Wynalazek dotyczy ferromagnetycznych mate¬ rialów tlenkowych, uzywanych w szczególnosci w urzadzeniach mikrofalowych.Jest ogólnie znana rzecza, ze zwiazek BeFe12019 posiada stale wlasnosci magnetyczne. Zwiazek ten posiada strukture szescioboku o osi c okolo 23,3 A i osi a równej okolo 5,9 A. Krysztaly te posiadaja anizotropowe wlasnosci magnetyczne.Ze wzgledu na duza anizotropie krysztalów mag¬ netycznych w kierunku osi szescioboku kryszta¬ lów, ciala zbudowane z takich zwiazków moga byc miedzy innymi uzyte w technice mikrofalo¬ wej, na przyklad w przypadkach rotacji Fara¬ day^, czy rezonansu magnetycznego. Anizotro¬ pia magnetyczna moze byc opisana przy pomocy efektywnego pola anizotropii, które w danym przypadku wynosi okolo 17.000 Oerstedów.W wyniku tego, rotacja Faraday'a mozliwa jest przy dlugosci fali od 1 do 2 cm (15.000:30.000 Mc/s), podczas gdy zastosowania rezonansowe mozliwe sa przy dlugosci okolo 6 mm (50.000 Mt/s).Przylozenie dodatkowego zewnetrznego pola magnetycznego umozliwia rozszerzenie zakresu zastosowan dc mniejszych dlugosci fal. Rozsze¬ rzenie w kierunku dlugosci fal jest niemozliwe.Z drugiej strony znane sa inne tlenkowe mate¬ rialy ferromagnetyczne, które moga byc uzyte w urzadzeniach mikrofalowych dla mniejszych dlugosci fal, a mianowicie ferryty o spiralowej strukturze. Zakres dlugosci fal jest tu okreslo¬ ny w odniesieniu do górnej granicy przez mini¬ malne pole magnetyczne potrzebne do nasyce¬ nia tych miekkich materialów magnetycznych, a odnosnie do dolnej granicy, przez maksymalne pole magnetyczne, które w praktyce moze byc wytworzone w falowodzie. Zastosowanie rezonan¬ su magnetycznego jest wiec mczliwe w zakresie dlugosci fal od 3 do 15 cm (2.000 do 10.000 Mc/s).Tak wiec pozostaje pewien zakres dlugosci fal, w którym znane tlenkowe materialy magnetycz¬ ne nie moga byc uzyte lub tez moga byc uzyte tylko przy zastosowaniu silnych pól magnetycz-nych i stad koniecznosc uzycia duzych magne¬ sów.Wynalazek dotyczy materialów, które ze wzgle¬ du na swa anizotropie magnetyczna moga byc uzyte w szczególnosci w odnosnych, zakresach dlugosci fal bez potrzeby uzycia silnych zew¬ netrznych pól magnetycznych.Wynalazek dotyczy materialu ferromagnetycz¬ nego, skladajacego sie z mieszaniny krysztalów majacych szescioboczna strukture krystal.czna podobna do struktury zwiazku Ba Fe12 019 i cha¬ rakteryzuje sie tym, ze zmieszane krysztaly ma¬ ja sklad odpowiadajacy formule Ba (x —a — b — c/ Sra Pbb Cac Dd Me/d.e/ Coe Fe /|2.2.f -•-III O.g , w której D jest co najmniej jednym z czterowartosciowych metali Tl, Ge, Zr, Hf i Sn, w którym Me jest co najmniej jednym z dwuwartosciowych metali Mn, Ni, Zn, Mg i Cu, i w którym 0 0 0 0 0 0 ^ s ^ ^ ^ ^ a b c d e f ^ ^ ^ ^ ^ s 1 1 0,4 2,5 1 3 , Anizotropia magnetyczna tych krysztalów mo¬ ze byc opisana przy pomocy efektywnych pól anizotropii od 16.000 Oerstedów do nizszych wartosci w kierunku osi szesciobloku. Ze wzgle¬ du na to, ze sa to materialy tlenkowe, ich opor¬ nosc wlasciwa jest stosunkowo duza. Duza opor¬ nosc wlasciwa moze miec miejsce w szczegól¬ nosci w materialach, w których w miejsce Me podstawione jest oo najmniej Cu oraz w mate¬ rialach zawierajacych trójwartosciowy mangan (f = 0).W zastosowaniach opisanych wyzej materialów uzyto naturalnie cial zbudowanych z tych mate¬ rialów. Ze wzgledu na to, iz w pewnych przy¬ padkach pozadane jest, aby ciala byly anizotro¬ powe pod wzgledem magnetycznym, uzyto cial przejawiajacych pewna strukture, t. zn. cial w których czasteczki sa stosunkowo mniej wie¬ cej uporzadkowane.Ciala, skladajace sie z materialu ferromagne¬ tycznego zgodnie z wynalazkiem, a w szczegól¬ nosci te, które przejawiaja pewna okreslona strukture, moga byc uzyte w technice mikrofa¬ lowej.Ze wzgledu na pole anizotropowe tych mate¬ rialów, mozliwe jest zastosowanie rezonansu mag¬ netycznego w zakresie dlugosci fal od 6 do 30 mm (10.000 — 50.000 Mc/s). O zakresie tym de¬ cyduje nie tylko anizotropia, ale równiez dema- gnetyzacja.Przy uzyciu ferrytów o strukturze szesciobocz- nej krystalicznej wedlug wynalazku, dolna gra¬ nica dlugosci fal moze byc jeszcze obnizona przez przylozenie zewnetrznego pola magnetycz¬ nego i wówczas dlugosc fali jest okreslona przez pole anizotropii, demagnetyzacje oraz zewnetrz¬ ne pole magnetyczne.Zgodnie z wynalazkiem materialy te wytwarza sie przez spiekanie zmielonej odpowiednio do¬ branej mieszan ny tlenków metali.Mozliwe jest calkowite lub czesciowe zasta¬ pienie jednego lub wiecej skladowych tlenków metali przez zwiazki, które pod wplywem pod¬ grzewania moga zmienic sie w tlenki metali, jak na przyklad weglany, szczawiany, i acetany.Mozliwe jest równ ez calkowite lub czesciowe zastapienie skladowych tlenków metali przez je¬ den lub wiecej produktów reakcji dwóch lub wiecej skladowych tlenków metali, jak np. Ba Fei2 V Przez okreslenie „wlasciwa proporcja", nalezy rozumiec stosunek ilosci metali w pierwotnej mieszaninie równy stosunkowi w materialach, które maja byc wyprodukowane.W miare potrzeby, mozna najpierw wstepnie podgrzac mieszanine, sproszkowac w ten sposób otrzymany produkt i ponownie podgrzac otrzy¬ many proszek. Ta seria zabiegów moze w mia¬ re potrzeby byc raz lub kilkakrotnie powtórzona.Temperature podgrzewania (spiekania), czy tez procesu ostatecznego podgrzania okresla sie na okolo 1000°C do 1450°C, oraz 1200°C do 1350°C.Dla ulatwienia procesu podgrzewania, mozna do¬ dac czynników spiekajacych takich jak krzemia¬ ny i fluorki.Opisywane ciala z materialów ferromagnetycz¬ nych moga byc wytwarzane w dwojaki sposób: przez spiekanie mieszaniny tlenków metali itp. przy jednoczesnym nadawaniu im pozadanego ksztaltu lub przez sproszkowanie produktu wstepnego pod¬ grzewania i w miare potrzeby po dodaniu czyn¬ nika wiazacego, formowaniu ich w pozadany ksztalt, a nastepnie ponowne spiekanie.Ciala, ktcre skladaja sie z opisanych materia¬ lów ferromagnetycznych i wykazuja pewna strukture, mozna wytwarzac przez skierowa¬ nie czasteczek materialu ferromagnetycznego w okreslonym kierunku przy pomocy pola ma¬ gnetycznego, które w stosunku do siebie w pewnym stopniu moga sie swobodnie poru¬ szac, i utworzenie z nich okreslonego ulozonego -a —zespolu krysztalów.Podgrzanie czasteczek ulozo¬ nych w taki zespól umozliwia utworzenie spoiste¬ go ciala.Najlepiej jest, jezeli proszek sklada sie z cza¬ steczek o pojedynczych krysztalach.' Z drugiej strony mozliwe jest wykonanie cial skladajacych sie z opisanych powyzej materialów ferromagnetycznych i przejawiajacych pewna strukture, w ten sposób, iz czasteczki zmielonej i odpowiednio dobranej mieszaniny charakteryzu¬ jacej sie tym, ze sklada sie z tlenków metali i/lub zwiazków, które zmieniaja sie na tlenki metali w wyniku spiekania oraz/lub zwiazków dwóch lub wiecej tlenków skladowych metali i ze za¬ wiera co najmniej jeden zwiazek ferromagne¬ tyczny, z którego'' cialo moze byc wyproduko¬ wane przy pomocy- procesu nadania czasteczkom okreslonego kierunku w którym to ciele cza¬ steczki sa w stanie pewnego zorientowania skierowuje sie w kierunku pola magnetycznego, przy czym czasteczki te moga nadal zmieniac wzajemne polozenie, a nastepnie mieszanine spie¬ ka sie w cialo stale.Równiez w tym przypadku zwiazek ferroma¬ gnetyczny, wchodzacy w sklad proszku powinien skladac sie z czasteczek monokrystalicznych.Zaleta tej metody jest to, ze stcsuje sie proces nadawania kierunku w stosunku do czasteczek 0 wyzszej anizotropii niz anizotropia czasteczek wytwarzanego ciala ferromagnetycznego.Dla pewnych zastosowan wskazane jest uzy¬ cie cial o stosunkowo duzej gestosci. Wymaga¬ nie to nalezy uwzglednic w procesie produkcji, a pozadany efekt osiaga sie na przyklad przez bardzo mialkie sproszkowanie odpowiednio do¬ branej mieszaniny oraz wstepne spiekanie w sto¬ sunkowo wysokiej temperaturze. Jednakze ten ostatni sposób moze miec ujemne skutki ze wzgledu na to, ze pewna mala czesc zelaza przy¬ biera postac dwuwartosciowa tak, iz opornosc wlasciwa ciala nadmiernie maleje.Przyklad. Mieszanine, skladajaca sie z Ba Fe12 Oir Ba COs, Ti 02 i Co C08 w stosunku 0,9 mola Ba Fe12 019, 0,1 mola Ba Co3, 0,6 mola Ti02 i 0,6 mola Co COs co odpowiada zwiazkowi Ba Ti0,e Oo0,6 Fe10,8 019 miele sie z alkoholem we wstrzasanej rozdrabniarce (mlynku) przez 8 godzin. Z otrzymanego produktu wykonuje sie zawiesine w acetonie i czesc jej pod cisnieniem 1 t/cm2 formuje sie w plytke w polu magnetycz¬ nym o natezeniu 1000 oerstedów równoleglym do kierunku formowania.Do omawianej mieszaniny mczliwe jest zasto¬ sowanie procesu nadawania czasteczkom kierun¬ ku, poniewaz w sklad jego wchodzi zwiazek Ba Fe12 019, w którym czasteczki sa w stanie pew¬ nego zorientowania. Plytka zostala podgrzana od temperatury pokojowej do 500°C w ciagu 16 go¬ dzin oraz od 500°C do 1210°C w ciagu 5 godzin, a nastepnie spiekania przy temperaturze 1210°C w tlenie przez 2 godziny.Reakcje te mozna przedstawic za pomoca na¬ stepujacego równania: 9BaFe12019 + Ba CO, + 6Ti02 + 6CoCOs _ -+ 10 Ba Ti0,6 Oo0,6 Fe10,8 019 + C02 Gestosc tej plytki wynosila 3,9 g/cm8, a opor¬ nosc wlasciwa 2,10* ohm X cm.Przy pomocy metody skrecania, (opisane] w Physica No 8 str. 562—565, 1941 r.) uzyskano W czasie formowania azotropie magnetyczna plytki o kierunku pola magnetycznego. Wartosc jej wyrazona w efektywnym polu Ha wynosila 9800 Oerstedów. Przy uzyciu dyfraktometra fal stwierdzono na szeregu przykladach, ze plytki byly zbudowane z czasteczek o strukturze kry¬ stalicznej, podobnej do struktury zwiazku Ba Fe12 019 i ze czasteczki byly w stanie prawie calkowicie zorientowanym.Z plytki wycieto kawalek o rozmiarach 10x3 x 0,15 mm tak, iz trzymilimetrowy brzeg byl równolegly do kierunku pola magnetycznego w czasie formowania plytki. Plytke te przykle¬ jono do malej czworokatnej plytki kwarcowej o grubosci 7 mm. Calosc umieszczono w pro¬ stokatnym falowodzie 7,1x3,55 mm równolegle do sciany bocznej o wysokosci 3,55 mm.W kierunku prostopadlym do plytki ferromag¬ netycznej przylozono pole magnetyczne Hp, do¬ pasowujac je do maksymalnego pochlaniania energii w kierunku wstecznym przy czestotliwos¬ ci 35 000 Mc/s. Nastepnie zmieniano odleglosc miedzy plytka i krótsza sciana boczna w obec¬ nosci pola Hp az do osiagniecia minimalnego tlumienia, cc nastapilo przy odleglosci 0,6 mm.Omawiane tlumienie jest tlumieniem mikrofal w kierunku propagacji. Wówczas okreslono sto¬ sunek tlumienia dv, tj. stosunek tlumienia mi¬ krofal w kierunku odwrotnym do kierunku pro¬ pagacji, do tlumienia w kierunku propagacji i otrzymano, ze dv wynosilo 12,0 a Hp równalo sie 700 Oerstedów.W podobny sposób wyprodukowano plytki we¬ dlug reakcji opisanej ponizej, przy czym plyt¬ ki spiekano w temperaturach, podanych w ta¬ beli. Okreslono gestosc, opornosc wlasciwa i efektywne pole anizotropowe Ha.Przy pcmocy wyzej opisanej metody zbadano szereg fragmentów plytek. Tabela podaje rów¬ niez wartosc • tlumienia d i wielkosc przylozone¬ go pola magnetycznego. -3 —Lp 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.Skladniki BaTi0,6Co0,6Fe10,8018 Temperatura spiekania °C 1210 BaTi0,8Zn0,8Fe9,88Mn0,52019 1330 BaTi0,4Co0,4Fe1112019 1240 BaTi0,,Co0,MCui,liFe1101, 1260 BaTi1I2Ni112Fe9,6019 BaTi112Cuir2Fe9,8019 BaGe1I2Co12Fe9((,019 BaGe112Zn112Fe9,6019 BaSn0,„Co0,6Fe10,8019 BaSn0,6Znor6Fe10(8019 BaZr0'6C°0'6Fei0'8°19 BaZr0,6Zn0l6Fe1()l8019 cpornosc Q cm Ha wlasciwa Oe 1275 1275 1275 1275 . 1275 1275 1275 1275 dv Gastcsc g/cm' 3.9 5.0 4.1 4.3 4.2 4.6 5.1 5.1 4.3 4.3 4.2 4.1 HP Oe 2.106 5.107 3.10* 8.106 3.104 2.104 7.105 3.102 5.104 3.104 5.105 3.10» 9800 9200 8200 8000 5000 7600 7400 10000 6780 5330 6900 4500 12.0 15.0 18.5 16.8 700 1760 0 PL