DE976355C

DE976355C - Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Materials aus einem Mischferrit und aus solchem Material hergestellter Magnetkern

Info

Publication number: DE976355C
Application number: DEN2403D
Authority: DE
Inventors: Jacob Louis Snoek
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1941-10-24
Filing date: 1942-10-22
Publication date: 1963-08-01
Also published as: GB626946A; NL61937C; CH256023A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 1. AUGUST 1963

N2403 VIb/8ob

Magnetkern

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines weichmagnetischen, aus homogenen kubischen Mischkristallen mit Spinellstruktur bestehenden gesinterten Mischferritmaterials, das sich insbesondere für Radio- und Telefoniezwecke, z. B. für die Herstellung von Filterspulen, Pupinspulen, Transformatoren und elektroakustischen Vorrichtungen, eignet.

Derartige Ferrite wurden bisher in einer Sauer-Stoffatmosphäre gesintert und dann möglichst rasch abgekühlt, um eine Verschlechterung ihrer magnetischen Eigenschaften während des Abkühlens zu vermeiden.

Die Erfindung beruht demgegenüber auf der Erkenntnis, daß ein Mischferrit aus Zink- und/oder Cadmiumferrit und einem bei Zimmertemperatur ferromagnetischen Ferrit, wie Kupfer-, Magnesium- oder Nickelferrit, bzw. ein Gemisch aus diese Ferrite bildenden Bestandteilen, z. B. den Oxyden, besonders günstige weichmagnetische Eigenschaften erhält, wenn es nach dem Sintern bei 1000 bis 1400⁰ C einer langsamen Abkühlung unterworfen wird. Erfindungsgemäß ist die Kühlgeschwindigkeit weniger als ioo° C pro Minute, z. B. 5 bis io° C pro Minute. Während der Zeit des Kühlens muß die Sauerstoffatmosphäre erhalten bleiben.

309 652/17

Mit einem auf diese Weise hergestellten Ferrit lassen sich eine Anfangspermeabilität von ioo bis 560 und ein Verlustfaktor von weniger, als 0,06 im Frequenzgebiet von 10 bis iGOökHz für einen ringförmigen Kern ohne Luftspalt und ein spezifischer Widerstand von wenigstens 1000 Ohm · cm erreichen.

Die Vorschrift, das Ferrit nach dem Sintern langsam und in einer Sauerstoff atmosphäre zu kühlen, ist nur insoweit Gegenstand des Patents, als sie sich auf ein Ferrit der vorgenannten Zusammensetzung bezieht.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert, in denen die Herstellung einiger Mischferrite mit niedrigen Verlusten und teilweise mit hohen Werten für die Anfangspermeabilität beschrieben ist. Die erwähnten Ferrite haben alle eine sogenannte Spinellstruktur. Die in den Beispielen angegebenen Werte für die Anfangspermeabilität μ sind durch Messung an einem ringförmigen Kern ohne Luftspalte des Materials gefunden. Die Qualität eines -Materials mit Rücksicht auf die Verluste ist, wie gesagt, in der Größe tgö — Rico L ausgedrückt.

Beispiel 1

Ein Gemisch aus 20 Molprozent reinem Kupferoxyd, 30 Molprozent reinem Zinköxyd und 50 MoI-prozent reinem Ferrioxyd wird während.ungefähr 200' Stunden in einer Eisenkugelmühle gemahlen; von dem Gemisch wird unter einem. Druck von. 4.t pro Quadratzentimeter ein Ring mit einem Durchmesser von 3 cm und einem Querschnitt, von 4 χ 4mm gepreßt, der während-2 Stunden auf-1050'⁰ C in einer Sauerstoffströmung geheizt wird. Darauf wird mit einer Geschwindigkeit von 5⁰C pro Minute gekühlt auf 6oo° C, auf der der -Kern während 12 Stunden gehalten wird; schließlich wird bis auf Zimmertemperatur gekühlt, auch in Sauerstoff. Der erzeugte Kern hat einen tgö von etwa 0,02 bei 1000 kHz und eine Anfangsperme-

abilität von 200. Der Wert von

tg<5

beträgt somit

0,000! bei 1000 kHz. Die Abhängigkeit von tg<5 von der Frequenz wird durch die Kurve b der Figur angegeben.

Ein Kupferzinkferrit der erwähnten Zusammensetzung kann auch dadurch bereitet werden, daß 11 einer gereinigten Lösung von 0,2 Molarkupfersulfat, 0,3 Molarzinksulfat und 1 Molareisennitrat in der Wärme mit 0,5 1 Molarnatronlauge niedergeschlagen wird; der Niederschlag wird nach Auswaschen getrocknet und einer Vorerhitzung bis auf 700'⁰ C unterworfen zur Verbesserung der Preßbarkeit; darauf wird das Material zu einem Ring in der vorerwähnten Weise gepreßt und darauf erhitzt. Wird während 3 Stunden auf 900⁰ C erhitzt, darauf mit einer Geschwindigkeit von 50⁰ C in der Minute bis auf 6oo° C gekühlt, welche Temperatur während 30 Stunden aufrechterhalten wird, und schließlich bis auf Zimmertemperatur gekühlt, alles in einer Sauer stoff strömung, so wird

die Abhängigkeit von tg<5 von der Frequenz für "den auf diese Weise erzeugten Kern durch die Kurve c der Figur dargestellt. Die Anfangspermeabilität beträgt 500. ΛΥ-ird dieser auf nassem Wege erzeugte Kupferzinkferritkern nach der Behandlung auf 6oo'° C noch während 19 Stunden auf 510° C, 34 Stunden auf 41 o° C und 12 Stunden auf 310⁰C gehalten, alles in Sauerstoff, so ergibt sich ein Kern, dessen Abhängigkeit von tg<5 von der Frequenz durch die Kurve d der Figur dargestellt wird. Die Anfangspermeabilität des auf diese Weise behandelten Kerns beträgt 410.

Beispiel II

Ein Gemisch aus 28 Molprozent reinem Magnesiumoxyd, 18 Molprozent reinem Zinkoxyd und 54 Molprozent reinem Ferrioxyd wird während 30 Stunden in einer Eisenschleudermühle gemahlen. Von dem Gemisch wird auf die unter Beispiel I beschriebene Weise ein Ring gepreßt, der während 2 Stunden auf 1400⁰ C in Sauerstoff geheizt wird, worauf langsam,-.d. h.- mit einer Geschwindigkeit von 5 bis io° "C in der Minute, in Sauerstoff gekühlt wird. Das erzeugte Produkt hatte einen Wert tg<3 von 0,02 bei 1000 kHz und eine Anfangspermeabilität von 150.

.Die Abhängigkeit von tg<5 von der Frequenz wird dureh-die Kurve c der Figur dargestellt. ..Wird:, dieser langsam gekühlte Ferritkern auf iooo⁰ C geheizt, darauf während 18 Stunden gehalten..und -darauf -W.ährejad. 20. Stunden „auf ..7,5p..⁰ .C gehalten, worauf wieder langsam gekühlt wird, alles, in Sauerstoff, _so werden die tg<5-Werte der Kurve-/ der- Figur erzielt. - - '■ '

Beispiel III

Ein Gemisch aus 20 Molprozent reinem Nickeloxyd, 30 Molprozent reinem Zinkoxyd und 50 Molprozent reinem Ferrioxyd wird während 30 Stunden in einer Eisenschleudermühle gemahlen; von dem Gemisch wird auf die unter Beispiel I beschriebene Weise ein Ring gepreßt, der während einer Stunde auf 1400⁰ C geheizt wird, darauf während 16 Stunden aus 930⁰ C gehalten und darauf langsam, mit etwa io° G in der Minute, gekühlt wird, alles in Sauerstoff. Die tg<5-Werte des rzeugten Kerns sind durch die Kurve g· der Figur dargestellt. Die Anfangspermeabilität beträgt 560. Indem bei dem erzeugten Kern eine Sauerstoffbehandlung von 12 Stunden bei 1000⁰ C und 20- Stunden bei 750⁰ C durchgeführt wird, ändern sich die tg<5-Werte nicht.

Beispiel IV

Ein durch während 1V2 Stunden auf 1000⁰ C Sintern erzeugtes reines Kupfercadmiumferrit einer Zusammensetzung von 25 Molprozent Kupferoxyd, Molprozent Cädmiumoxyd und 50 Molprozent Ferrioxyd wird während etwa 200· Stunden in einer isenkugelmühle gemahlen; von dem gemahlenen

Ferrit wird auf die unter Beispiel I beschriebene Weise ein Ring gepreßt, der darauf während 6 Stunden auf iooo⁰ C in einer Sauerstoffströmung geheizt wird, worauf mit einer Geschwindigkeit von 5° C in der Minute in der Sauerstoffströmung gekühlt wird. Der erzeugte Kern hat einen tg<5 von ο,οΐ bei einer Frequenz von 1000'kHz und eine Anfangspermeabilität von tg<5

ioo. Der Wert

beträgt somit etwa ο,οοοι

bei iooo kHz. Die Abhängigkeit von tg<3 von der Frequenz wird durch die Kurve α der Figur dargestellt.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verfahren zur Herstellung eines weichmagnetischen, aus homogenen kubischen Kristallen mit Spinellstruktur bestehenden, in einer Sauerstoffatmosphäre gesinterten Mischferritmaterials, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus Zink- und/oder Cadmiumferrit und einem bei Zimmertemperatur ferromagnetischen Ferrit, wie Kupfer-, Magnesium- oder Nickelferrit, bzw. ein Gemisch aus diese Ferrite bildenden Bestandteilen, z. B. den Oxyden, nach dem Sintern bei iooo bis 1400⁰ C unter Beibehaltung der Sauerstoffatmosphäre einer Abkühlung mit einer Geschwindigkeit von weniger als ioo° C pro Minute, z. B. 5 bis io° C pro Minute, unterworfen wird

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 226347, 227787; ·

deutsche Patentanmeldung N 2336 VIb/8ob (bekanntgemacht am 27. 12. 1951) ;

USA.-Patentschriften Nr. 1 647 737, 1 647 738, 946964;

Physica, III (6), S. 463 bis 483 (1936);

Pawlek, »Magnetische Werkstoffe«, 1952,
S. 264;

Philips' Technische Rundschau, 8 (2), S. 57 bis 64 (1946), und 8 (12), S. 353 bis 360 (1946), und 9 (6), S. 186 bis 192 (1947);

Dissertation von A. Wille, TIi Braunschweig, ^J933> »Über den Zusammenhang zwischen Aufbau und Ferromagnetismus der Ferrite«;

Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, II, 42, S. 2248 ft'. und 4594/4595 (1909);

Zeitschrift für physikalische Chemie, 18, S. 295 (1932);

Handbuch der Anorganischen Chemie von
Abegg, 2. Teil B, 4. Band, III, Abt. S, S. 273
bis 299;

Comptes Rendues, 1939, S. 164 bis 169.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 309 652/17 7.63