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L'invention concerne un procédé de fabrication de corps ferromagnétiques oxydiques. Les corps réalisés'suivant ce pro- cédé ont de meilleures propriétés magnétiques et électro-techni- ques que ceux réalisés suivant les brocédés connus jusqu'à présent.
Il est connu de réaliser des corps ferromagnétiques oxy- étiques en donnant à un mélange finement divisé des oxydes métal- liques composants la forme désirée pour ces corps, et de fritter ensuite à une température assez élevée, par exemple 900 à 1500 C.
Pendant ce frittage, les oxydes réagissent et le composé ferroma- gnétique en cause se forme. Il est également -cessible de soumettre le mélange de départ, finement divisé, à un frittage préalable,
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de broyer le produit ainsi obtenu et de l'amener ensuite dans la forme requise pour le corps, après quoi., l'ensemble est fritté en un corps compact. Dans le mélange de départ., on peut utiliser, au lieu d'oxydes, des composés Qui, par chauffage se transforment en oxydes, par exemple des carbonates et des nitrates.
Etant donné que certains oxydes métalliques sont sensibles à l'oxygène, c'est-à-dire qu'à des températures élevées, ils absorbent ou dégagent facilement de l'oxygène, il importe, dans un tel cas, d'effectuer le frittage dans une atmosphère pro- tectrice. Cet effet est particulièrement marqué dans les maté- riaux contenant du manganèse. Etant donné que le manganèse peut se présenter sous diverses valences, l'oxyde de manganèse (MnO) absorbe facilement de l'oxygène aux températures élevées et forme alors un autre oxyde, par exemple Mn304, qui ne participe pas, de la manière désirée, à la réaction. Aussi est-il d'usage d'effectuer le frittage dans une atmosphère protectrice, par exemple dans l'azote ou dans l'azote industriel.
Le réglage de l'atmosphère gazeuse, en particulier dans les fours continus à haute température, peut soulever des difficultés et il peut arriver que des corps, contenant du manganèse, réalisés dans un tel four,présentent une couche extérieure non magnétique, qui doit être enlevée afin d'assurer au corps les propriétés magnétioues désirées. De plus, il est parfois difficile d'obtenir des propriétés reproductibles. Dans le procédé conforme à l'inven- tion, on peut omettre un tel réglage de l'atmosphère gazeuse.
L'invention fournit un procédé de fabrication d'un corps oxydique ferromagnétique, dans lequel, par un traitement d'un mélange de départ finement divisé d'oxyde ferrique et d'oxyde de métaux bivalents ou de composés qui, par chauffage se transforment en oxydes, on obtient un produit dans la forme désirée pour le corps ferromagnétique et le procédé présente en- outre la particularité qu'après ce traitement, le produit est recouvert d'une couche d'un oxyde d'un métal bivalent, et que ce=produit recouvert est
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chauffé à une température d'environ 1100 à 1500 C,
de préférence à une température comprise entre 1300 et l500 C. La conformation désirée du corps ferromagnétique beut s'effectuer de manière connue par compression ou extrusion, avec ou sans intervention d'un liant.
En particulier, l'oxyde du métal bivalent est appliqué sur le produit sous forme d'une suspension de particules finement divisée de l'oxyde dans un vernis, tel que le nitrate de cellu- lose ou l'acétate de cellulose. Le produit peut être plongé dans cette suspension ou il peut être recouvert par projection de cette suspension. Les particules de l'oxyde ont, par exemple, un diamètre d'environ 1 micron. Il va de soi qu'au lieu d'oxyde on peut également utiliser des substances qui, pendant le chauffage ultérieur, se transforment en oxydes, comme les métaux eux-mêmes ou les carbonates.
On a constaté que les corps ainsi obtenus ne présentent plus les fissures existante-avant le recouvrement, dans le produit.
Les corps sont devenus plus denses et ils présentent une surface brillante.
Le traitement du mélange de départ finement divisé peut consister à amener le mélange dans la forme désirée pour le corps ferromagnétique. Les composants du mélange de départ sont mélangés dans la proportion requise et sont broyés, jusqu'à un état très fin, de préférence, dans un broyeur à boulets de fer ou un dispositif,de broyage analogue.
Le traitement du mélange de départ finement divisé peut consister à. amener le mélange dans .la forme désirée pour le corps ferromagnétiaue et à le chauffer à une température comprise entre 900 et 1500 C, de préférence entre 1000 et 1400 C. Les composants du mélange de départ sont mélangés dans la proportion désirée et sont broyés jusqu'à un état très fin, de préférence dans un broyeur à boulets de fer ou un dispositif de broyage de ce genre. Cette masse broyée et intimement mélangée est comprimée, avec intervention ou non d'un liante en un corps
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ou bien, extrudée et ce corps est chauffé rendant quelques heures aux températures mentionnées., ce qui brovoque le.'réaction des particules du mélange.
Suivant la composition, le corps est chauffé dans une atmosphère fortement oxydante, -car exemple de l'oxygène, ou bien dans de l'azote. Selon les propriétés magnétiques et sa composition, le corps peut être trempé par un lent refroidisse- ment dansle four, -opération rendant laquelle l'oxygène:, qui a été perdu pendant le frittage, est à nouveau absorbée ou bien le corps peut être rapidement refroidi en, l'enlevant du four et en le saisis- sant dans l'air.
De plus, le traitement du mélange de départ finement divisé peut consister à chauffer le mélange à une température comprise entre 900 et 1500 C, de préférence entre 1000 et 1400 C, à broyer fin le produit de ce. chauffage et à amener cette boudre dans la forme désirée -Jour le corps ferromagnétique.
De préférence, le produit est recouvert d'une couche d'un oxyde d'un métal bivalent, présentant au moins deux valences, par exemple de l'oxyde de nickel, de l'oxyde de cuivre et de l'oxyde de cobalt. A cet effet, on utilisera de préférence de l'oxyde de nickel, parce que celui-ci permet d'obtenir les meilleurs résultats.
Bien qu'il soit impossible de déterminer avec précision ce aui se passe pendant le chauffage du produit recouvert, il est probable que l'oxyde bivalent rétablit l'équilibre d'oxygène, peut- être par diffusion d'oxygène dans la matière, ou par absorption par la. couche superficielle. Cet effet est le blus étonnant dans les matières contenant du manganèse,pour lesquelles on a. trouvé, entre autres, une amélioration notable de la valeur de la berméabilité initiale. Dans ce cas dans le mélange de départ finement divisé, l'un des composés de métaux bivalents, est-un Oxyde de manganèse, ou un composé qui, par chauffage, se transforme en un oxyde de manganèse.
Dans le cas de ferrites de manganèse et de zinc, les corps réalisés suivant le procédé conforme à l'invention, présentent., @
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par rapport au corps non muni d'une couche, une perméabilité initia- -.le Dius élevée (uo) et un plus faible facteur des pertes tg Ù.
Le facteur des bertes th 8 = r/#L, expression dans laquelle #L R est la. résistance des pertes mesurée sur un noyau annulaire, en négligeant la résistance oblique de la bobine enroulée sur le noyau, L la self-induction de la bobine et # la pulsation. De même, le Quotient tgÙ est notablement plus bas pour le corps u réalisé conformément a l'invention. Dans ce cas, le mélange de départ a une composition correspondante en molécules-grammes, à environ 27 à 32% de Mn02, 16 à 20% de ZnO et 50 à 55% de Fe203.
Le mélane finement divisé est amené dans la forme désirée et est chauffé dans l'air à une température d'environ 1100 à 1400 C.
Ensuite, conformémentà l'invention., on y applique une couchedoxyde de métal, de préférence d'oxyde de nickel.
Dans le cas de ferrites de manganèse.et de magnésium, qui sont importants par suite du fait que la boucle d'hystérésis se rapproche de la forme rectangulaire et qui peuvent être utilisés comme mémoires magnétiques et pour des applications de commutation, les corps réalisés conformément à l'invention présentent de meilleu- res propriétés électrotechniques. De tels éléments mémoratifs peuvent être essayés avec des impulsions de forme déterminée, constituées par des impulsions 'positives et négatives entières et par des impulsions perturbatrices positives et négatives.
Lorsqu'après l'application d'une impulsion positive entière, suivie d'une série d'impulsions perturbatrices négatives, on applique une impulsion positive entière, la' tension, (appelée "disturbed one"), provoquée par cette dernière est, dans le cas de Isolément mémoratif réalisé conformément à l'invention, plus petite que dans un élément ne comportant pas de couche. Lorsqu'après l'impulsion négative entière., on applique une impulsion positive entière, la tension, (annelée "undisturbed one") provoquée par cette dernière est plus grand.e dans le bremier cas que dans le second.
Le mélange de départ dont la composition correspond, en molécules-grammes, à environ
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15 à 25% de Mn02, 30 à 40% de MgO et 40 à 45% de Fe203, est recou- vert, après compression, frittage et refroidissement, d'une couche oxyde métallique, de Dréférence d'oxyde de nickel.
De même, dans les ferrites de manganèse et de cuivre, la forme de la boucle d'hystérésis se rapproche de celle d.'un rectangle Les éléments mémoratifs constitués par de tels ferrites et réali- sés suivant le procédé conforme à l'invention, présentent égale- ment les propriétés décrites pour les ferrites de manganèse et de magnésium. Dans ce cas, la composition du mélange de départ cor- respond, en molécules grammes, à environ 40 à 51% de Mn0, 4 à 15% de CuO et 44 à 50% de Fe203. Corme couche d'oxyde métallique, on utilise, dans ce cas, de préférence une couche d'oxyde de nickel.
La fig . 1 représente l'induction magnétique, exprimée en gauss, en fonction de l'intensité de champ H, exprimée en Oersteds, pour deux corps ferromagnétiques; la ligne en traits pleins concerne un corps réalisé suivant le procédé conforme à l'invention, et la ligne en pointillés un corps qui n'a pas été réalisé de cette manière.
La fig. 2 donne la valeur du quotient tg Ù en fonction de la fréquence, exprimée en kHz,pour les mêmes u deux corps. la fig. 3 donne la valeur de la perméabilité initiale uo en fonction de la température en C pour les deux mêmes corps.
EXEMPLE.-
Un mélange, comportant en molécules-grammes, 30% de mn02, 18% de Zn0 et 52% de Fe203, est broyé fin et est comprimé à une pression de 640 kg/cm2 en des corps qui sont chauffés dans l'air, pendant quelques heures, à la température de 1340 C. On recouvre ensuite l'un des corps d'une couche d'oxyde de nickel en le plongeant dans une suspension d'oxyde de nickel dans du vernis et on le chauffe ensuite rendant 2 heures à. 1365 C. La. suspension est constituée par environ 100 g d'oxyde de nickel dans 120 g de vernis. Comparativement à celle d'un corps non recouvert, la courbe de magnétisation du corps recouvert présente une plus forte
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pente en deçà du coude et une valeur plus élevée de la saturation @ (fig. l).
La fig. 2 montre que les pertes du corps recoert sont, entre 100 et 1000kHz, notablement plus petites, tandis que la. fig. 3 prouve que la perméabilité initiale du corps recouvert est, d'une part, plus élevée et, d'autre part, moins tributaire de la température, de sorte que le coefficient d.e température de la perméabilité initiale est plus bas. La température de Curie est approximativement la même pour les deux corps. Sur les figu- res, les courbes en traits pleins concernent le corps réalisé. suivant le procédé conforme à l'invention et les lignes en pointillés un corps non garni d'une couche de nickel.
Le tableau l donne les propriétés d'un corps recouvert (a) et d'un corps non recouvert (b), à savoir : laperméabilité initiale uo à 25 C; le facteur de Qualité Q, égal à 1 tg Ù pour diverses fréquences; la désaccomodation, c'est-à-dire la variation de la valeur de la perméabilité initiale après un certain temps; la température.de Curie, le coefficient de tempé- rature de la perméabilité initiale à 30 C; la saturation, exprimée en gauss, pour diverses valeurs de la température.
TABLEAU I.
EMI7.1
<tb> uo <SEP> à <SEP> fréquence <SEP> désaccom- <SEP> Temps <SEP> de <SEP> Coeff. <SEP> Saturation
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 25 C <SEP> en <SEP> kHz <SEP> modation <SEP> ; <SEP> Curie <SEP> de <SEP> temp. <SEP> en <SEP> gauss <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb> de <SEP> u <SEP> à
<tb>
<tb>
<tb> 30 Co <SEP> .
<SEP> ¯¯¯¯¯
<tb>
<tb>
<tb> (a) <SEP> 1956 <SEP> 30 C/35 <SEP> 25 <SEP> 1,25% <SEP> 165 C <SEP> 1,277x10-2 <SEP> 3200 <SEP> 30
<tb>
<tb>
<tb> 55 <SEP> 40 <SEP> 3100 <SEP> 50 C
<tb>
<tb> 65 <SEP> 50 <SEP> 2700 <SEP> 100 C
<tb>
<tb> 95 <SEP> 100 <SEP> 1500 <SEP> 150 C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 85 <SEP> 200
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (b) <SEP> 1477 <SEP> 30 <SEP> 25 <SEP> 5,50% <SEP> 165 C <SEP> 1,5xlO-2 <SEP> 3 <SEP> 000 <SEP> 30 C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 50 <SEP> 40 <SEP> 2800 <SEP> 50 C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 70 <SEP> 50 <SEP> 2400 <SEP> 100 C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 90 <SEP> 100 <SEP> 1300 <SEP> 150 C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 85 <SEP> 200
<tb>
D'une manière analogue, on réalise des noyaux, en partant d'un mélange d'une composition correspondant, en molécules-grammes, à 25% de Mn02, 32,5% de Mg0 et 42,5% de Fe203;
on recouvre l'un
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de ces noyaux d'une couche de nickel. Pour le noyau recouvert, lors de l'essai avec des impulsions entières de 840/uA et des impul- sions perturbatrices de 460 mA, la tension dite "disturbed zero" était de 0,040 V contre 0055 V pour un noyau non recouvert, tan- dis que la tension dite "undisturbed one" était, dans le premier cas, de 0,095 V et, dans le second, de 0,085 V. Un noyau consti- tué par du ferrite de cuivre et de manganèse et d'une composition correspondant en molécules-grammes, à 4,4% de CuO, 51, 2% de Mn0 et 44,4% 'de Fe203, présentait les mêmes propriétés.
On a également réalisé des noyaux de ferrite de nickel et de zinc et on les a recouverts conformément à l'invention d'oxyde de nickel; ces noyaux présentaient un facteur de qualité Q plus élevé. De blus, on a recouvert des noyaux, constitués par du ferrite de manganèse et de zinc, d'oxyde de cuivre et d'oxyde de cobalt, ce qui a doublé la résistivité de ces noyaux.