NO115749B

NO115749B -

Info

Publication number: NO115749B
Application number: NO14973163A
Authority: NO
Inventors: F Hewitson
Original assignee: Plessey Uk Ltd
Priority date: 1962-08-28
Filing date: 1963-08-14
Publication date: 1968-11-25
Also published as: BE636649A; DK107363C; DE1490159A1; GB1047326A; DE1490113A1

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av en magnetkjerne med nesten rektangulær hysteresissløyfe. Method for producing a magnetic core with an almost rectangular hysteresis loop.

Magnetkjerner som har en nesten rektangulær hysteresissløyfe er av betydning Magnetic cores that have an almost rectangular hysteresis loop are of importance

for forskjellige anvendelser. Blant annet for different applications. Among other things

benytter man denne type kjerner for såkalte «magnetiske lagringanordninger (se this type of core is used for so-called "magnetic storage devices (see

f. eks. W. N. Papian, Proceedings of the I. R. I., april 1952, side 475—478 og D. R. e.g. W. N. Papian, Proceedings of the I. R. I., April 1952, pages 475-478 and D. R.

Brown og E. Albers-Schoenberg, «Electro-nics, april 1953, side 146—149). Slike magnetiske lagringsanordninger benyttes blant Brown and E. Albers-Schoenberg, "Electro-nics, April 1953, pages 146-149). Such magnetic storage devices are used among

annet i regnemeskiner og for automatiske other in calculators and for automatic ones

styreanordninger. Videre finner disse kjerner anvendelse i magnetiske brytere. control devices. These cores are also used in magnetic switches.

Den grad hvori hysteresissløyfen nær-mer seg til rektangulær form kan gis et The degree to which the hysteresis loop approaches a rectangular shape can be given a

kvantitativt uttrykk på forskjellige måter. quantitative expression in different ways.

Et vanlig mål for rektangulærheten er f. A common measure of rectangularity is e.g.

Br Bro

eks. kvotienten . Til forklaring av betydningen av denne kvotient skal det henvises til tegningens figur 1, som skjematisk e.g. the quotient. For an explanation of the meaning of this quotient, reference should be made to the drawing's figure 1, which is schematic

viser en del av en metnings-magnetiseringskurve. I denne figur Br den remanente shows part of a saturation magnetization curve. In this figure Br the remanent

induksjon og B(., den induksjon ved hvilken induction and B(., the induction by which

hysteresissløyfen nettopp lukker seg. I the hysteresis loop just closes. IN

praksis er det ofte ikke lett å måle B(;, med In practice, it is often not easy to measure B(;, with

stor nøyaktighet. Man finner derimot en great accuracy. However, you can find one

tilnærmet riktig verdi for B(;1 på grunnlag approximately correct value for B(;1 on the basis

av middelverdien av induksjonene etter of the mean value of the inductions after

delvis magnetisering resp. delvis avmagne-tisering (med metning i mellomtiden), hvor partial magnetization or partial demagnetization (with saturation in the meantime), where

de to induksjoner måles ved den samme the two inductions are measured by the same

feltstyrke, som velges slik at induksjonene field strength, which is chosen so that the inductions

avviker mere enn 1 pst., men mindre enn differs by more than 1 per cent, but less than

3 pst. fra hinannen. Ved de forsøk som ble 3 percent from each other. In the attempts that were made

utført ved utviklingen av den foreliggende carried out in the development of the present one

oppfinnelse ble det gått frem på denne invention was proceeded with this

måte; til disse målinger ble det anvendt et ballistisk galvanometer (Bozorth, «Ferro-magnetism», s. 843). Når det her tales om manner; a ballistic galvanometer was used for these measurements (Bozorth, "Ferro-magnetism", p. 843). When it comes to this

Br Bro

kvotienten 5— forutsettes det alltid, at må-■Dcl the quotient 5— it is always assumed that must-■Dcl

lingene ble foretatt på en ringformet magnetkjerne hvor det ferromagnetiske materiale over hele ringens omkrets har et kon-stant tverrsnitt og med en ytre diameter på høyst 1,6 ganger den innvendige diameter. the rings were made on an annular magnetic core where the ferromagnetic material over the entire circumference of the ring has a constant cross-section and with an outer diameter of no more than 1.6 times the inner diameter.

Et annet mål for hysteresissløyfens rektangulærhet er det såkalte rektangulær-hetsforhold (eng. «squareness ratio») Another measure of the hysteresis loop's rectangularity is the so-called squareness ratio.

(Rs) m;lks. 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 avmagnetiseringen ble påbegynt før den magnetiske metning var nådd. Størrelsen (Rs) in.,ks defineres som (Rs) m;lks. As far as the meaning of this size is concerned, reference is made to the above-mentioned literature. For the sake of completeness, however, a brief explanation is given below in connection with the drawing's figure 2, which also schematically shows part of a magnetization curve for a case where the demagnetization was started before the magnetic saturation was reached. The size (Rs) in.,ks is defined as

* (-1/2 H ) * (-1/2 H )

Kvotienten „ (H ( — er en funksjon The quotient „ (H ( — is a function

av den påtrykkede største feltstyrke Hin. Det viser seg, at denne kvotient har en størsteverdi for en bestemt verdi av Hm, der sem regel avviker litet fra koersitivkraften. Denne størsteverdi av kvotienten betegnes med symbolet (Rs)m.,ks. De for bestemmelse av (Rs),„.lk, nødvendige målinger av B(Hm) of the applied greatest field strength Hin. It turns out that this quotient has a maximum value for a specific value of Hm, where as a rule it deviates slightly from the coercive force. This largest value of the quotient is denoted by the symbol (Rs)m.,ks. The necessary measurements of B(Hm) for the determination of (Rs),„.lk

og'B( - i/2 H]n) ble ved utviklingen av den foreliggende oppfinnelse likeledes foretatt med ringformede magnetkjerner med kon-stant tverrsnitt av det ferromagnetiske materiale langs hele ringens omkrets og med en utvendig diameter av høyst 1,6 ganger den innvendige diameter. and'B( - i/2 H]n) was likewise carried out during the development of the present invention with ring-shaped magnetic cores with a constant cross-section of the ferromagnetic material along the entire circumference of the ring and with an external diameter of no more than 1.6 times the internal diameter.

Når man anvender ferromagnetiske materialer med nesten rektangulær hyste-resissløyfe dreier det seg oftest om høy-frekvente vekselstrømmer, og det gjelder altså å unngå hvirvelstrømmer så meget som mulig. Benyttes det ferromagnetiske legeringer 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 meget vanskelig å bygge opp kjerner med tilnærmet rettvinklet hysteresissløyfe av meget tynne lag. Det er derfor ved disse høye frekvenser fordelaktig, og ved enda høyere frekvenser endog nødvendig, å an-vende magnetiske myke, ferrioksydholdige materialer med spinellstruktur. Disse stof-fer har nemlig allerede i seg selv meget liten elektrisk ledningsevne. When ferromagnetic materials with an almost rectangular hysteresis loop are used, high-frequency alternating currents are most often involved, and it is therefore important to avoid eddy currents as much as possible. If ferromagnetic alloys are used, this can be achieved to a certain extent by the magnetic cores being built up from mutually insulated, very thin layers of the ferromagnetic material. However, it is very difficult to build up cores with an approximately right-angled hysteresis loop of very thin layers. It is therefore advantageous at these high frequencies, and at even higher frequencies even necessary, to use magnetically soft, ferric oxide-containing materials with a spinel structure. These substances already have very little electrical conductivity in themselves.

For at magnetkjernene skal være bruk-bare til magnetiske lagringsanordninger og magnetiske koplingsanordninger stilles det videre den vesentlige betingelse at koersitivkraften (H(.) skal være lav (fortrinsvis ikke over 10 ørsted, helst endog under 5 ørsted) da de elektromagnetiske tap ellers blir for store. In order for the magnetic cores to be usable for magnetic storage devices and magnetic coupling devices, the essential condition is also set that the coercive force (H(.) must be low (preferably not over 10 ørsted, preferably even below 5 ørsted) as otherwise the electromagnetic losses will be too big.

I henhold til oppfinnelsen ble det fun-net, at magnetkjerner med nesten rektangulær hysteresissløyfe, hvor betingelsene According to the invention, it was found that magnetic cores with an almost rectangular hysteresis loop, where the conditions

ørsted kan fås ved at de består i det vesentlige av minst én forbindelse av formelen NixMg(,_x)Fe204, hvor x = 0,2 - 0,8 og forbindelsen (e) fremstilles ved at en blanding av nikkel-, magnesium- og jernforbin-delser i de ønskede forhold opphetes ved 1375—1475° C i en gassatmosfære med over 50 volum-pst. surstoff. ørsted can be obtained by essentially consisting of at least one compound of the formula NixMg(,_x)Fe204, where x = 0.2 - 0.8 and the compound (e) is produced by a mixture of nickel, magnesium and iron compounds in the desired conditions are heated at 1375-1475° C in a gas atmosphere with over 50 volume percent. oxygen.

Eksempel: En blanding av magnesiumkarbonat, nikkelkarbonat og jernoksyd males 8—10 timer i ren alkohol eller vannfri bensol og for-opphetes deretter i 1 time ved 900° C i luft. Etter avkjøling blir reaksjonspro-duktet malt noen tid, f. eks. 2 timer, i ren alkohol. Deretter presses det til en ring og denne ring sintres i surstoff ved tilnærmet 1450° C. Example: A mixture of magnesium carbonate, nickel carbonate and iron oxide is ground for 8-10 hours in pure alcohol or anhydrous benzol and then preheated for 1 hour at 900° C in air. After cooling, the reaction product is ground for some time, e.g. 2 hours, in pure alcohol. It is then pressed into a ring and this ring is sintered in oxygen at approximately 1450°C.

Nedenstående tabell gir en oversikt The table below provides an overview

B B

over verdiene for —i<->(R.)n,.,|.s og H(. hos over the values for —i<->(R.)n,.,|.s and H(. at

B,:i magnetkjerner hvis sammensetning faller innenfor oppfinnelsens ramme. B,:i magnetic cores whose composition falls within the scope of the invention.

Claims

Method for producing a magnetic core with an almost rectangular hysteresis loop, characterized in that the magnetic core is produced from essentially at least one compound of the formula NixMg(| s)Fe204, where x = 0.2—0.8 and that the compound(s) ) is produced by heating a mixture of nickel, magnesium and iron compounds in the desired conditions at 1375-1475° C in a gas atmosphere with more than 50% by volume. oxygen, so that the shape of the hysteresis loop is determined by

4 ørsted, where |ii- (RJ and H(. are defined in the description.