NL8402146A - Soft ferromagnetic material - based on lithium zinc manganese ferrite - Google Patents

Soft ferromagnetic material - based on lithium zinc manganese ferrite Download PDF

Info

Publication number
NL8402146A
NL8402146A NL8402146A NL8402146A NL8402146A NL 8402146 A NL8402146 A NL 8402146A NL 8402146 A NL8402146 A NL 8402146A NL 8402146 A NL8402146 A NL 8402146A NL 8402146 A NL8402146 A NL 8402146A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
cores
ferrite
magnetic core
magnetic
content
Prior art date
Application number
NL8402146A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Philips Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Nv filed Critical Philips Nv
Priority to NL8402146A priority Critical patent/NL8402146A/en
Priority to DE8484201293T priority patent/DE3475295D1/en
Priority to ES535792A priority patent/ES8507288A1/en
Priority to EP84201293A priority patent/EP0140409B1/en
Priority to KR1019840005525A priority patent/KR920004024B1/en
Publication of NL8402146A publication Critical patent/NL8402146A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00Compounds of cobalt
    • C01G51/006Compounds containing, besides cobalt, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00Compounds of iron
    • C01G49/0018Mixed oxides or hydroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00Compounds of iron
    • C01G49/0018Mixed oxides or hydroxides
    • C01G49/0027Mixed oxides or hydroxides containing one alkali metal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00Compounds of iron
    • C01G49/0018Mixed oxides or hydroxides
    • C01G49/0063Mixed oxides or hydroxides containing zinc
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00Compounds of iron
    • C01G49/0018Mixed oxides or hydroxides
    • C01G49/0072Mixed oxides or hydroxides containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00Compounds of iron
    • C01G49/009Compounds containing, besides iron, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/26Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on ferrites
    • C04B35/2608Compositions containing one or more ferrites of the group comprising manganese, zinc, nickel, copper or cobalt and one or more ferrites of the group comprising rare earth metals, alkali metals, alkaline earth metals or lead
    • C04B35/2616Compositions containing one or more ferrites of the group comprising manganese, zinc, nickel, copper or cobalt and one or more ferrites of the group comprising rare earth metals, alkali metals, alkaline earth metals or lead containing lithium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/30Three-dimensional structures
    • C01P2002/32Three-dimensional structures spinel-type (AB2O4)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/50Solid solutions
    • C01P2002/52Solid solutions containing elements as dopants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/50Solid solutions
    • C01P2002/52Solid solutions containing elements as dopants
    • C01P2002/54Solid solutions containing elements as dopants one element only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/10Solid density
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40Electric properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/42Magnetic properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80Compositional purity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Magnetic Ceramics (AREA)

Abstract

The material has soft ferromagnetic properties and a cubic spinel crystal structure. The general formula is as follows: (LiO.5FeO.5)(1-z-a)Zn(z)Co(a)MnII(y) MnIII(x)Fe(2-x+delta) 0(4+3delta/2+epsilon) with the parameters defined as: z is 0.05 or more but below 0.45; a=0-0.05; x+y=0.01-0.25; delta=0.35 to +0.15; epsilon=0.5x to +0.25a to which has been added p wt.% Bi2O3 and q wt.% V2O5 whereby: p=0-1.2; q=0-1.2; and p+q=0.2-1.2. The material is made by homogenising a powder mixt., pressing into the required magnetic core shapes and sintering at a temp. between 950 and 1100 deg. C.

Description

k ^ HIN.11.089 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven "Magneetkem op basis van lithium-zink-mangaan ferriet"k ^ HIN.11.089 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven "Magnet core based on lithium-zinc-manganese ferrite"

De uitvinding heeft betrekking op een magneetkem van oxydisch, ferrcmagnetisch materiaal, bestaande uit een spinelferriet met kubische kristalstruktuur.The invention relates to a magnetic core of an oxidic, ferromagnetic material, consisting of a spinel ferrite with a cubic crystal structure.

Magneetkemen van oxydisch, ferrcmagnetisch materiaal, 5 bestaande uit een spinelferriet met kubische kristalstruktuur, worden in grote aantallen gebruikt in inductiespoelen en in transformatoren op het gebied van telecommunicatie en industriële en consumentenelektronica. Afhankelijk van de toepassing kan men de materialen in kwestie in een viertal types verdelen: 10 - Het eerste type is een lage-verliezen ferriet bestand voor hoge kwaliteitsspoelen die in filters gebruikt worden. De magneetkemen zijn meestal ronde of vierkante potkemen. — - Het tweede type heeft een hoge magnetische beginpermeabiliteit en is bestemd voor laag-vermogen breedband- en pulstransfarmatoren.Magnetic cores of oxidic, ferromagnetic material, consisting of a spinel ferrite with cubic crystal structure, are widely used in induction coils and in transformers in the fields of telecommunications and industrial and consumer electronics. Depending on the application, the materials in question can be divided into four types: 10 - The first type is a low-loss ferrite resistant for high quality coils used in filters. The magnetic cores are usually round or square pot cores. - - The second type has a high magnetic initial permeability and is intended for low-power broadband and pulse transfarmers.

15 De magneetkemen zijn meestal toroïden, E-kernen en verschillende typen potkemen.The magnetic cores are usually toroids, E-cores and different types of pot cores.

- Het derde type is geschikt voor hoog-vermogen toepassingen zoals power transformatoren die in het frequentiegebied van 10-100 kHz werken. Het gebied van vermogens die verwerkt worden loopt typisch 20 van 10 tot 750 W. De magneetkemen zijn meestal U-kemen of E-kemen.- The third type is suitable for high-power applications such as power transformers operating in the frequency range of 10-100 kHz. The range of powers to be processed typically ranges from 10 to 750 W. The magnetic cores are usually U-cores or E-cores.

- Het vierde type is bestemd voor toepassing in magneetkemen voor hoge kwaliteitsspoelen die in het frequentiegebied van 2-12 MHz toegepast worden. De magneetkemen zijn meestal potkemen, toroïden, staven of kralen.- The fourth type is intended for use in magnetic cores for high-quality coils that are used in the frequency range of 2-12 MHz. The magnetic cores are usually pot cores, toroids, rods or beads.

25 Hierboven nog niet vermelde toepassingen zijn verder magneetkemen voor antennestaven, storingsonderdrukkers en deeltjesversnellers. Geheugenkemen vallen hier typisch niet onder.Applications not mentioned above are furthermore magnetic cores for antenna rods, interference suppressors and particle accelerators. Memory cores are typically not included.

Voor toepassing bij hogere frequenties (in het bijzonder hoger dan 1 MHz) werd in verband met zijn hoge weerstand tot nu toe 30 Ni-Zn ferriet als magneetkernmateriaal gébruikt ( fi - 10^-Cl .cm).For use at higher frequencies (in particular higher than 1 MHz), 30 Ni-Zn ferrite has hitherto been used as the magnetic core material due to its high resistance (fi -110 -Cl-cm).

(Een materiaal dat inzetbaar is bij frequenties boven 1 MHz is uiteraard ook geschikt voor toepassing bij frequenties beneden 1 MHz). Gezien de hoge prijs van Ni-Zn ferriet werd uitgezien naar een vervan- 8402146 ΕΗΝ.11.089 2 t 4 I ϊ Λ gend ferrietsysteem met vergelijkbare elektrische en magnetische eigenschappen.(A material that can be used at frequencies above 1 MHz is of course also suitable for use at frequencies below 1 MHz). In view of the high price of Ni-Zn ferrite, a replacement 8402146 ΕΗΝ.11.089 2 t 4 I ϊ Λ ferrite system with comparable electrical and magnetic properties was sought.

De uitvinding verschaft een dergelijk ferrietsysteem. Dit wordt gekenmerkt door de volgende samenstelling 5 «“ο,Λ,5> 1 £ °*ff + 6 met 0,05 ^ z < 0,45 0 ^ a < 0,05 0,01 < x+y^" 0,25 10 -0,35 ^ J £ + 0,15 -0,5x ^ S 0,25a waaraan extra is toegevoegd p gew.% + q gew.% 15 waarbij 0 < p < 1,2 0 ^ q < 1,2 0,2 < p+q < 1,2The invention provides such a ferrite system. This is characterized by the following composition 5 «“ ο, Λ, 5> 1 £ ° * ff + 6 with 0.05 ^ z <0.45 0 ^ a <0.05 0.01 <x + y ^ "0 .25 10 -0.35 ^ J £ + 0.15 -0.5x ^ S 0.25a with extra added p wt% + q wt% 15 where 0 <p <1.2 0 ^ q <1 , 0.2 <p + q <1.2

Naast een kostenbesparing van ongeveer 30% die de toepassing van dit op Li-Zn-Mn ferriet gebaseerde ferrietsysteem in magneetkemen 20 levert, blijkt een belangrijk voordeel te zijn dat de sintertemperatuur door de toevoeging van een kleine hoeveelheid ^^2^3 V2°57 ^ie zo klein is dat de elektrische en magnetische eigenschappen niet nadelig beïnvloed worden, aanzienlijk lager kan zijn dan de sinter-temperatuur van Ni-Zn ferriet, waardoor in het onderhavige Li-Zn-Mn 25 ferrietsysteem materialen vervaardigd kunnen worden die een hoge dichtheid kambineren met een kleine korrel, hetgeen resulteert in een grote mechanische sterkte. In een bepaald geval werd een breeksterkte gemeten die vijf maal groter was dan die van Ni-Zn ferriet met vergelijkbare elektrische en magnetische eigenschappen.In addition to a cost saving of about 30% that the application of this Li-Zn-Mn ferrite-based ferrite system in magnetic cores 20 provides, an important advantage appears to be that the sintering temperature by the addition of a small amount of ^ ^ 2 ^ 3 V2 ° 57 It is so small that the electrical and magnetic properties are not adversely affected, it can be significantly lower than the sintering temperature of Ni-Zn ferrite, allowing materials of high density to be produced in the present Li-Zn-Mn 25 ferrite system. small grain grain resulting in high mechanical strength. In one case, a breaking strength of five times greater than that of Ni-Zn ferrite with comparable electrical and magnetic properties was measured.

30 De totale hoeveelheid toegevoegd sintermiddel mag ener zijds niet hoger zijn dan 1,2 gew.% omdat bij grotere hoeveelheden de magnetische en elektrische eigenschappen ongunstig beïnvloed worden. De totale hoeveelheid mag anderzijds niet lager zijn dan 0,2 gew.%, omdat bij kleinere hoeveelheden de sintertenperatuur niet 35 voldoende verlaagd wordt, waardoor het te sinteren materiaal met het materiaal van de oven kan reageren, Li kan verdampen, en de korrels groter worden, dit alles ten koste van de elektrische, magnetische en mechanische eigenschappen.On the one hand, the total amount of added sintering agent must not exceed 1.2% by weight, because in larger quantities the magnetic and electrical properties are adversely affected. The total amount, on the other hand, should not be less than 0.2% by weight, because in smaller amounts the sintering temperature is not lowered sufficiently, as a result of which the material to be sintered can react with the material of the oven, Li can evaporate, and the grains become larger. all at the expense of electrical, magnetic and mechanical properties.

8402146 < i PHN.11.089 38402146 <i PHN.11.089 3

Een ander voordeel van de lagere sintertemperatuur is dat de elektrische weerstand van de onderhavige Li-Zn-Mn ferrieten hoger is dan de elektrische weerstand van in verdere opzichten vergelijkbare Ni-Zn ferrieten.Another advantage of the lower sintering temperature is that the electrical resistance of the present Li-Zn-Mn ferrites is higher than the electrical resistance of further similar Ni-Zn ferrites.

De aanwezigheid van een kleine, doch specifieke hoeveelheid Mn blijkt in karibinatie net Bi^ en als sintermiddel, essentieel te zijn voor het verkrijgen van een hoge elektrische weerstand en lage, met de verliezen van Ni-Zn ferriet vergelijkbare, verliezen. Afhankelijk van de hoeveelheden Zn, Fe, Bi203 en V^Oj. dient de hoeveelheid Mn van 0,01 tot 0,25 formole-eenheden te variëren.The presence of a small but specific amount of Mn appears to be essential in caribination with Bi2 and as a sintering agent to obtain a high electrical resistance and low losses comparable to the losses of Ni-Zn ferrite. Depending on the amounts of Zn, Fe, Bi 2 O 3 and V 2 Oj. the amount of Mn should vary from 0.01 to 0.25 formole units.

1010

Een verder voerdeel van het hiervoor beschreven Li-Zn-Mn ferrietsysteem is, dat het, in het bijzonder door variatie van de Li-Zn-verhouding, een aantal materialen levert die aan uiteenlopende specificaties voldoen.A further part of the Li-Zn-Mn ferrite system described above is that, in particular by varying the Li-Zn ratio, it provides a number of materials that meet various specifications.

Bij een zinkgehalte z van 0,35 tot 0,45 farmule-eenheden zijn materialen net een magnetische permeabiliteit van 250 realiseerbaar.With a zinc content z of 0.35 to 0.45 pharmaceutical units, materials with a magnetic permeability of 250 can be realized.

Bij een zinkgehalte z van 0,25 tot en met 0,35 fonnule-eenheden zijn materialen met magnetische permeabiliteiten van 120 ^ realiseerbaar die tot hogere frequenties bruikbaar zijn.At a zinc content z of 0.25 to 0.35 formula units, materials with magnetic permeabilities of 120 µ can be realized which can be used up to higher frequencies.

Bij een zinkgehalte z van 0,15 tot en met 0,25 formule-eenheden zijn materialen met magnetische permeabiliteiten van 60 realiseerbaar die tot nog hogere frequenties bruikbaar zijn.At a zinc content z of 0.15 to 0.25 formula units, materials with magnetic permeabilities of 60 can be realized which can be used up to even higher frequencies.

De toevoeging van maximaal 0,05 formule-eenheden Co leidt ^ tot materialen met lagere verliezen en tevens kan met het Co-gehalte de temperatuurfaktor van de permeabiliteit gestuurd worden.The addition of a maximum of 0.05 formula units Co leads to materials with lower losses and also the temperature factor of the permeability can be controlled with the Co content.

Het materiaal in de reeks dat tot de hoogste frequenties bruikbaar is wordt gekenmerkt door een Zn-gehalte z van 0,10 tot en met 0,20 formule-eenheden. Bij lagere zinkgehaltes,in het bijzonder beneden 0,05 formule-eenheden, wordt de magnetische permeabiliteit te laag. De bovengrens van het Zn-géhalte wordt bepaald door de Curietemperatuur die gewenst wordt.The material in the range that can be used up to the highest frequencies is characterized by a Zn content z of 0.10 to 0.20 formula units. At lower zinc contents, especially below 0.05 formula units, the magnetic permeability becomes too low. The upper limit of the Zn content is determined by the Curie temperature desired.

Een aantal uitvoer ingsvoorbeelden van de uitvinding zal nader warden toegelicht aan de hand van de figuren.A number of embodiments of the invention will be further elucidated with reference to the figures.

^ Figuur 1 is een grafiek die de zogenaamde "isoverliezen" toont van een aantal Li-Zn-Mn ferrietkemen met dezelfde permeabiliteit, (^u = 200) doch met verschillende Mi en Zn gehaltes. De verliezen werden gemeten bij 1 MHz.^ Figure 1 is a graph showing the so-called "iso losses" of a number of Li-Zn-Mn ferrite cores with the same permeability, (^ u = 200) but with different Mi and Zn contents. The losses were measured at 1 MHz.

8 Δ 0 ? 1- 4 'fi * J -* PHN.11.089 48 Δ 0? 1-4 'fi * J - * PHN.11.089 4

Figuur 2 is eenzelfde grafiek als fig. 1 doch gemeten bij 5 MHz.Figure 2 is the same graph as Figure 1 but measured at 5 MHz.

Figuur 3 is eenzelfde grafiek als fig. 1 doch gemeten aan kernen met een permeabiliteit van 250.Figure 3 is the same graph as Figure 1 but measured on cores with a permeability of 250.

5 Figuur 4 is eenzelfde grafiek als fig. 2, doch gemeten aan kernen met een permeabiliteit van 250.Figure 4 is the same graph as Figure 2, but measured on cores with a permeability of 250.

Figuur 5 is een grafiek die de zogenaamde "isoweerstanden" toont van een aantal Li-Zn-Mn ferrietkemen met dezelfde permeabiliteit (^l = 200), doch met verschillende Mn en Zn gehaltes.Figure 5 is a graph showing the so-called "iso resistors" of a number of Li-Zn-Mn ferrite cores with the same permeability (^ 1 = 200), but with different Mn and Zn contents.

10 Figuur 6 is eenzelfde grafiek als fig. 5, doch gemeten aan kernen met een permeabiliteit van 250.Figure 6 is the same graph as Figure 5, but measured on cores with a permeability of 250.

Figuur 7 is een grafiek die de verliesfaktor ( —StiL) ^ van een aantal Li-Zn-Mn-Co ferrietkemen toont als funktie van het Fe-géhalte.Figure 7 is a graph showing the loss factor (-StiL) of a number of Li-Zn-Mn-Co ferrite cores as a function of the Fe content.

15 Figuur 8 is een grafiek die de verliesf aktor ( van een aantal Li-Zn-Mn-Co ferrietkemen toont als funktie van het Fe-gehalte.Figure 8 is a graph showing the loss factor (of a number of Li-Zn-Mn-Co ferrite cores as a function of the Fe content.

Figuur 9 is een grafiek die de temperatuurscoëfficiënt van de permeabiliteit TF van een aantal Li Zn Mn Co ferrietkemen 20 met =60 toont als funktie van het Co-gehalte.Figure 9 is a graph showing the temperature coefficient of the permeability TF of a number of Li Zn Mn Co ferrite cores 20 with = 60 as a function of the Co content.

Uitvoerlngsvocarbeeld I : ^0.30^.4(^0,03^,.02^.82 (met 0/46 gew.% Βΐ,,Ο^ enQ23 gew.% V20^) 25 Bereiding: 617/5 kg Fe^, 26,3 kg Mn^, 121,5 kg ZnO, 1,87 kg V^, 3,77 kg Bi203 en 38,1 kg Li^CO^ worden afgewogen en gedurende 4 uur met 600 1. water gemalen in een kogelmolen met een inhoud van 2000 1. Het poeder-water mengsel wordt gesproeidroogd en het verkregen granulaat in een roterende pijpoven voorgestookt qp 850°C.Output vocal picture I: ^ 0.30 ^ .4 (^ 0.03 ^ .02 ^ .82 (with 0/46 wt.% Βΐ ,, Ο ^ enQ23 wt.% V20 ^) 25 Preparation: 617/5 kg Fe ^, 26.3 kg Mn ^, 121.5 kg ZnO, 1.87 kg V ^, 3.77 kg Bi2 O3 and 38.1 kg Li ^ CO ^ are weighed and ground with 600 l of water in a ball mill with a capacity of 2000 1. The powder-water mixture is spray dried and the resulting granulate pre-fired in a rotary pipe oven at 850 ° C.

gg 800 kg van het voorgestookte granulaat wordt met 500 1. water gedurende 6 uur in een 2000 1. kogelmolen gemalen en vervolgens 2x gespoeld, met telkens 30 1. water en 4 1. dispergator. Aan het mengsel wordt een hoeveelheid bindmiddel, bijvoorbeeld een emulsie van polymethacrylaat in water^ toegevoegd. De koncentratie bindmiddel 35 is 1 g. vaste binder per 100 g. droog poeder. Daarna wordt het mengsel gesproeidroogd. Ringen (¢).0 =9/15 nm) warden geperst met een druk van 1 ton/cm en vervolgens gesinterd in een oven: 2 uur qp een toptemperatuur van 1025°C in lucht). De eigenschappen van de gesin- 8402146 3 r < PHN.11.089 5 terde ringen zijn: specifieke dichtheid d = 4,75 g/cm , magnetische permeabiliteit ,u,= 243); magnetische verliezen (tg^ = —g / j s- / ijyitiz 56 x 10 en (tgd/yu.) = 260 x 10 , temperatuurscoëf ficiënt van de permeabiliteit TF = 17 x 10 ®/°C tussen +25 en +7Ö°C, specifieke 5 elektrische weerstand P = 0,8 x 10¾. m.800 kg of the pre-fired granulate is ground with 500 liters of water in a 2000 liter ball mill for 6 hours and then rinsed twice, each with 30 liters of water and 4 liters of a disperser. An amount of binder, for example an emulsion of polymethacrylate in water, is added to the mixture. The concentration of binder 35 is 1 g. fixed binder per 100 g. dry powder. The mixture is then spray dried. Rings (¢) .0 = 9/15 nm) were pressed at a pressure of 1 ton / cm and then sintered in an oven (2 hours at a top temperature of 1025 ° C in air). The properties of the sintered rings are: specific gravity d = 4.75 g / cm, magnetic permeability, u, = 243); magnetic losses (tg ^ = —g / j s- / ijyitiz 56 x 10 and (tgd / yu.) = 260 x 10, temperature coefficient of permeability TF = 17 x 10 ® / ° C between +25 and + 7Ö ° C, specific electrical resistance P = 0.8 x 10¾. M.

Twee series van een aantal magneetkemen met de samenstelling LÏq 2oZno 40Fe2 30-x+y°4+%· mst variërend Mn en Fe-gehalte cp de bovenbeschreven wijze (d(3s ander toevoeging van 0,46 gew.% en 0,23 gew.% V^O^) vervaardigd. De kernen van de eerste serie hadden 10 alle een permeabiliteit ,u. van 200 (hiertoe waren ze gesinterd op een ongeveer 50 C lagere temperatuur dan in uitvoeringsvoorbeeld I), en de kernen van de tweede serie hadden alle een van 250 (hiertoe waren ze gesinterd cp een ongeveer 150°C hogere temperatuur dan in uitvoeringsvoorbeeld I). Van de aldus vervaardigde kernen 15 werden de verliesfaktoren (*^“ ) gemeten. In fig. 1 (metingen bij 1 MHz) en Fig. 2 (metingen bij 5 MHz) zijn de resultaten van de metingen aan de kernen van de eerste serie weergegeven als funktie van de Mi en Fe gehaltes. Punten met dezelfde waarde van de verlies-faktor zijn door lijnen verbonden. Deze geven de zogenaamde isover-20 liezen aan. y = O geeft in beide grafieken het stoichiometrische Fe-gehalte aan.Two series of a number of magnetic cores with the composition Liq 2oZno 40Fe2 30-x + y ° 4 +% mst varying Mn and Fe content cp in the manner described above (d (3s other addition of 0.46% by weight and 0.23 wt% V ^ O ^) The cores of the first series all had a permeability, u. of 200 (for this purpose they were sintered at a temperature about 50 ° C lower than in Example 1), and the cores of the second series all had 250 (for this purpose they were sintered at a temperature approximately 150 ° C higher than in embodiment I). The loss factors (* ^ ") of the cores thus produced were measured. In Fig. 1 (measurements at 1 MHz ) and Fig. 2 (measurements at 5 MHz) show the results of the measurements on the cores of the first series as a function of the Mi and Fe contents Points with the same value of the loss factor are connected by lines. the so-called isover-20 groins.y = O indicates the stoichiometric Fe content in both graphs On.

De negatieve y-waarden representeren een ondermaat Fe en de positieve y-waarden een overmaat Fe. Uit de figuren 1 en 2 blijkt dat de laagste verliezen gevonden worden bij kernen met een kleine 2g ondermaat Fe. Afhankelijk van het frequentiegébied blijkt het Mn-gehal-te van de kernen wat lager (bij frequenties van 1 MHz) of wat hoger (bij frequenties van 5 MHz) te moeten zijn om minimale waarden van de verliesfaktor te realiseren.The negative y values represent an excess of Fe and the positive y values represent an excess of Fe. Figures 1 and 2 show that the lowest losses are found in nuclei with a small 2g underside of Fe. Depending on the frequency range, the Mn content of the cores appears to be somewhat lower (at frequencies of 1 MHz) or somewhat higher (at frequencies of 5 MHz) in order to realize minimum values of the loss factor.

Cp analoge wijze zijn in fig. 3 (metingen bij 1 MHz) en fig. 4 (metingen bij 5 MHz) de resultaten van de verliesmetingenIn analogous manner, in Fig. 3 (measurements at 1 MHz) and Fig. 4 (measurements at 5 MHz), the results of the loss measurements

gUgU

aan de kernen van de tweede serie weergegeven.at the centers of the second series.

Ook hieruit blijkt dat ten aanzien van de verliezen een kleine ondermaat Fe optimaal is. Bij frequenties van 1 MHz vindt men echter nu juist dat het Mn gehalte bij voorkeur laag moet zijn, en bij frequenties van 5 MHz dat het Mn gehalte iets hoger moet zijn 35 om minimale waarden van de verliesfaktor te realiseren.This also shows that with regard to the losses, a small undersized Fe is optimal. At frequencies of 1 MHz, however, it is precisely found that the Mn content should preferably be low, and at frequencies of 5 MHz, the Mn content should be slightly higher in order to realize minimum values of the loss factor.

Figuur 5 toont de resultaten van weerstandsmetingen aan de kernei van de eerste serie en Figuur 6 de resultaten van weerstands- 3402146 * * 4 EHN.11.089 6 metingen aan de kernen van de tweede serie als funktie van de Mn en Pe gehaltes. In beide gevallen worden de hoogste weerstandswaarden (10¾ m) gevonden bij kernen net een kleine ondermaat Fe.Figure 5 shows the results of resistance measurements at the core egg of the first series and Figure 6 the results of resistance measurements 3402146 * * 4 EHN.11.089 6 at the cores of the second series as a function of the Mn and Pe contents. In both cases, the highest resistance values (10¾ m) are found in cores with only a small undersize Fe.

5 Uitvoeringsvoarbeeld 11= ^,33^0,20^0,03^0,04^2,16^,73 (met 0,4 gew.% en 0,2 gew.% Bi202)5 Embodiment Example 11 = ^, 33 ^ 0.20 ^ 0.03 ^ 0.04 ^ 2.16 ^, 73 (with 0.4 wt% and 0.2 wt% Bi202)

Bereiding: Te keer malen, sproeidrogen en voorstoken als onder I. Daarna wordt 800 g. voorgestookt granulaat gedurende 6 uur met 600 ml. 10 water gemalen in een 1 1. kogelmolen, vervolgens wordt het mengsel bij 200°C drooggedampt en worden er ringen van geperst en gesinterd als onder I. Om een kleinere korrel tg verkrijgen die lagere verliezen mogelijk maakt was in dit geval de s inter temper atuur 965°C.Preparation: Grinding, spray drying and pre-firing as under I. Then 800 g. pre-fired granulate with 600 ml for 6 hours. 10 water milled in a 1 1. ball mill, then the mixture is evaporated to dryness at 200 ° C and rings are pressed and sintered as under I. To obtain a smaller grain tg that allows lower losses, in this case the s inter temper at 965 ° C.

33

De eigenschappen van de gesinterde ringen zijn: d = 4,53 g/cm , 15 /ui = 60' (tgc*//u)10«z = 76 X 10_S «> ^//">40 MHZ = 220 x 10_6' ƒ = 0,2x 105n m en TF = 20 X 10 .The properties of the sintered rings are: d = 4.53 g / cm, 15 µl = 60 '(tgc * // u) 10 «z = 76 X 10_S«> ^ // "> 40 MHZ = 220 x 10_6 ƒ = 0.2 x 105n m and TF = 20 X 10.

Bovengenoemde eigenschappen maken het materiaal in kwestie zeer geschikt voor toepassing als magneetkemmateriaal in spoelen die bij hogere frequenties bedreven worden. Minimale waarden van de 20 verliesfaktor kunnen warden gerealiseerd door het juiste Fe gehalte in te stellen. Dit wordt geïllustreerd aan de hand van de figuren 7 en 8. Fig. 7 toont de verliezen bij 10 MHz van een aantal kernen net ae samenstelling I^3M%,20Co0,03^(04Fe2,344+xO44x ^ met variërende Fe gehaltes werden vervaardigd (steeds met een toevoe-25 ging van 0,4 gew.% V205 en 0,2 gew.% Bi^.) Alle kernen waren zodanig gesinterd dat ze een = 60 hadden.The above properties make the material in question very suitable for use as a magnetic core material in coils operated at higher frequencies. Minimum values of the 20 loss factor can be realized by setting the correct Fe content. This is illustrated with reference to Figures 7 and 8. FIG. 7 shows the losses at 10 MHz of a number of cores with the composition I ^ 3M%, 20Co0.03 ^ (04Fe2.344 + xO44x ^ with varying Fe contents) (each with an addition of 0.4 wt. % V205 and 0.2 wt% Bi ^.) All cores were sintered to have a = 60.

De laagste verliezen worden gevonden bij kernen met een ondermaat Fe die iets kleiner is dan 0,2.The lowest losses are found in cores with an under Fe of slightly less than 0.2.

Fig. 8 toont de verliezen gemeten bij 40 MHz. De laagste 30 verliezen worden gevonden bij kernen met een ondermaat Fe van ongeveer 0,2.Fig. 8 shows the losses measured at 40 MHz. The lowest 30 losses are found in cores with an Fe minimum of about 0.2.

De door de grootheid é aangegeven afwijking van het stoidiicmetrische Fe gehalte kan tussen -0,35 (ondermaat Fe) en +0,15 (overmaat Fe) liggen. Dus -9,35 < cf ^ +0,15. Op grond 35 van het voorgaande is er echter een voorkeur van een ondermaat Fe, dus -0,35 < é < -0,15The deviation of the solid diemetric Fe content indicated by the quantity é can be between -0.35 (underfoot Fe) and +0.15 (excess Fe). So -9.35 <cf ^ + 0.15. On the basis of the foregoing, however, there is a preference for an undersized Fe, i.e. -0.35 <é <-0.15

Voor een zo konstant mogelijke tenperatuurscoëfficiënt 8402146 HEI. 11.089 7 * * van de permeabiliteit is het Co gehalte van belang. Dit wordt geïllustreerd aan de hand van fig. 9. Deze toont de temperatuurscoëffi-ciënt TF van een aantal kernen net de samenstelling LV384^,23-aCoa%,04Fe2,344+4°4+|4 dte verschillend 5 Co gehaltes vervaardigd werden (steeds onder toevoeging van 0,2 gew.% en 0,4 gew.% . De kernen waren op zodanige temperaturen gesinterd dat ze alle een = 60 hadden. Curve a verbindt punten met een konstante temperatuurscoëffic iënt in het temperatuurgebied van 5-25°C en curve b verbindt punten met een 10 konstante tenperatuurscoëfficiënt in het temperatuurgebied van 25-75°C. Bij een Co-gehalte a = 0,027 (overeenkomend met het snijpunt p van de curves a en b) wordt een temperatuurscoëfficiënt gerealiseerd die konstant is tussen 5 en 75°C. Dit geldt voor ferriet-keraen met een gegeven Fe gehalte (Δ = -0,1). Bij samenstellingen 15 met een grotere ondermaat Fe (A ζ -Or2) verschuift het pint P naar rechts. Het Co-gehalte nodig om een konstante TF tussen 5 en 75°C te realiseren neemt dan toe. (Het maximaal benodigde Co-gehalte is ongeveer 0,05). Bij toename van de ondermaat Fe kanen de curves a en b lager te liggen. De absolute waarde van TF wordt dus kleiner.For the most constant temperature coefficient 8402146 HEI. 11.089 7 * * of the permeability, the Co content is important. This is illustrated with reference to Fig. 9. This shows the temperature coefficient TF of a number of cores with the composition LV384.23-aCoa%, 04Fe2.344 + 4 ° 4 + | 4 different 5 Co contents were produced (always adding 0.2 wt% and 0.4 wt%. The cores were sintered at such temperatures that they all had a = 60. Curve a connects points with a constant temperature coefficient in the temperature range of 5-25 ° C and curve b connect points with a constant temperature coefficient in the temperature range of 25-75 ° C. At a Co content a = 0.027 (corresponding to the intersection point p of curves a and b), a temperature coefficient which is constant between 5 and 75 ° C. This applies to ferrite keraen with a given Fe content (Δ = -0.1). In compositions 15 with a larger Fe base (A ζ -Or2) the pint P shifts to the right. the content required to realize a constant TF between 5 and 75 ° C then increases the Co content is about 0.05). Curves a and b may be lower as the undersized Fe increases. The absolute value of TF thus decreases.

20 Opgemerkt wordt dat Co in een oxyderend milieu 3-waardig kan worden. Om een bruikbaar materiaal te verkrijgen dient ervoor gezorgd te worden dat het sinteren onder zodanige omstandigheden plaatsvindt dat maximaal de helft van de Co-ionen 3-waardig wordt.It is noted that in an oxidizing environment Co can become 3-valent. In order to obtain a useful material, care must be taken to ensure that the sintering takes place under conditions such that a maximum of half of the Co ions becomes trivalent.

Dit betekent dat in de formule die de samenstelling van het ferriet-25 materiaal voor magneetkemen volgens de uitvinding beschrijft: (Ll0,5Fe0,5) 1 -z-aZnzCoaMrixFe2-x+ ^ °4+| $ + £ de bovengrens van £ gelijk is aan +0,25 a.This means that in the formula describing the composition of the ferrite-25 material for magnetic cores according to the invention: (L10,5Fe0,5) 1 -z-aZnzCoaMrixFe2-x + ^ ° 4 + | $ + £ the upper limit of £ equals +0.25 a.

De ondergrens van £ wordt bepaald door de omstandigheid 30 dat het Mi bij hogere sintertemperaturen, of in een minder oxyderend milieu, geheel tweewaardig kan worden. Om dit in rekening te brengen is 0,5 xThe lower limit of £ is determined by the condition that the Mi can become completely divalent at higher sintering temperatures, or in a less oxidizing environment. To take this into account is 0.5x

Experimenteel is vastgesteld dat materialen met optimale 35 kanbinaties van eigenschappen kunnen worden verkregen als de toevoeging van het sintermiddel ligt tussen 0,3 en 0,7 gew.%, terwijl het het gunstigste blijkt te zijn dat Bi^ en V20,- beide worden toege- 8 4 0 2 1 4?» ΡΗΝ.11.089 8 5 Λ 9 Ο voegd. Gunstige resultaten werden in het bijzonder verkregen bij toevoeging van 0,2 gew.% Bi2°3 en 0,4 V2°5* Daar niet voor alle toepassingen optimale kombinaties van eigenschappen nodig zijn, kan in bepaalde gevallen ook alleen of alleen worden toege- g voegd om de sinterteirperatuur te verlagen.It has been established experimentally that materials with optimal combinations of properties can be obtained if the addition of the sintering agent is between 0.3 and 0.7% by weight, while it appears to be most favorable that Bi 2 and V 2 O are both added. - 8 4 0 2 1 4? » ΡΗΝ.11.089 8 5 Λ 9 Ο added. In particular, favorable results were obtained when 0.2 wt.% Bi2 ° 3 and 0.4 V2 ° 5 were added. * Since optimal combinations of properties are not required for all applications, in some cases it can also be used alone or alone. g added to lower the sintering temperature.

10 e 15 20 25 30 35 840214610 e 15 20 25 30 35 8 402 146

Claims (8)

1. Magneetkem van oxydisch, ferramgnetisch materiaal, bestaande uit een sp inelferriet net kubische kristalstruktuur, met 5 het kenmerk, dat het ferriet de volgende samenstelling heeft ^0,5^0,51 !Vx+<5 Vf i -£ net 0,05 z < 0,45 0 < a ^ 0,05 10 0,01 < xfy^0,25 -0,35 ^ £ <+0,15 -0,5x ^ £. £+0,25a waaraan extra is toegevoegd p gew.% Bi203 + q gew.% V205 15 waarbij 0 ·< p <C 1,2 0 < q 1,2 0,2 ^ p+q-^1,21. Magnetic core of oxidic, ferromagnetic material, consisting of a spheroid ferrite with cubic crystal structure, characterized in that the ferrite has the following composition ^ 0.5 ^ 0.51! Vx + <5 Vf - - net 0.05 z <0.45 0 <a ^ 0.05 10 0.01 <xfy ^ 0.25 -0.35 ^ £ <+0.15 -0.5x ^ £. £ + 0.25a with extra added p wt% Bi203 + q wt% V205 15 where 0 · <p <C 1.2 0 <q 1.2 0.2 ^ p + q- ^ 1.2 2. Magneetkem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 20 0 , 3 < p+q <T 0,7.Magnetic core according to claim 1, characterized in that 0, 3 <p + q <T 0.7. 3. Magneetkem volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat p > 0 en q >0.Magnetic core according to claim 1 or 2, characterized in that p> 0 and q> 0. 4. Magneetkem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 0,35 2 ^ 0,45. 25Magnetic core according to claim 1, characterized in that 0.35 2 ^ 0.45. 25 5. Magneetkem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 0,25 < 2 < 0,35. a y> 0.Magnetic core according to claim 1, characterized in that 0.25 <2 <0.35. a y> 0. 6. Magneetkem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 30 0,15 < 2 0,25 a > 0.Magnetic core according to claim 1, characterized in that 0.15 <2 0.25 a> 0. 7. Magneetkem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 0,10 < 2 ^ 0,20 a > 0. 35Magnetic core according to claim 1, characterized in that 0.10 ≤ 2 ^ 0.20 a> 0. 35 8. Werkwijze voor de vervaardiging van een magneetkem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men een homogeen poedermengsel vormt, dit perst tot een magneetkem, deze sintert door een thermische behandeling bij een temperatuur tussen 3. o 2 1 4 6 PHN.11.089 10 „ \ 1 950 en 1100°C. 5 10 15 20 25 30 35 8402146Method for the production of a magnetic core according to any one of the preceding claims, characterized in that a homogeneous powder mixture is formed, this is pressed into a magnetic core, which is sintered by a thermal treatment at a temperature between 3. o 2 1 4 6 PHN 11.0891050 and 1100 ° C. 5 10 15 20 25 30 35 8 402 146
NL8402146A 1983-09-12 1984-07-06 Soft ferromagnetic material - based on lithium zinc manganese ferrite NL8402146A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8402146A NL8402146A (en) 1984-07-06 1984-07-06 Soft ferromagnetic material - based on lithium zinc manganese ferrite
DE8484201293T DE3475295D1 (en) 1983-09-12 1984-09-10 Magnet core of lithium-zinc-manganese ferrite
ES535792A ES8507288A1 (en) 1983-09-12 1984-09-10 Magnet core of lithium-zinc-manganese ferrite.
EP84201293A EP0140409B1 (en) 1983-09-12 1984-09-10 Magnet core of lithium-zinc-manganese ferrite
KR1019840005525A KR920004024B1 (en) 1983-09-12 1984-09-11 Magnet core on the basis of lithium-zink-mangan-ferrite

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8402146A NL8402146A (en) 1984-07-06 1984-07-06 Soft ferromagnetic material - based on lithium zinc manganese ferrite
NL8402146 1984-07-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8402146A true NL8402146A (en) 1986-02-03

Family

ID=19844182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8402146A NL8402146A (en) 1983-09-12 1984-07-06 Soft ferromagnetic material - based on lithium zinc manganese ferrite

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL8402146A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6077453A (en) Ferrite, and transformer and method for driving it
EP0936634A1 (en) Manganese-zinc ferrite
CN106747396A (en) A kind of automotive electronics High Initial Permeability MnZn Ferrite Materials and preparation method thereof
US20030059365A1 (en) Mn-Zn ferrite and coil component with magnetic core made of same
JP2000128541A (en) Mn-Zn FERRITE
JP3381947B2 (en) Power supply ferrite and power supply core
US5304318A (en) Sintered ferrite materials and chip parts
NL8402146A (en) Soft ferromagnetic material - based on lithium zinc manganese ferrite
JPH081844B2 (en) High frequency low loss ferrite for power supply
US4863625A (en) Titanium-containing and cobalt-containing manganese-zinc ferrite core and method of manufacturing same
CN100340523C (en) Higher magnetic permcability lowloss ferritc in manganese zinc series and preparation method thereof
CN111116188B (en) Manganese-zinc high-magnetic-permeability high-Curie-temperature high-frequency high-magnetic-flux material and preparation method thereof
KR920004024B1 (en) Magnet core on the basis of lithium-zink-mangan-ferrite
JPS6076107A (en) Magnetic core based on lithium-zinc-manganese ferrite and method of producing same
EP0176115A1 (en) Magnet core based on lithium-zinc-magnanese ferrite
JP2958800B2 (en) Microwave / millimeter wave magnetic composition
KR100290233B1 (en) method for fabricating Mn-Zn ferrite core
US5028348A (en) Magnetic material for high frequencies
JP2504273B2 (en) Microwave / millimeter wave magnetic composition
US5055214A (en) Magnetic material for microwave and millimeter wave frequencies
JPH10270231A (en) Mn-ni ferrite material
JPH03248403A (en) Low-loss ferrite
JPS6362206A (en) Very small loss ferrite for power source
JPH09180926A (en) Low loss oxide magnetic material
JPH04336401A (en) Oxide soft magnetic material

Legal Events

Date Code Title Description
BV The patent application has lapsed