DE926409C - Magnetkern - Google Patents

Description

• Magnetkern Die Erfindung bezieht sich auf einen Magnetkern, bei dem das magnetische Material aus Mischkristallen mit Perowskitstruktur von oxydischen Manganverbindungen der zweiwertigen Metalle Strontium, Barium, Blei und/oder der dreiwertigen Metalle Lanthan, Praseodym, Neodym besteht. Obgleich in diesen Verbindungen das Mangan vier- bzw. dreiwertig ist, werden sie im folgenden alle als Manganite bezeichnet.
• Die vorerwähnten Mischkristalle entsprechen angenähert den Formeln M++ Mn ++++03 und M+++ Mn +++03 .
• Als Verbindung des dreiwertigen Mangans kommt in erster Linie das Lanthanmanganit in Betracht. Statt des Lanthanmanganits oder neben ihm können auch andere Manganite dreiwertiger Metalle. mit Perowskitstruktur, wie z. B. Praseodym- und Neodymmanganit, zur Verwendung kommen. Als andere Mischkristallkomponenten sind die Manganite_ von Strontium, Barium und/oder Blei geeignet: Die Bildung von Mischkristallen mit Perowskitstruktur ist nur beschränkt möglich. Es kann z. B. im Lanthanmanganit das Lanthan nur bis zu etwa 7o0/, durch Strontium und bis zu etwa 500/, durch Barium oder Bleiersetzt werden. Beim weiteren Ersetzen tritt eine andere Kristallphase ein. Es hat sich gezeigt, daB durch eine Kombination von Lanthanmanganit mit Manganiten.von Strontiurn, Barium und/oder Blei ein Curiepunkt über Zimmertemperatur erzielbar ist: Bei Mischkristallen von 25 bis 50 Molprozent Strontium- bzw. Barium- oder Bleimanganit mit 75 bis zu 5o Molprozent Lanthanmanganit liegt' der Curiepunkt bei 6o bis go° C ; diese Mischkristalle sind also für den praktischen Gebrauch bei Magnetkernen am meisten geeignet.
• Vollständigkeitshalber sei bemerkt, .daß bei verschiedenen Mischkristallen der Curiepunkt unterhalb o' C liegt; derartige Stoffe haben also bei normalen Gebrauchstemperaturen keine ferromagnetischen Eigenschaften. Ein verhältnismäßig reines Lanthanmanganitpräparat, in dem aber -noch 4 °/o des Mangans vierwertig war, hatte einen Curiepunkt unterhalb - 20o° C. Unter Beibehaltung der Perowskitstruktur und ohne Ausscheidung einer zweiten Phase können in diesem Material mehr als 25°/0 des Mangans in vierwertiger Form vorhanden sein, so daß man z. B. ein Material von der Zusammensetzung LaMn03,12s erhalten kann. Hierdurch steigt der Curiepunkt bis zu - 2o° C. Indem jedoch im Lanthanmanganit das Lanthan teilweise durch eines der genannten zweiwertigen Metalle ersetzt wird, läßt sich in vielen Fällen der Curiepunkt bis zu einer Temperatur über a° C steigern. Wie bereits erwähnt, werden hierbei die bestmöglichen Ergebnisse erzielt, wenn man das Lanthan durch Strontium, Barium und/öder Blei ersetzt. -In dieser Weise entstehen Stoffe mit einer Anfangspermeabilität von ioo bis Zoo, gemessen bei 4 kHz, und einer magnetischen Sättigung von etwa .6o Gauß - cm3/g bei Zimmertemperatur: Der Ersatz eines Teiles des Mn durch Al, Cr, Ti, Co oder Ni führt im allgemeinen eine niedrigere Curietemperatur herbei. Daher darf diese Ersetzung nur im beschränkten Maße stattfinden.
• Die Bereitung der erwähnten Stoffe kann durch Reaktion eines Gemisches der zusammengesetzten Metalloxyde oder Verbindungen erfolgen, die bei Erhitzung in diese'Oxyde-übergehen; oder anderer Verbindungen, die neben einem oder mehreren-der gewünschten Metalloxyde nur noch flüchtige Komponenten enthalten. Dabei sind die Zusammensetzung dieses Gemisches, die Reaktionstemperatur und der Partialsauerstoffdruck der umgebenden Atmosphäre, letzterer auch während der' Abkühlung, bestimmend für .den Sauerstoffgehalt der gebildeten Mischkristalle.
• Die Magnetkerne nach der Erfindung können durch Formgebung und Sinterung auf in der keramischen Technik übliche Weise hergestellt werden; wobei von den erwähnten Perowskitstoffen in Pulverform ausgegangen wird. Bei der Sinterung und Abkühlung sollen selbstverständlich die Umstände derart gewählt werden, -daß keine die magnetischen- Eigenschaften beeinträchtigenden Umwandlungen stattfinden. Auch ist es nach Formgebung- des Ausgangsgemisches möglich, die Bereitung der gewünschten Mischkristalle und die zur Herstellung der Magnetkerne erforderliche Sinterung in einem Arbeitsgang zu vollführen. Schließlich können die betreffenden Mischkristalle mittels eines Bindemittels zu Magnetkernen verarbeitet werden. Beispiel = Man sintert ein Gemisch von 130g Lanthancarbonat, 2,9,5 g Strontiumcarbonat und 115 g Mangancarbonat in derLuft bei goo bis rooo°.C-während einiger Stunden. Nach Abkühlung wird das Gemisch -gemahlen und in die gewünschte Form gepreßt. Dann sintert man, ebenfalls in der Luft, bei einer Temperatur zwischen 1370 und r450' C während 3 Stunden, wodurch ein ,Magnetkern entsteht, der aus Mischkristallen von 8o Molprozent Länthanmanganit und 2o Molprozent Strontiummanganit besteht. In ähnlicher Weise bereitet man Mischkristalle von 70 Molprozent Lanthänmanganit mit 30 Molprozent Strontiummanganit, von 6o Molprozent Länthänmanganit reit 4o Molprozent Strontiummanganit und von 50 Molprozent Lanthanmanganit mit 50 Molprozent Strontiummänganit. Wenn die Zusammensetzung mehr als 4o Molprozent M++Mn03 enthält, ist es erwünscht, eine Atmosphäre mit einem höheren Partialdruck des Sauerstoffes oder sogar reinen Sauerstoff zu verwenden. Einige magnetische Eigenschaften sind in der folgenden Tabelle erwähnt.

  Tabelle i

  Zusammensetzung

  Stron- Curie- Magnetische Anfangs-

  Lanthän- tium- Sättigung permea-

  manganit man- tempera- tur bei 20° C bilität

  ganit q. kHz bei

  (Mol- (M01- (Gauß - 20, C

  Prozent) Prozent) ° C c-3/g)

  80 20 45 20

  70 30 95 65 ioo

  6o 4.0 " 95 61 95

  50 50 80 47 -

  Beispiel 2 Man sintert ein Gemisch von 130 g Lanthanoxyd, 39,5 g Bariumcarbonat und.115 g Mangancarbonat in Luft bei goo bis iooa° C während einiger Stunden. Nach Abkühlung wird das Gemisch gemahlen und- in die gewünschte Form gepreßt. Dann sintert man, ebenfalls in Luft, bei einer Temperatur zwischen 1370 und 145o° C während 3 Stunden, was einen Magnetkern ergibt, der aus Mischkristallen von 8o Molprozent Lanthanmanganit und 2o Mölprozent Bariummanganit besteht. In ähnlicher Weise bereitet man Mischkristalle von 75 Molprozent Lanthanmanganit mit 25 Molprozent Bariummanganit, von 7o Molprozent Lanthanmangamt mit 30 Molprozent Bariummanganit und von 65 MOlprozent Lanthanmanganit mit 35 Molprozent Bariummangänit. Einige Eigenschaften sind in der folgenden Tabelle erwähnt.

  - Tabelle 2

  Zusammensetzung Curie- Magnetische -

  Länthan- Barium- Sättigung

  manganit 'manganit temperatur- bei 2J C

  (Molprozent) - (Molprozent) ° C (Gauß - cm3/g)

  8o 20 25 5

  75 25 43 34

  70. 30 65 55

  65 35 8o 55

  Beispiel 3 Man sintert ein Gemisch von 16o g Lanthancarbonat, 44,3g Strontiumearbonat,103,5 g Mangancarbonat und 5,1 g Aluminiumoxyd in Luft bei goo bis =ooo° C während einiger Stunden. Nach Abkühlung wird das Gemisch gemahlen und in die gewünschte Form gepreßt. Sodann sintert man, ebenfalls in Luft, bei einer Temperatur zwischen 1370 und 1450'C während 3 Stunden, was einen Magnetkern ergibt, den man als aus Mischkristallen von 6o Molprozent Lanthanmänganit, io Molprozent Lanthanaluminat (LaAl03) und 30 MOlprozent Strontiummanganit bestehend auffassen kann. Die Curietemperatur beträgt 43°C, die magnetische Sättigung 17 Gauß, cm3/g bei 2o° C. Beispiel 4 Man sintert ein Gemisch von 114 g Lanthanoxyd, 22,1 g Strontiumcarbonat, 29,6 g Bariumcarbonat und 115 g Mangancarbonat in Luft bei goo bis iooo° C während einiger Stunden. Nach Abkühlung wird das Gemisch gemahlen und in die gewünschte Form gepreßt. Hiernach sintert man ebenfalls in Luft bei einer Temperatur zwischen 1370 und 145o° C während 3 Stunden, was einen Magnetkern ergibt, der aus Mischkristallen von 7o golprozent Lanthanmanganit, 15 Molprozent Strontiummanganit und 15 Molprozent Bariummanganit besteht. Die Curietemperatur ist 7o° C, die magnetische Sättigung in Gauß - cm3/g bei 2o' C beträgt 57. Für die Anfangspermeabilität bei-4 kHz und bei 2o' C ergab sich ein Wert von 18o. Beispiel 5 Man sintert ein Gemisch von 114 g Lanthanoxyd, 8o g Bleicarbonat und 115 g Mangancarbonat in Luft bei goo bis zooo° C während einiger Stunden. Nach Abkühlung wird das Gemisch gemahlen und in die gewünschte Form gepreßt. Sodann sintert man, ebenfalls inLuft, bei einer allmählich von iioo bis zu 130o° C wachsenden Temperaturwährend 3 Stunden, was einen Magnetkern ergibt, der aus Mischkristallen von 70 Molprozent Lanthanmanganit und 30 Molprozent Bleimanganat besteht. Die Curietemperatur ist go° C, die magnetische Sättigung in Gauß - cm3/g bei 2o° C beträgt 36.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i: Magnetkern, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Material aus Mischkristallen besteht, die Manganite von Lanthan, Praseodym und/oder Neodym als Komponenten bzw. Komponente enthalten.
2. 2. Magnetkern, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Material aus Mischkristallen besteht, die Manganite von Strontium, Barium und/oder Blei als Komponenten bzw. Komponente enthalten.
3. 3. Magnetkern nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Mangans durch Aluminium, Chrom, Titan, Cobalt oder Nickel ersetzt ist.
4. 4. Magnetkern nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Material aus Mischkristallen von etwa 25 bis 50 Molprozent Strontiummanganit, Bariummanganit und/oder Bleimanganit auf etwa 75 bis 50 Molprozent Lanthanmanganit besteht. Angezogene Druckschriften Deutsche Patentschriften Nr. 226 347, 227 787.