Wynalazek dotyczy rdzenia magnetycznego, zawierajacego ferryt ferromagnetyczny jako ma¬ terial magnetyczny, w szczególnosci rdzenia u- zywanego przy niewielkiej indukcji, np. do ce¬ lów radiowych, telegraficznych i telefonicznych.Pod okresleniem ferryt, rozumiec nalezy zarów¬ no sole kwasu zelazawego (HFeOf) i ich krysz¬ taly mieszane, jak tez zwiazki niestechiometry- czne tlenków zelazawych z tlenkami innych me¬ tali o strukturze ferrytowej.Jak wiadomo waznym jest, aby mozna bylo przy róznych zastosowaniach materialu magne¬ tycznego dysponowac takim materialem, który wykazywalby niewielka podluzna magnetostryk- cje, przy czym rozchodzi sie tutaj i w dalszym ciagu o absolutna wartosc magnetostrykcji.Niewielka magnetostrykcja jest warunkiem o- siagniecia malych strat histerezy, pozadanych np. przy cewkach filtrowych i Pupina. Poza tym nie¬ wielka magnetostrykcja jest wazna w celu uzys¬ kania wielkiej przenikliwosci poczatkowej.Wynalazek umozliwia osiagniecie w ferrytach bardzo niskiej magnetostrykcji i to w ten spo¬ sób, ze ferryt wytwarza sie z krysztalu miesza¬ nego jednego ferrytu o dodatniej i innego ferrytu o ujemnej magnetostrykcji, zmieszanych w od¬ powiednim stosunku.W celu lepszego wyjasnienia przedmiotu wy¬ nalazku nalezy wspomniec, ze przewazajaca czesc ferrytów posiada ujemna wartosc magnetostry¬ kcji. Ferrytem o dodatniej magnetostrykcji jest np. magnetyt (Fe^O^) albo (FeO-Fe^O?,). Przez polaczenie ferrytów o ujemnej magnetostrykcji z jednym z ferrytów o dodatniej magnetostrykcji powstaja krysztaly mieszane, których wielkosc magnetostrykcji lezy pomiedzy magnetostrykcja czesci skladowych krysztalów mieszanych. Przez odpowiedni dobór zawartosci skladników o do¬ datniej magnetostrykcji okazalo sie mozliwe zgo-dnie z wynalazkiem uzyskiwanie magnetostrykcji o dowolnej wartosci, np. o bardzo malej wartosci ^lod^tn^j, ^artostó Ujemnej albo, praktycznie ^feiora|:, o Wartoiciierowej.Nalezy zauwazyc, ze jak wiadomo magnfctostry- kcja metalu przyjmuje bardzo niskie wartosci w temperaturze tuz ponizej punktu Curie. Teo¬ retycznie nalezaloby to równiez oczekiwac w od¬ niesieniu do ferrytu przez zastosowanie go o pun¬ kcie Curie lezacym tuz powyzej temperatury, w jakiej ferryt bedzie uzyty. Moznaby wiec sko¬ rzystac z tej niskiej magnejosti ykcj i.W takich warunkach mala magnetostrykcja posiada jednak nieduze znaczenie, gdyz tuz po¬ nizej punktu Curie posiada magnetyczne nasyce¬ nie mala wartosc, a jak wiadomo, do celów prak- I 2 tycznych ulamek ¦"?*? którego Imax2 oznacza nasycenie magnetyczne, a k magnetostrykcje, jest wazniejszy, niz sama wartosc k. Przenikliwosc poczatkowa materialu magnetycznego wyznaczo¬ na jest np. wzorem: /u — const. -"?»*-: (patrz Aa Becker i Doering, Ferromagnetismus 1939, str. 155) w którym o oznacza srednia wartosc napiecia materialu.Poza tym zastosowanie m£terial£ip, kt&£Oh punkt Curie lezy tuz powyzej temperatury robo¬ czej, zazwyczaj temperatury pokójioS^, Wska¬ zuje na ogól te wade, ze przenikliwosc poczafleo- wa tuz ponizej punktu Curie jest tak dalece zalezna od temperatury roboczej, ze material staje sie niezdatny do celów praktycznych. Prze¬ nikliwosc poczatkowa ferrytu zmienia sie zwykle w zaleznosci od temperatury tak, ze przy spadku temperatury ponizej punktu Curie przenikliwosc wzrasta poczatkowo bardzo szybko az do maxi- mum, a przy dalszym wzroscie temperatury po¬ woli zmniejsza sie. W praktyce nalezy unikac za¬ kresu temperatur, w którym przenikliwosc Jest zalezna od temperatury, i dlatego nalezy zawsze stosowac materialy, których punkt Curie wynosi co najmniej 50 °C. Najlepiej stosowac materialy o punkcie Curie lezacym pomiedzy temperatura¬ mi 50 a 250 °C. Pod okresleniem punkt Curie na¬ lezy w danym przypadku rozumiec te tempera¬ ture, w której przenikliwosc poczatkowa zmniej¬ szyla sie az do nieduzego ulamka okolo 10 % wartosci maksymalnej, inaczej mówiac te tem¬ perature, przy jakiej material magnetyczny prze¬ chodzi w stan niemagnetyczny z punktu widzenia jego praktycznego zastosowania.Przez wytworzenie krysztalów mieszanych z ferrytu o dodatniej i ujemnej magnetostrykcji jest wedlug wynalazku mozliwe uzyskanie fer¬ rytu o punkcie Curie co najmniej 50 °C, który wiec posiada wystarczajaca dla celów praktycz¬ nych wartosc Iiliax, i o niskiej magnetostrykcji, I 2 dzieki czemu absolutna wartosc ulamka -™ajc- wynosi wiecej niz 2.10—ic.Przy zastosowaniu wedlug wynalazku magne¬ tytu jako czesci skladowej krysztalu mieszanego o dodatnim k uzyskuje sie odpowiednia jego za¬ wartosc nie przez spiekanie ferrytu o ujemnym * w odpowiednim stosunku z ferrytem o dodatnim \ albo tez przez spiekanie odpowiedniej mieszaniny tlenków, najlepiej w ten sposób, ze ferryt o ujem¬ nym k ogrzewa sie w wysokiej temperaturze, np. 1000 °C lub wyzszej w odpowiedniej atmosferze, wskutek czego wytwarza sie pewna ilosc zelaza dwu wartosciowego, odpowiadajaca zadanej ilosci magnetytu. Jezeli czesc zelaza w ferrycie prze¬ chodzi z postaci trójwartosciowej w postac dwu- wartosciowa przy równoczesnym odszczepieniu tlenu, to moze proces ten byc uwazany jako wy¬ tworzenie sie Fea04 w ferrycie. Najlepiej stoso¬ wac wedlug tego sposobu ferryt o zawartosci ze¬ laza wiekszej niz 50 % molowych, w postaci FezOz, tj. tak, aby mieszanina z której wytwarza sie ten ferryt przez spiekanie zawierala wiecej niz 50 % molowyc^^^a. Nadn^ar tlenku zelaza moze wiec sluzyc do przemiany go na magnetyt.Gdyby nie bylo nadmiaru^feiku, to przy wytwa¬ rzaniu zelaza dwuwarfosciowego istnialoby nie¬ bezpieczenstwo wydzielenia sie jednego albo kil¬ ku tlenków skladajacych sie na ferryt w innej postaci, niz Fe^Oz', wskutek tego moglyby po¬ wstac jednorodne krysztaly mieszane.Atmosfera ogrzewania ferrytu powinna teore¬ tycznie zawierac tlen w ilosci odpowiadajacej cis¬ nieniu tlenu wymaganego przy tworzeniu sie krysztalu mieszanego ferromagnetytu w tempera- turze ogrzania w równowadze. Ogrzewac nalezy' przy tym tak dlugo, az zawartosc zelaza w fer¬ rycie osiagnie pozadany stan równowagi. W prak¬ tyce jednak dla uzyskania odpowiedniego wyrobu w odpowiednim czasie nalezy stosowac inne wa¬ runki reakcji. Przy uzyciu ferrytu o zawartosci Fe^Oz jak wspomniana wyzej, wiekszej niz 50 % molowych i przy ogrzewaniu go do temperatury wyzszej niz okolo 1200 ÓC, stosuje sie atmosfere stosunkowo obojetna; wazny natomiast jest czas trwania i temperatura ogrzewania, o ile ferryt nie zostal zbyt zwiezle spieczony, wskutek tego w ferrycie moze nastapic odszczeplanie tlenu.Nalezy uwazacj aby przy ochloctaciu ferrytu po ogrzaniu nie nastapilo wzajemne oddzialywanie ferrytu na atmosfere gazowa, wskutek czego ze¬ wnetrzne warstwy ferrytu moglyby miec inny — 2 —sklad chemiczny niz jego warstwy wewnetrzne.Taka niejednorodnosc mozna stwierdzic przez to, ze zewnetrzna warstwe ferrytu usuwa sie, np. przez zeszlifowanie i bada zmiane wlasciwosci rdzenia. W celu unikniecia tworzenia sie powierz¬ chniowej warstwy o odmiennym skladzie che¬ micznym mozna ferryt chlodzic w atmosferze beztlenowej, np. w azocie albo tez mozna po ogrzaniu bardzo szybko ochlodzic. Ewentualnie powstala warstwe powierzchowna mozna usunac przez zeszlifowanie.Nalezy zauwazyc, ze niektóre ferryty odszcze- piaja w wysokich temperaturach tlen, tj. uzys¬ kuja one pewna zawartosc dwu wartosciowego zelaza. Nie bylo jednak znane, ze przez zmiane zawartosci w ferrycie zelaza mozna wplywac na jego magnetostrykcje. W szczególnosci zas zawar¬ tosc zelaza w tych ferrytach nie jest tak duza, I 2 aby jego ulamek -™a*- byl wiekszy niz 2.10—10.K Znane jest z francuskiego patentu nr 887083, ze nalezy uwazac, aby ferryt zawieral mozliwie duzo tlenu, tj. aby zawieral jaknajmniej zelaza i w zwiazku z tym straty magnetycznego materialu (prady wirowe, histereza i inne straty) winne byc bardzo male. Jakkolwiek przy wytwarzaniu kry¬ sztalów mieszanych wedlug wynalazku, zawia- rajacych magnetyt, nalezy dbac wlasnie o utrzy¬ manie w nim pewnej zawartosci zelaza, okazala sie jednak, ze na ogól zawartosc zelaza, przy któ¬ rej magnetostrykcja jest niewielka, nie jest tak duza, aby straty mogly wzrosnac tak dalece, ze¬ by material stal sie wskutek tego niezdatny do uzytku, w szczególnosci przy niskich czestotli¬ wosciach, np. do celów telegraficznych i telefo¬ nicznych (cewki Pupina, cewki filtrowe).Przyklad I.Mieszanine czystego M71O2, czystego ZnO i czy¬ stego Fe2C3 o stosunku molowym 25 : 25 : 50 mfele sie w ciagu okolo trzech godzin w stalowym mly¬ nie kulowym. Z mieszaniny tej prasuje sie z do¬ datkiem wody jako czynnika uplastyczniajacego, pod cisnieniem 4000 kG/cm2 precik o wymiarach 100 X 2 X' 2 mm. Precik ten spieka sie w ciagu dwóch godzin w temperaturze 1300 °C w czystym azocie i ochladza nastepnie równiez w azocie w ciagu okolo V* godziny az do temperatury po¬ kojowej. W ten sam sposób wytwarza sie preciki ferrytowe z mieszanin o stosunkach molowych 23 : 25 : 52 oraz 21 : 25 : 54. Wielkosc magnetostry- kcji A, nasycenie magnetycznego I max, ulamka I 2 ™ax , punktu Curie oraz przenikliwosci poczat¬ kowej takich precików zestawiono w ponizszej tabeli.Nr próbki 1 2 3 X 10' —3 -0,4 +1,5 I max w jednostkach c.g.s. 250 320 380 I 2 max 10—10 K 2 25 10 Punkt Curie w °C 100 125 150 Przenikliwosc 1500 1900 1300 Z materialu precika nr 2, wytworzono pierscie¬ niowy obwód magnetyczny o efektywnej prze¬ nikliwosci 125. Przy 2000 Hz i maksymalnej in- dukcji 7,5 gaussów wielkosc —— dla tego obwodu Li wynosila 9,24 Rh oznacza w tym przypadku opór histerezy cewki nawinietej na ten rdzen pier¬ scieniowy, a L jej samoindukcje.Przyklad II.Trzy mieszaniny czystego NiO, czystego ZnO i czystego Fe20^ o stosunkach molowych 15 :35 : : 50, 13,8 : 32,2 : 54 oraz 12,6 : 29,4 : 58 przerabia sie na preciki ferrytowe w sposób opisany w pierw¬ szym przykladzie. W ponizszej tabeli zestawione sa magnetyczne wlasciwosci uzyskanego mate¬ rialu oraz podana równoczesnie zawartosc dwu- wartosciowego zelaza.Nr próbki 1 2 3 X 106 —2,5 -0,7 +u I max w jednostkach c.g.s. 300 350 400 I 2 _ma5_ 10—10 3,6 17,5 4 punkt Curie w °C 150 200 JOO * Zawartosc zelaza w % wagowo 1,08 2,85 5,38 — 3 — PL