlungstemperatur: 340°C Richtung des angelegten Feldes: 1,1 kOe/75°
    Bandgeschwindigkeit (m/Minute) Spannung (kg/mm2) Vm (mV) Hm (Oe) (fr)min (kHz) Hb2 (Oe) dfr/dHb (Hz/Oe)
    0,6 0 315 7,9 55,7 13,4 420
    2,1 0 225 8,0 56,1 12,8 470
  • TABELLE VI
  • Werte von Vm, Hb1, (fr)min, dfr/dHb bei Hb = 6 Oe für Legierung Nr. 17 der Tabelle III, unter verschiedenen Bedingungen in einem Spule-zu-Spule-Hitzebehandlungsofen hitzebehandelt. Die angegebene Richtung des angelegten Feldes ist der Winkel zwischen der Bandlängenrichtung und der Feldrichtung.
    Hitzebehandlungstemperatur: 320°C Richtung des angelegten Feldes: 1,4 kOe/90°
    Bandgeschwindigkeit (m/Minute) Spannung (kg/mm2) Vm (mV) Hm (Oe) (fr)min (kHz) Hb2 (Oe) dfr/dHb (Hz/Oe)
    0,6 0 250 6,0 55,3 13,0 670
    0,6 1,4 320 6,0 54,0 14,1 620
    0,6 3,6 370 7,0 52,2 14,0 630
    Hitzebehandlungstemperatur: 280°C Richtung des angelegten Feldes: 1,1 kOe/90°
    Bandgeschwindigkeit (m/Minute) Spannung (kg/mm2) Vm (mV) Hm (Oe) (fr)min (kHz) Hb2 (Oe) dfr/dHb (Hz/Oe)
    0,6 7,2 390 7,0 53,2 13,9 615
    2,1 7,2 240 5,0 53,6 11,5 760
    Hitzebehandlungstemperatur: 280°C Richtung des angelegten Feldes: 1,1 kOe/75°
    Bandgeschwindigkeit (m/Minute) Spannung (kg/mm2) Vm (mV) Hm (Oe) (fr)min (kHz) Hb2 (Oe) dfr/dHb (Hz/Oe)
    0,6 7,2 360 6,3 52,9 13,2 630
    2,1 7,2 270 5,2 53,2 11,2 860
  • TABELLE VII
  • Werte von Vm, Hb1, (fr)min, dfr/dHb bei Hb = 6 Oe für Legierung Nr. 24 von Tabelle III, unter verschiedenen Bedingungen in einem Spule-zu-Spule-Hitzebehandlungsofen hitzebehandelt. Die angegebene Richtung des angelegten Feldes ist der Winkel zwischen der Bandlängenrichtung und der Feldrichtung.
    Hitzebehandlungstemperatur: 320°C Richtung des angelegten Feldes: 1,1 kOe/90°
    Bandgeschwindigkeit (m/Minute) Spannung (kg/mm2) Vm (mV) Hm (Oe) (fr)min (kHz) Hb2 (Oe) dfr/dHb (Hz/Oe)
    0,6 0 280 8,0 54,7 13,1 450
    2,1 0 310 7,6 54,7 12,0 500
    2,1 7,2 275 8,0 55,1 14,5 450
    Hitzebehandlungstemperatur: 320°C Richtung des angelegten Feldes: 1,1 kOe/75°
    Bandgeschwindigkeit (m/Minute) Spannung (kg/mm2) Vm (mV) Hm (Oe) (fr)min (kHz) Hb2 (Oe) dfr/dHb (Hz/Oe)
    0,6 0 310 8,2 54,7 13,0 530
    0,6 7,2 275 8,2 55,2 15,0 430
    2,1 0 290 7,2 54,8 12,0 550
    2,1 7,2 270 7,0 55,6 13,5 480
    Hitzebehandlungstemperatur: 300°C Richtung des angelegten Feldes: 1,1 kOe/82,5°
    Bandgeschwindigkeit (m/Minute) Spannung (kg/mm2) Vm (mV) Hm (Oe) (fr)min (kHz) Hb2 (Oe) dfr/dHb (Hz/Oe)
    0,6 2,1 300 8,3 54,9 13,7 410
    2,1 2,1 300 7,0 54,4 11,8 480
    Hitzebehandlungstemperatur: 280°C Richtung des angelegten Feldes: 1,1 kOe/90°
    Bandgeschwindigkeit (m/Minute) Spannung (kg/mm2) Vm (mV) Hm (Oe) (fr)min (kHz) Hb2 (Oe) dfr/dHb (Hz/Oe)
    0,6 0 265 8,4 55,2 12,6 430
    2,1 7,2 255 6,8 55,9 12,0 490
  • TABELLE VIII
  • Werte von Vm, Hb1, (fr)min, dfr/dHb bei Hb = 6 Oe für Legierung Nr. 27 von Tabelle III, unter verschiedenen Bedingungen in einem Spule-zu-Spule-Hitzebehandlungsofen hitzebehandelt. Die angegebene Richtung des angelegten Feldes ist der Winkel zwischen der Bandlängenrichtung und der Feldrichtung.
    Hitzebehandlungstemperatur: 300°C Richtung des angelegten Feldes: 1,1 kOe/82,5°
    Bandgeschwindigkeit (m/Minute) Spannung (kg/mm2) Vm (mV) Hm (Oe) (fr)min (kHz) Hb2 (Oe) dfr/dHb (Hz/Oe)
    0,6 2,1 270 6,2 53,8 11,9 690
    2,1 2,1 270 5,2 52,9 10,5 870
    Hitzebehandlungstemperatur: 280°C Richtung des angelegten Feldes: 1,1 kOe/90°
    Bandgeschwindigkeit (m/Minute) Spannung (kg/mm2) Vm (mV) Hm (Oe) (fr)min (kHz) Hb2 (Oe) dfr/dHb (Hz/Oe)
    0,6 7,2 290 5,8 53,8 12,0 670
    2,1 0 230 6,0 54,3 11,0 720
  • TABELLE IX
  • Werte von Vm, Hb1, (fr)min, dfr/dHb bei Hb = 6 Oe für Legierung Nr. 29 der Tabelle III, hitzebehandelt unter unterschiedlichen Bedingungen in einem Spule-zu-Spule-Hitzebehandlungsofen. Die angegebene Richtung des angelegten Feldes ist der Winkel zwischen der Bandlängenrichtung und der Feldrichtung.
    Hitzebehandlungstemperatur: 320°C Richtung des angelegten Feldes: 1,1 kOe/90°
    Bandgeschwindigkeit (m/Minute) Spannung (kg/mm2) Vm (mV) Hm (Oe) (fr)min (kHz) Hb2 (Oe) dfr/dHb (Hz/Oe)
    2,1 7,2 225 4,7 55,2 10,0 570
    Hitzebehandlungstemperatur: 280°C Richtung des angelegten Feldes: 1,1 kOe/75°
    Bandgeschwindigkeit (m/Minute) Spannung (kg/mm2) Vm (mV) Hm (Oe) (fr)min (kHz) Hb2 (Oe) dfr/dHb (Hz/Oe)
    0,6 0 230 5,8 54,2 11,0 720
    0,6 7,2 245 5,2 54,7 11,2 620
  • Die obigen Tabellen zeigen, daß die gewünschte Leistung einer magneto-mechanischen Resonanzmarkierungseinrichtung durch geeignete Kombination der Legierungschemie und Hitzebehandlungsbedingungen erreicht werden kann.
  • Beispiel 2: Fe-Co-Ni-Mo/Cr/Mn-B-Si-C-Metallgläser
  • Glasartige Metall-Legierungen in dem Fe-Co-Ni-Mo/Cr/Mn-B-Si-C-System wurden, wie unter Beispiel 1 im Detail angegeben, hergestellt und gekennzeichnet. Die Tabelle X listet chemische Zusammensetzungen, magnetische und thermische Eigenschaften auf, und die Tabelle XI zeigt die Mengen, die das mechanische Resonanzansprechen der Legierungen der Tabelle X kennzeichnen.
  • TABELLE X
  • Magnetische und thermische Eigenschaften glasartiger Legierungen mit niedrigem Kobaltgehalt. Tc ist die erste Kristallisationstemperatur.
    Legierung Nr. Zusammensetzung (Atomprozent) Bs λs Tc
    Fe Co Ni Mo Cr Mn B Si C (Tesla) (ppm)
    (°C)
    1 40 14 28 - - - 13 3 2 1,22 19 441
    2 40 14 27 1 - - 13 5 - 1,18 18 451
    3 40 14 25 3 - - 13 5 - 1,07 13 462
    4 40 14 27 - 1 - 13 5 - 1,18 20 462
    5 40 14 25 - 3 - 13 5 - 1,07 15 451
    6 40 14 25 1 - - 13 5 2 1,15 15 480
    7 40 10 31 1 - - 13 5 - 1,12 18 447
    8 40 10 31 - 1 - 13 5 - 1,13 18 441
    9 40 10 31 - - 1 13 5 - 1,16 18 445
    10 40 10 29 - - 3 13 5 - 1,19 17 454
    11 40 10 30 - - - 13 5 2 1,13 16 465
  • TABELLE XI
  • Werte von Ha, Vm, Hb1, (fr)min, Hb2 und dfr/dHb bei Hb = 6 Oe für die in Tabelle X aufgelisteten Legierungen, bei 380°C in einem kontinuierlichen Spule-zu-Spule-Ofen mit einer Bandgeschwindigkeit von etwa 0,6 m/Minute mit einem Feld von 1,4 kOe, angelegt quer zur Bandbreite, hitzebehandelt.
    Legierung Nr. Ha(Oe) Vm(mV) Hb1(Oe) (fr)min(kHz) Hb2(Oe) dfr/dHb(Hz/Oe)
    1 14 310 8,3 52,5 13,1 870
    2 13 350 4,4 51,7 10,0 1640
    3 12 250 3,0 51,7 6,4 1790
    4 11 320 6,2 51,8 9,8 950
    5 10 480 3,7 51,5 8,2 1780
    6 9 390 4,1 52,0 8,5 1820
    7 10 460 4,2 50,3 8,9 1730
    8 10 480 5,2 51,6 9,8 1560
    9 12 250 6,5 51,2 10,6 1000
    10 10 380 3,5 51,0 7,8 1880
    11 9 310 4,0 51,5 8,0 1880
  • Alle in Tabelle XI aufgelisteten Legierungen zeigen Ha-Werte, die über 8 Oe liegen, was es ihnen möglich macht, die oben erwähnten Störungsprobleme zu vermeiden. Gute Empfindlichkeit (dfr/dHb) und ein starkes Signal des Ansprechens der magneto-mechanischen Resonanz (Vm) führen zu kleineren Markierungseinrichtungen für Resonanzmarkierungseinrichtungssysteme.
  • Somit wurde die Erfindung in ziemlich vollständigen Einzelheiten beschrieben, doch ist verständlich, daß solche Einzelheiten nicht strikt befolgt werden müssen, sondern daß weitere Veränderungen und Modifikationen sich selbst dem Fachmann vorschlagen, wobei diese alle in den Erfindungsgedanken fallen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims (24)

  1. Hitzebehandelter Streifen einer magnetischen Metallglaslegierung, die zu wenigstens etwa 70% glasartig ist und eine Zusammensetzung besitzt, die außer Verunreinigungen die Formel FeaCobNicMdBeSifCg besitzt, worin M wenigstens ein Element aus der Gruppe Molybdän, Chrom und Mangan ist, ”a”, ”b”, ”c”, ”d”, ”e”, ”f” und ”g” in Atomprozenten in folgenden Bereichen liegen: ”a” von 30 bis 45, ”b” von 4 bis 40, ”c” von 5 bis 45, ”d” von 0 bis 3, ”e” von 10 bis 25, ”f” von 0 bis 15 und ”g” von 0 bis 2, und ”a + b + c + d + e + f + g” = 100, wobei dieser Streifen in einem Magnetfeld hitzbehandelt wurde und entlang diesem Magnetfeld magnetisch gesättigt ist und wobei er mechanische Resonanz in einem Bereich von Frequenzen von 48 bis 66 kHz zeigt und ein relativ lineares Magnetisierungsverhalten bis zu einem Vormagnetisierungsfeld von wenigstens etwa 8 Oe hat.
  2. Streifen nach Anspruch 1, bei dem die Kurve der mechanischen Resonanzfrequenz gegen das Vormagnetisierungsfeld bei etwa 6 Oe nahe etwa 400 Hz/Oe ist oder diesen Wert übersteigt.
  3. Streifen nach Anspruch 1, bei dem das Vormagnetisierungsfeld, bei welchem die mechanische Resonanzfrequenz ein Minimum einnimmt, nahe 8 Oe liegt oder diesen Wert übersteigt.
  4. Streifen nach Anspruch 1, bei dem M Molybdän ist.
  5. Streifen nach Anspruch 1, bei dem M Chrom ist.
  6. Streifen nach Anspruch 1, bei dem M Mangan ist.
  7. Streifen nach Anspruch 1, bei dem die Summe von ”b” plus ”c” im Bereich von 32 bis 47 liegt und die Summe von ”e” plus ”f” plus ”g” im Bereich von 16 bis 22 liegt.
  8. Streifen nach Anspruch 7 mit einer Zusammensetzung aus der Gruppe, die aus Fe40Co34Bi8B13Si5, Fe40Co30Ni12B13Si5, Fe40 Co26 Ni16 B13 Si5, Fe40 Co22 Ni20 B13 Si5, Fe40 Co20 Ni22 B13 Si5, Fe40 Co18 Ni24 B13 Si5, Fe35 Co18 Ni29 B13 Si5, Fe32 Co18 Ni32 B13 Si5, Fe40 Co16 Ni26 B13 Si5, Fe40 C14 Ni28 B13 Si5, Fe40 Co14 Ni28 B16 Si2, Fe40 Co14 Ni28 B11 Si7, Fe40 Co14 Ni28 B13 Si3 C2, Fe38 Co14 Ni30 B13 Si5, Fe36 Co14 Ni32 B13 Si5, Fe34 Co14 Ni34 B13 Si5, Fe30 Co14 Ni38 B13 Si5, Fe42 Co14 Ni26 B13 Si5, Fe44 Co14 Ni24 B13 Si5, Fe40 Co14 Ni27 Mo1 B13 Si5, Fe40 Co14 Ni25 Mo3 B13 Si5, Fe40 Co14 Ni27 Cr1 B13 Si5, Fe40 Co14 Ni25 Cr3 B13 Si5, Fe40 Co14 Ni25 Mo1 B13 Si5 C2, Fe40 Co12 Ni30 B13 Si5, Fe38 Co12 Ni32 B13 Si5, Fe42 Co12 Ni30 B13 Si5, Fe40 Co12 Ni26 B17 Si5, Fe40 Co12 Ni28 B15 Si5, Fe40 Co10 Ni32 B13 Si5, Fe42 Co10 Ni30 B13 Si5, Fe44 Co10 Ni28 B13 Si5, Fe40 Co10 Ni31 Mo1 B13 Si5, Fe40 Co10 Ni31 Cr1 B13 Si5, Fe40 Co10 Ni31 Mn1 B13 Si5, Fe40 Co10 Ni29 Mn3 B13 Si5, Fe40 Co10 Ni30 B13 Si5 C2, Fe40 Co8 Ni38 B13 Si5, Fe40 Co6 Ni36 B13 Si5 und Fe40 Co4 Ni38 B13 Si5 ausgewählt ist, wobei die Indizes in Atomprozenten angegeben sind.
  9. Streifen nach Anspruch 1, der mit einem Magnetfeld hitzebehandelt wurde.
  10. Streifen nach Anspruch 9, bei dem das Magnetfeld derart angelegt wurde, daß sich der Streifen entlang der Feldrichtung magnetisch sättigt.
  11. Streifen nach Anspruch 10, bei dem dieser Streifen eine Längenrichtung hat und das Magnetfeld quer zu der Breitenrichtung des Streifens angelegt wurde, wobei die Richtung des Magnetfeldes im Bereich von etwa 75 bis 90° in bezug auf die Längenrichtung des Streifens liegt.
  12. Streifen nach Anspruch 11, bei dem das Magnetfeld eine Größe im Bereich von etwa 1 bis 1,5 kOe hat.
  13. Streifen nach Anspruch 11, bei dem die Hitzebehandlungsstufe während einer Zeitdauer im Bereich von einigen Minuten bis einigen Stunden bei einer Temperatur unterhalb der Kristallisationstemperatur der Legierung durchgeführt wurde.
  14. Streifen nach Anspruch 1, bei dem die Hitzebehandlung in einem kontinuierlichen Zweispulenofen durchgeführt wurde, wobei das Magnetfeld eine Größe im Bereich von etwa 1 bis 1,5 kOe hat, quer zu der Breitenrichtung des Streifens angelegt wurde, einen Winkel im Bereich von etwa 75 bis 90° in bezug auf die Längenrichtung des Streifens hat und der Streifen eine Breite im Bereich von etwa 1 bis 15 mm und eine Geschwindigkeit im Bereich von etwa 0,5 bis 12 m/min besitzt und unter einer Spannung im Bereich von etwa 0 bis 7,2 kg/mm2 steht, die Temperatur der Hitzebehandlung so bestimmt wird, daß die Temperatur des Streifens unter seiner Kristallisationstemperatur liegt, und der Streifen nach der Hitzebehandlung duktil genug ist, um geschnitten zu werden.
  15. System zur Überwachung von Gegenständen mit einer Markierungseinrichtung und einer Ausbildung, die ein Signal feststellt, welches durch mechanische Resonanz der Markierungseinrichtung in einem angelegten Magnetfeld erzeugt wird, wobei die Markierungseinrichtung wenigstens einen hitzebehandelten Streifen nach Anspruch 1 umfaßt.
  16. System zur Überwachung von Gegenständen nach Anspruch 15, bei dem der Streifen aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Bändern, Drähten und Bögen besteht.
  17. System zur Überwachung von Gegenständen nach Anspruch 16, bei dem der Streifen ein Band ist.
  18. System zur Überwachung von Gegenständen nach Anspruch 15, bei dem die Kurve der mechanischen Resonanzfrequenz gegen das Vormagnetisierungsfeld bei etwa 9 Oe nahe ewa 400 Hz/Oe liegt oder diesen Wert übersteigt.
  19. System zur Überwachung von Gegenständen nach Anspruch 15, bei dem das Vormagnetisierungsfeld, bei welchem die mechanische Resonanzfrequenz des Streifens ein Minimum hat, nahe etwa 8 Oe liegt oder diesen Wert übersteigt.
  20. System zur Überwachung von Gegenständen nach Anspruch 15, worin M Molybdän ist.
  21. System zur Überwachung von Gegenständen nach Anspruch 15, worin M das Element Chrom ist.
  22. System zur Überwachung von Gegenständen nach Anspruch 15, worin M das Element Mangan ist.
  23. System zur Überwachung von Gegenständen nach Anspruch 15, worin die Summe von ”b” plus ”c” im Bereich von 32 bis 47 liegt und die Summe von ”e” plus ”f” plus ”g” im Bereich von 16 bis 22 liegt.
  24. System zur Überwachung von Gegenständen nach Anspruch 15, bei dem der Streifen eine Zusammensetzung aus der Gruppe Fe40Co34Ni8B13Si5, Fe40 Co30 Ni12 B13 Si5, Fe40 Co26 Ni16 B13 Si5, Fe40 Co22 Ni20 B13 Si5, Fe40 Co20 Ni22 B13 Si5, Fe40 Co18 Ni24 B13 Si5, Fe35 Co18 Ni29 B13 Si5, Fe32 Co18 Ni32 B13 Si5, Fe40 Co16 Ni26 B13 Si5, Fe40 Co14 Ni28 B13 Si5, Fe40 Co14 Ni28 B16 Si2, Fe40 Co14 Ni28 B11 Si7, Fe40 Co14 Ni28 B13 Si3 C2, Fe38 Co14 Ni30 B13 Si5, Fe36 Co14 Ni32 B13 Si5, Fe34 Co14 Ni34 B13 Si5, Fe30 Co14 Ni38 B13 Si5, Fe42 Co14 Ni26 B13 Si5, Fe44 Co14 Ni24 B13 Si5, Fe40 Co14 Ni27 Mo1 B13 Si5, Fe40 Co14 Ni25 Mo3 B13 Si5, Fe40 Co14 Ni27 Cr1 B13 Si5, Fe40 Co14 Ni25 Cr3 B13 Si5, Fe40 Co14 Ni25 Mo1 B13 Si5, Fe40 Co12 Ni30 B13 Si5, Fe38 Co12 Ni32 B13 Si5, Fe42 Co12 Ni30 B13 Si5, Fe40 Co12 Ni26 B17 Si5, Fe40 Co12 Ni28 B15 Si5, Fe40 Co10 Ni32 B13 Si5, Fe42 Co10 Ni30 B13 Si5, Fe44 Co10 Ni28 B13 Si5, Fe40 Co10 Ni31 B13 Si5, Fe40 Co10 Ni31 B13 Si5, Fe40 Co10 Ni31 Mn1 B13 Si5, Fe40 Co10 Ni29 B13 Si5, Fe40 Co10 Ni30 B13 Si5 C2, Fe40 Co8 Ni38 B13 Si5, Fe40 Co6 Ni36 B13 Si5 und Fe40 Co4 Ni38 B13 Si5 hat, worin die Indizes in Atomprozenten angegeben sind.
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