NO115748B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av en magnetkjerne med nesten rektangulær hysteresissløyfe.

Magnetkjerner som har en nesten

rektangulær hysteresissløyfe er av betyd-ning for forskjellige anvendelser.

Blant annet benytter man denne type kjerner for såkalte «magnetiske lagringsanordninger (se f. eks. W. N. Papian, Proceedings

of the I. R. L., april 1952, side 475—478 og

D. R. Brown og E. Albers-Schoenberg, «Elec-tronics», april 1953, side 146—149). Slike

magnetiske lagringsanordninger benyttes

blant annet i regnemaskiner og for auto-matiske styreanordninger. Videre finner

disse kjerner anvendelse i magnetiske bry-tere.

Den grad hvori hysteresissløyfen nær-mer seg til rektangulær form kan gis et

kvantitativt uttrykk på forskjellige måter.

Et vanlig mål for rektangulariteten er f.

B

eks. kvotienten — . Til forklaring av betyd-B,;|

ningen av denne kvotient skal det henvises

til tegningens figur 1, som skjematisk viser

en del av en metningsmagnetiseringskurve.

I denne figur betegner Br den remanente

induksjon og B(.i den induksjon ved hvilken

hysteresissløyfen nettopp lukker seg. I

praksis er det ofte ikke lett å måle B,.i med

stor nøyaktighet. Man finner derimot en

tilnærmet riktig verdi for B,.i på grunnlag

av middelverdien av induksjonene etter

delvis magnetisering resp. delvis avmagne-tisering (med metning i mellomtiden), hvor

de to induksjoner måles ved den samme

feltstyrke, som velges slik at induksjonene

avviker mere enn 1 pst., men mindre enn

3 pst. fra hinannen. Ved de forsøk som ble

utført ved utviklingen av den foreliggende

oppfinnelse ble det gått frem på denne måte; til disse målinger ble det anvendt et ballistisk galvanometer (Bozorth, «Ferro-magnetism», s. 843). Når det her tales om

Br

kvotienten — forutsettes det alltid, at må-Bci

lingene ble foretatt på en ringformet magnetkjerne hvor det ferromagnetiske materiale over hele ringens omkrets har et konstant tverrsnitt og med en ytre diameter av høyst 1,6 ganger den innvendige diameter.

Et annet mål for hysteresissløyfens rektangulærhet er det såkalte rektangularitetsforhold (eng. «squareness ratio»)

(Rs)„,.,ks- Hva betydningen av denne stør-relse angår henvises det til den foran nevnte litteratur. For fullstendighets skyld gis det imidlertid nedenfor en kort forklaring i forbindelse med tegningens figur 2, som likeledes skjematisk viser en del av en magnetiseringskurve for et tilfelle hvor av-magnetiseringen ble påbegynt før den magnetiske metning var nådd. Størrelsen

(Rs)M,.,ks defineres som

er en funksjon av den påtrykkede største feltstyrke Hm. Det viser seg, at denne kvotient har en størsteverdi for en bestemt verdi av Hm, der som regel avviker litet fra koersitivkraften. Denne størsteverdi av kvotienten betegnes med symbolet (Rs)

maks. De for bestemmelse av (R5) lliaks nød-

vendige målinger av <B>(Hll0 og Bfl,/2Hm) ble ved utviklingen av den foreliggende opp-

finnelse likeledes foretatt med ringfor-

mede magnetkjerner med konstant tverr-

snitt av det ferromagnetiske materiale langs hele ringens omkrets og med en ut-

vendig diameter av høyst 1,6 ganger den innvendige diameter.

Når man anvender ferromagnetiske ma-

terialer med nesten rektangulær hystere-

sissløyfe dreier det seg oftest om høyfre-

kvente vekselstrømmer, og det gjelder altså

å unngå hvirvelstrømmer så meget som mulig. Benyttes det ferromagnetiske lege-

ringer kan dette til en viss grad oppnås ved at magnetkjernene bygges opp av inn-

byrdes isolerte, meget tynne lag av det ferromagnetiske materiale. Imidlertid er det vanskelig å bygge opp kjerner med tilnær-

met rettvinklet hysteresissløyfe av meget tynne lag. Det er derfor ved disse høye frekvenser fordelaktig, og ved enda høyere frekvenser endog nødvendig, å anvende magnetiske myke, ferrioksydholdige mate-

rialer med spinellstruktur. Disse stoffer har nemlig allerede i seg selv meget liten elektrisk ledningsevne.

For at magnetkjernene skal være bruk-

bare til magnetiske lagringsanordninger og magnetiske koplingsanordninger stilles det videre den vesentlige betingelse av koersitivkraften (H(.) skal være lav (fortrinsvis ikke over 10 orsted, helst endog under 5

orsted), da de elektromagnetiske tap ellers blir for store.

I henhold til oppfinnelsen har det vist

seg, at magnetkjerner som har en nesten rektangulær hysteresissløyfe og hvor be-

tingelsene ^- > 0.7 og (Rs) m;lks>0,6 og

-Del K,. < 4 orsted kan fås ved at den fremstilte magnetkjerne består i det vesentlige av minst én forbindelse av formlen Lis Cu (1_2x) Fe(2 + x) O,, hvor x ligger mellom 0,25

og 0,40, og forbindelsen(e) fremstilles ved at en blanding av litium-, kopper- og jernforbindelser i det ønskede vektsforhold opphetes ved en temperatur av 1100° til 1200° C i en atmosfære som har et surstoffinnhold av over 50 volum-pst.

Eksempel:

En blanding av litiumkarbonat og jern-

oksyd males 8—10 timer i ren alkohol eller vannfri bensol og forbrennes deretter 1 time ved 750° C i en gassblanding av 1 volumdel kulldioksyd og 6 volumdeler surstoff. Etter avkjøling blir reaksjonsproduktet ytterli-

gere malt i noen tid, f. eks. i 2 timer, i ren

alkohol. Ved riktig valg av forholdet mel-

lom mengden av litiumkarbonat og av jern-

oksyd i utgangsmaterialene består reaksjonsproduktet av en forbindelse hvis sammensetning svarer til formelen Li(l - Fe:j, 04.

Videre fremstilles det en for-brent

blanding av kopperoksyd og jernoksyd. For dette formål blir en blanding av disse stof-

fer i forholdet 1 atom-pst. kopper til ca. 2

atom-pst. jern malt 10 timer i alkohol og deretter opphetet 1 time ved 750° C i en surstoff atmosfære.

For sluttreaksjonen blandes forbindel-

sen Li0 - Fe,, 3 04 blandet med den for-brente blanding av kopperoksyd og jernoksyd i det ønskede forhold, malt 5 timer i ren alkohol,

og det hele sintret i surstoff ved en tem-

peratur mellom 1100° og 1200° C. For noen slik fremstilte magnetkjerner angis det i

B.

følgende tabell verdier for m •)

B,.| ' "Kiks

og H,. for de angitte sammensetninger.

Hysteresissløyfens rektangulanitets-

forhold hos de nevnte magnetkjerner kan ytterligere forbedres ved opphetning, hen-siktsmessig minst til curietemperatur, og deretter følgende avkjøling i et magnetfelt.

Hertil kan det benyttes enten et magnetisk

vekselfelt eller et magnetisk likefelt. Ved magnetkjerner av sammensetning svarende til formelen Li() ,iH Cu(U() Fe2 . m04 viste det seg på denne måte mulig å heve hysteresis-

sløyfens rektangularitetsforhold fra 0,65 til 0,80.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av en magnetkjerne som har nesten rektangulær hysteresissløyfe, karakterisert ved, at magnetkjernen i det vesentlige fremstilles av minst en forbindelse av formelen Lix Cu . Jx Fe .,. x 04, hvor x ligger mellom 0,25 og 0,40, og at jernforbindelsen(e) frem-

stilles ved at en blanding av litium-, kob-ber- og jernforbindelser i det ønskede vekstforhold opphetes ved en temperatur av 1100° til 1200° C i en atmosfære som har et surstoffinnhold av over 50 volum-pst., slik at hysteresissløyfens form er fast-lagt ved at B,. hvor g— (R,),„.,ks og H(. er definert i be-skrivelsen.

2. Fremgangsmåte til fremstilling av en magnetkjerne med en nesten rektangulær hysteresissløyfe i henhold til påstand 1. karakterisert ved, at rektangularitets-forholdet hos hysteresissløyfen forhøyes ved ytterligere opphetning, fortrinnsvis til en temperatur som minst er like høy som curietemperaturen, hvoretter den avkjøles i et magnetfelt.