Wynalazek dotyczy rdzenia magnetycznego, którego material magnetyczny jest utworzony z ferrytu manganocynkowego, którego punkt Cu¬ rie lezy miedzy 40 i 250° C i którego wartosc tg 8 mierzona w pierscieniowym rdzeniu z tego materialu jest mniejsza, niz 0,0001 przy czestotli¬ wosci do 100 KHz- Ferryty manganocynkowe wedlug wynalazku wykazuja te zalete, iz mozna im nadac duza magnetyczna przenikliwosc poczatkowa.Przy zastosowaniu ferrytów manganocynko- wych mozna ponadto wytworzyc material ma¬ gnetyczny o wspólczynniku przewodnictwa cie¬ plnego równym odwrotnosci przenikliwosci po¬ czatkowej; innymi slowy wspólczynnik prze¬ wodnictwa cieplnego oporu magnetycznego po¬ siada w zakresie temperatur w poblizu tempe¬ ratury pokojowej, np. 10—40° C prawie ze stala ujemna wartosc. Poniewaz inne ferryty, niz ferryty manganocynkowe wykazuja w tak sze¬ rokim zakresie temperatur tylko dodatni wspól¬ czynnik cieplny, istnieje wiec mozliwosc uzyska¬ nia przez polaczenie takiego ferrytu o dodatnik wspólczynniku z ferrytami manganocynkowymi wedlug wynalazku obwód magnetyczny o wspól¬ czynniku cieplnym zerowym albo, praktycz¬ nie biorac, wynoszacym zero. Tego rodzaju obwód magnetyczny wykazuje te korzysc, ze samoindukcja cewki wspólpracujacej z takim obwodem nie zmienia sie, praktycznie biorac, przy wahaniach temperatury.W niektórych przypadkach okazalo sie rzecza mozliwa wytworzyc ferryty manganocynkowe o tak malym wspólczynniku cieplnym, ze sam material juz dozwala na osiagniecie niezaleznej od temperatury samoindukcji.W celu wyjasnienia nalezy zauwazyc, ze pod wzgledem technicznym doniosle znaczenie posia¬ da wspólczynnik cieplny odwrotnosci przenikli¬ wosci poczatkowej nie zas samej przenikliwosci poczatkowej, gdyz w obwodzie magnetycznymo jednej albo kilku szczelinach powietrznych opór magnetyczny sie 4odaje.Najkorzystniej jako material wyjsciowy sto¬ suje sie dokladna mieszanine czystych tlenków i (Jwb) wodorotlenków metali tworzacych fer¬ ryty, które mozna otrzymac ewentualnie na drodze mokrej, badz przez zmieszanie oddziel¬ nych tlenków, badz przez stracenia ich za po¬ moca zwiazków zasadowych z roztworu zawiera¬ jacego zarówno mangan, jak cynk oraz zelazo.W tym ostatnim przypadku stracony osad zmie¬ szanych wodorotlenków moze posiadac juz cze¬ sciowo strukture ferrytu. Mozna jednak równiez stosowac jako material wyjsciowy weglany albo inne zwiazki przechodzace przy ogrzaniu w tlen¬ ki. Mieszanine wyjsciowa nalezy najlepiej spra¬ sowac a nastepnie spiekac, dopóki nie prze¬ ksztalci sie na ferryt.W celu uzyskania tworzywa o wysokiej prze¬ nikliwosci poczatkowej jest rzecza pozadana, aby przysiekaniu materialów wyjsciowych uzyskac np. dzieki dostatecznie wysokiej temperaturze albo dostatecznie dlugiemu czasowi ogrzewania dostatecznie duza aktywnosc mieszaniny wyj¬ sciowej, z której ferryt jest wytwarzany* Mozna równiez produkt pierwszego spiekania poddac mieleniu i spiekaniu ponownie albo tez lacznie zastosowac te zabiegi, uzyskujac tworzenie sie ferrytu z wyjsciowych czesci skladowych mozli¬ wie calkowicie, tj. reakcja w mieszaninie prze¬ biega calkowicie. W celu umozliwienia calko¬ witego przebiegu reakcji nalezy przy wytwa¬ rzaniu ferrytów manganocynkowych zastosowac mieszanine wyjsciowa jak najbardziej rozdro¬ bniona. W celu uzyskania duzej drobnoziarni- stosci, a zarazem i duzej aktywnosci mozna mie¬ szanine wyjsciowa dluzszy czas dokladnie mlec.Najkorzystniej miele sie tak dlugo, aby uzyskac czastki o sredniej wielkosci, mniejszej niz jeden mikron. Mieszanina tlenków alibo wodorotlen¬ ków uzyskana na mokro przez stracenie za po¬ moca zasady z roztworu zawierajacego dane metale jest nadzwyczaj drobnoziarnista.Jak juz wspomniano wyzej sposób ogrzewania ferrytów wplywa na punkt Curie- Nie odchyla¬ jac sie od zasadniczej idei wynalazku mozna równiez obok tlenku manganu i tlenku cynku laczyc z tlenkiem zelaza i inne tlenki; termin „ferryty maniganocynkowe" obejmuje równiez inne ferryty wytworzone w ten sposób.W celu uzyskania materialu, posiadajacego wspólczynnik przewodnictwa cieplnego równy odwrotnosci przenikliwosci poczatkowej i prawie ze niezmienny, albo ujemny w dosc szerokim zakresie temperatur, okazalo sie rzecza poza¬ dana, aby spiekanie mieszaniny wyjsciowej, z której wytwarza sie ferryty, przeprowadzac w tlenie, powietrzu albo atmosferze wydziela¬ jacej tlen, a po spiekaniu utworzone ferryty ochladzac przez pewien przeciag czasu. Dosko¬ nale wyniki osiaga sie przy ochladzaniu z szyb¬ koscia okolo 5° na minute. Najkorzystniejsza szybkosc ochladzania zalezna jest od warunków spiekania, np. od temperatury spiekania, od skla¬ du ferrytu, od ewentualnych zanieczyszczen, od osiaganego wspólczynnika cieplnego, które lat¬ wo mozna ustalic doswiadczalnie.Okazalo sie, ze gdy ferryty manganocynkowe przygotowuje sie w wyzej opisany sposób, pow¬ staly ferryt wykazuje obok korzystnego wspól¬ czynnika cieplnego równiez bardzo male straty.Takze i przy szybkim ochladzaniu mozna osiag¬ nac male straty; tego rodzaju szybkie ochladza¬ nie powoduje jednak powstawania niekorzystnych naprezen wewnetrznych, które material czynia kruchym i zmniejszaja jego magnetyczna prze¬ nikliwosc poczatkowa- Ze wzgledu na przenikli¬ wosc zaleca sie zastosowac szybkosc ochladzania Okolo 5° C na minute.Okazalo sie, ze gdy ferryty manganocynkowe przygotowuje sie w sposób opisany powyzej, to utworzony ferryt wykazuje obok korzystnych wspólczynników cieplnych równiez bardzo niska wartosc stratnosci.Dla wyjasnienia nalezy wspomniec, ze stala tg B wartosc ¦ jest dlatego tak odpowiednia wielkoscia do oceny wlasciwosci materialu ma¬ gnetycznego, ze w obwodzie magnetycznym z jedna albo kilkoma tak zwanymi szczelinami tg l eff powietrznymi stosunek —— efektywnego jl eff wspólczynnika stratnosci tg d eff do efektywnej przenikliwosci magnetycznej p eff jest niezalez¬ ny przy niezmiennym obciazeniu magnetycznym materialu od liczby i wielkosci szczelin powietrz- tg 8 nych, a zatem odpowiada gdzie tg 9 i u V- mierzone sa na rdzeniu pierscieniowym.Pod wyrazem fi eff rozumie sie wielkosc wy¬ nikajaca np. ze znanego wzoru i £ u = y u ^eff i Oi i (JLi-Oi na magnetyczny obwód z jedna albo kilku szczelinami powietrznymi. We wzorze tym war¬ tosci fib 1| i Oj oznaczaja przenikliwosc, dlugosc i przekroje tych czesci, z których jest utworzony obwód magnetyczny; wiec dla szczeliny po¬ wietrznej fi = 1.Jezeli dla danego ferrytu ustalic raz wartosc L tg 8 stosunku , np, przez pomiar na pierscie- — 2 -niowym rdzeniu z ferrytu, to wspólczynnik strat- nosci kazdego innego obwodu z tego materialu mozna znalezc przez 'pomnozenie tej stalej przez efektywna przenikliwosc tego obwodu- Jak juz wspomniano najdonioslejsza korzysc stosowania ferrytu manganocynkowego stanowi mozliwosc otrzymania materialu magnetycznego o malych stratach histerezy. Tego rodzaju wla¬ sciwosci daja sie osiagnac wedlug wynalazku, zwlaszcza gdy zawartosc tlenku zelazu w ferry¬ cie manganocynkowym wynosi w procentach molowych 52% lub wiecej.Bardzo dobre wyniki osiagnieto przy tej za¬ wartosci od 52 do 55%, mozna jednak stosowac i wyzsza zawartosc o ile wytwarza sie krysztaly mieszane ferrytu o takiej wiekszej zawartosci tlenku zelaza. Ferryty o malych stratach histe¬ rezy maja doniosle znaczenie w telefonii.Jakkolwiek nie mozna jeszcze podac doklad¬ nego wyjasnienia tych niezwyklych wlasciwosci magnetycznych, które powoduja, ze ferryty manganocynkowe nadaja sie szczególnie dobrze do wyrobu rdzeni magnetycznych, wydaje sie jednak prawdopodobnym, ze sa one spowodo¬ wane okolicznoscia wystepowania manganu o kilku wartosciach i zaleznie od zmiany tempe¬ ratury przy pobieraniu albo oddawaniu tlenu.Nalezy zauwazyc, ze uzyte wyrazenie „rdzen magnetyczny" nie oznacza jedynie rdzenia umie¬ szczonego wewnatrz cewki, lecz obejmuje rów¬ niez ogólnie wszystkie podobne czesci konstruk¬ cji elektromagnetycznych ze wzgledu na swoje wlasciwosci, np. równiez czesci oslon magnetycz¬ nych.Przyklad I.Mieszanina technicznego tlenku cynku, dwu¬ tlenku manganu i tlenku zelaza, wzietych w sto¬ sunku molowym: 23,5 :23,5 : 53 przeliczonych na czyste tlenki ZnO, MnO i F^Oa miele sie w ciagu 12 godzin w stalowym mlynie kulowym. Miesza¬ nina zawiera jako glówne zanieczyszczenie okolo 0,7 % dwutlenku krzemu. Przy zawartosci okolo 2,5 % dwutlenku krzemu mozna uzyskac jeszcze dobre wyniki. Mieszanine z dodatkiem wody i spoiwa prasuje sie w postaci pierscienia o sre¬ dnicy wewnetrznej 2,5 cm i przekroju 5X5 mm pod cisnieniem 4000 kg/cm2. Pierscien ten spieka sie nastepnie w ciagu dwóch godzin w tempe¬ raturze 1300° C w elektrycznym piecu w obec¬ nosci tlenu- Nastepnie piec chlodzi sie wraz z za¬ wartoscia przy jednoczesnym doprowadzaniu tlenu w ciagu okolo trzech godzin az do tempe¬ ratury 200° C. Uzyskane ferryty manganocyn- kowe posiadaja punkt Curie 116° C i przenikli¬ wosc poczatkowa 415 mierzona w temperatu¬ rze 20° C.Zaleznosc przenikliwosci poczatkowej od tem¬ peratury jest tak mala, ze samoindukcja cewki wykonanej z tego materialu przy przenikliwosci efektywnej 15 w zakresie temperatur 20—50° C zmienia sie mniej niz o 0,15 %. W temperaturze 20° C jest wspólczynnik cieplny dodatni. War- tg 5 tosci podane sa dla róznych czestotliwosci. w drugiej kolumnie ponizszej tabeli. Wispólczyn- Rh nik histerezy wynosi 11 przy czestotliwosci T 2000 Hz i maksymalnej indukcji 7,5 gausa, przy czym Rh jest oporem histerezy cewki nawinietej na rdzen pierscieniowy a t — jej saanoindukcja* Przyklad II.W podobny sposób jak opisano w pierwszym przykladzie wytworzono rdzen z ferrytu man¬ ganu cynkowego z technicznych tlenków o za¬ wartosci 51% molowych tlenku zelaza i tej sa¬ mej zawartosci procentowej manganu i cynku.Przenikliwosc poczatkowa wytworzonych ferry¬ tów wynosila 335 i punkt Curie 82° C. Zaleznosc cd temperatury byla mala, a w temperaturze tg o 20° C ujemna. Wartosci podane sa w trze- Rh ciej kolumnie tabeli. Stosunek wynosil 90 T przy 2000 Hz i szczytowej indukcji 7,5 gausa.Przyklad III.Mieszanine dwutlenku manganu uzyskanego przez wypalanie azotanu manganu, czystego tlenku cynku i czystego tlenku zelaza uzytych w stosunku molowym 25 :21 :54 miele sie w cia¬ gu 12 godzin w stalowym mlynie kulowym, a nastepnie w sposób opisany w pierwszym przy¬ kladzie prasuje sie w postaci pierscienia i spie¬ ka. Uzyskana przenikliwosc poczatkowa wyno¬ sila 470 i punkt Curie 124° C. Wspólczynnik cieplny byl ten sam co w pierwszym przykladzie, lecz w temperaturze 20° C ujemny. tg 8 Wartosci podane sa w czwartej kolumnie Rh tabeli. Stosunek wynosil 3,0 przy czesto- tliwosci 2000 Hz i szczytowej indukcji 7,5 gausa.Przyklad IV.Mieszanine wymienionych w trzecim przy¬ kladzie tlenków wzietych w stosunku molowym 32 :20 :48 przerobiono na rdzen w sposób po¬ przednio opisany. Przenikliwosc poczatkowa wynosila 590 i punkt Curie 118° C. Wspólczynnik cieplny byl bardzo maly a w temperaturze 20° C — 3 -dodatni. Wartosci tg o podano w piatej kolum¬ nie tabeli. Stosunek Rh - wynosil 95 przy cze¬ stotliwosci 2000 Hz i szczytowej samoindukcji 7,5 gaussa.Czestot¬ liwosc 2 kHz 16 40 100 300 500 1000 Przyklad I 0,02 0,05 0,08 0,18 0,30 0,48 1,46 tg 8 IJL Przyklad II 0,17 0,20 0,026 0,48 0,55 1,2 3,9 io-^ Przyklad III 0,025 0,056 0,15 Przyklad IV 0,08 0,16 0,30 0,64 PL