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Pour la fabrication de noyaux. magnétiques stratifiés, à utiliser pour des fréquences élevées, il est connu de placer entre les couches de métal ferromagnétique un isolant électrique, afin de limiter, dans la. mesure du possible, les pertes par courants de Foucault dans le noyau, pendant le fonctionne'tient de celui-ci. Afin d'obtenir des noyaux magnétiques à grand facteur de remplissage, on utilise l'isolant, de préférence, sous forme de'couches extrêmement minces. Pour Inapplication de ces couches d'isolant, on utilise es- sentiellement deux procédés.
Suivant l'un des procédés, on applique des minces couches de papier, de résine ou de vernis sur les couches de métal ferromagnétique, et suivant un autre procédé, on applique une couche d'oxyde sur les couches de métal ferromagnétiuqe, en chauf-
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fant celui-ci dans une atmosphère contenant de l'oxygène.
Le métal ferromagnétique se fournit en général sous forme de plaques ou de bandes. Pour la fabrication d'un noyau magnétique lamellé, les lamelles à empiler sont alors généralement obtenues . par poinçonnage ou découpage de ces plaques ou bandes dans la forme désirée. Ces opérations déforment assez fortement le métal ferroma- gnétique. Il en est de même pour la fabrication de noyaux magnéti- ques consistant à enrouler une plaque ou une bande de métal ferro- magnétique. Il est connu qu'en général., les déformations affectent les propriétés magnétiques d'un métal ferromagnétique. Toutefois, il est possible de rétablir ces propriétés en chauffant pendant un certain temps le métal travaillé à une température suffisamment éle- vée (le "recuit magnétique").
Pour des métaux ferromagnétiques à perméabilité assez bas- se, c'est-à-dire à perméabilité, à l'état exempt de tension magnéti- que, inférieure à 1000 (par perméabilité, il y a lieu d'entendre ici la perméabilité initiale magnétique effective dans la direction des lignes de force telle qu'on l'obtient par une mesure de la self - induction), comme les tôles pour dynamos normales, la dégénérescence des propriétés magnétiques, sous l'effet de la déformation,.est as- sez faible, de sorte que, dans le cas de petites déformations, on peut souvent se passer du recuit magnétique.
Par contre,pour. des ferromagnétiques à perméabilité supérieure à 1000,' la dégénérescence des propriétés magnétiques sous l'effet de la déformation, est très importante, de sorte que l'on doit procéder eu recuit magnétique, mê0 me dans le cas 'de petites déformations. C'est le cas, par exemple, pour les alliages de fer et nickel, connus sous le nom de métal /u (en poids environ 78% de nickel et 20% de fer avec des traces d'autres métaux, tels que du manganèse, du cobalt et du cuivre), "l'invar" (en poids environ 36% de nickel et 62% de fer, le reste étant constitué par d'autres métaux) et "le nicalloy" (en poids environ 50% de nickel et 48% de fer, le reste étant constitué par d'autres métaux).
A titre d'illustration, il y a lieu de noter que
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le laminage à froid ramène la perméabilité du métal /u de 30.000 à environ 400. Ces métaux, à haute perméabilité, devront généralement, après le poinçonnage ou le découpage, être recuits à une températu- re généralement supérieure à 900 C, par exemple à 1000 - 1100 C. Ce- @ la est d'autant plus nécessaire que, en vue d'un bon usinage mécani- que (découpage., poinçonnage, 'extrusion), ces métaux sont générale- ment fournis à l'état laminée non recuits, sous forme de tôles ou de bandes.
Il est impossible, de revêtir de tels métaux, avant le poin- çonnage ou le découpage, d'une couche de papier, de résine ou de ver- nis, car ces couches ne supportent pas la'haute température de re- cuit, et de plus, les produits de décomposition peuvent affecter les propriétés mécaniques du métal. La couche de papier, de résine ou de vernis ne pourra donc être appliquée que pendant l'empilement du noyau, à partir de lamelles recuites, respectivement lors de l'enrou-' lement du noyau, par enroulement d'une plaque ou d'une bande, ce qui constitue un montage très coûteux. Le procédé d'oxydation superfi- cielle convient mieux pour ces métaux et au besoin, il peut être com- biné avec le recuit magnétique par un choix judicieux de l'atmosphè- re gazeuse.
On a cependant constaté que, pour ces métaux., la pelli- cule d'oxyde n'assure pas un isolement suffisant pour certaines ap- plications. De plus, la pellicule d'oxyde n'assure pas une adhéren- ce mutuelle des lamelles, de sorte que la cohérence du noyau doit être obtenue par un serrage de la pile de lamelles. Or, ce serrage peut à nouveau provoquer facilement des déformations.
Un cas particulier d'un noyau magnétique stratifié est la tête de magnétophone, constituée par un empilement d'un certain nombre de lamelles pratiquement congruentes, en métal ferromagnéti- que à haute oerméabilité, par exemple en métal u.,En générale la surface de ces lamelles est inférieur à 1 cm2. Lors de 1'assemblage des lamelles pour en constituer une tête de magnétophohe, les diffi- cultés dont il a été question ci-dessus se présentent évidemment.
Jusqu'à présent, on se contentait de faire adhérer les lamelles en- tre elles et de les isoler électriquement l'une de l'autre, à l'aide
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de couches intermédiaires, constituées par une résine à grande force adhésive, par exemple une résine d'éthoxyline, qui ne perret cepen- dant pas un recuit magnétique de la. tête, ce qui, dans le cas envi- sagé, constitue un grave inconvénient comme le arouve l'explica- tion ci-après;, donnée en se référant a la figure 1.
La figure 1 est une coupe transversale schématique, à échel le 3 : 1, d'une tête de Magnétophone. Pour assurer un bon fonctionne. ment de la tête, il est désirable que l'entrefer effectif, c' est-à- dire la distance entre les points 1 et 2, soit très petit et de pré- férence inférieur à 3 /u, car, dans ce cas, on peut explorer égale- ment de trèspetites longueurs d'onde, ce qui permet de restituer de la musique ou des paroles à une faible vitesse de la bande ou du fil, sans porter atteinte à la qualité de la restitution. Or, il est dif- ficile de réaliser un aussi petit entrefer effectif dans le cas d'em- ploi des couches interaédiaires de.résine mentionnées précédemment.
La surface de la tête que longe la bande à enregistrer ou à resti- tuer doit en effet être lisse, donc ne pas comporter d'irrégularités, car de cette manière on obtient un bon contact méca.nique entre la tê- te et la bande ou le fil magnétique en mouvement, ce qui est nécessai re pour une bonne restitution du son. De plus, l'usure est ainsi ré- duite au minimum, Toutefois, le polissage nécessaire à cet effet pro- voque inévitablement de l'usure, qui entraîne une augmentation assez notable de l'entrefer effectif. On pourrait y remédier par la suite s'il était possible de procéder, comme dernière opération sur le pa- quet de lamelles, à un recuit magnétique, mais comme il a déjà. été mentionnée les résines en cause ne supportent pas un tel traitement.
Pour obvier à l'inconvénient précitée on a envisagé d'as- sembler les lamelles métalliques non pas à l'aide des résines déjà mentionnées, mais à l'aide de couches isolantes réfractaires. A cet effet, on applique d'abord sur le métal ferromagnétique, soit avant, soit après le poinçonnage ou le découpage en lamelles, une matière qui, lors d'un chauffage au-delà de 900 C, peut se transformer en une masse céramique frittée.
Cela peut $effectuer par exemple, en
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projetant sur les lamelles une suspension d'une matière céramique, en les empilant ensuite, et en chauffant la pile formée à une tempé- rature supérieure à 900 C, de préférence d'environ 1050 à 1150 C, ce qui forme entre les lamelles des couches isolantes céramiques. Il y a lieu de noter que de telles couches sont connues dans les noyaux magnétiques pour transformateurs, noyaux qui sont constitués par de la bande métallique enroulée en spirale et qui sont décrits dans le brevet anglais n 573.780. Ces couches sont alors formées en appli- quant entre les spires des bandes, une matière réfractaire, qui, par la.
suite, pendant le recuit magnétique, fond ou se fritte en un couche isolante, qui en même temps adhère et isole.
Le procédé suivant le brevet anglais précité n 573.'780, qui apparemment donne toute satisfaction pour la fabrication de noyaux magnétiques, à partir de bandes métalliques enroulées en spirale, conduit cependant, lors de l'assemblage d'un paquet des minces lamelles de faible surface, à une tête de magnétophone médio-. cre, l'adhérence mutuelle de lamelles est insuffisante et est de très courte durée.
Fait étonnante l'invention qui est basée sur le procédé mentionné dans le brevet anglais n 573. 780 permet de réali-n ser, *copine nouveau produit, une tête de magnétophone, dans laquelle des lamelles métalliques sont 'maintenues assemblées et en même temps isolées électriquement l'une de l'autre, par des couches d'une matiè re réfractaire, à savoir une matière céramique frittée.
La Demande- resse a en effet constaté que, dans le cas d'emploi d'une matière céramique réfractaire comme adhésif et isolant, pour la constitution de têtes de magnétophone lamellées, l'inconvénient mentionné d'une adhérence insuffisante peut être supprimé en comprimant la pile de lamelles, pendant le chauffage nécessaire au frittage de la matière céramique entre les lamelles, à une pression supérieure à 5 kg/cm2 De cette manière, il est possible d'obtenir une adhérence mutuelle étonnante des lamelles.
Après le reforidissement, on peut, sans le moindre inconvénient, soumettre la. tête de magnétophone à un para- chèvement mécanique:, (par exemple à un polissage), car les déforma-
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tions indésirables peuvent être annihilées par la suite par un re- cuit magnétique de la tête.. On a pu réaliser ainsi des entrefers à largeur effective inférieure à 2/u avec une surface pratiquement parfaitement lisse de la tête.
,. La matière première pour la formation des couches inter- médiaires céramiques peut comporter un liant, qui disparaît à des températures élevées, de sorte que cette matière première peut être appliquée par immersion ou par projection sur les plaques ou les bandes de métal ferromagnétique. Elle est suffisamment résistante , pour supporter les parachèvements mécaniques des tôles ou des ban- des, tels que le poinçonnage ou le découpage, et elle peut être très mince, par exemple, d'une épaisseur de quelques microns.
Comme matière première pour la formation des couches inter- médiaires céramiques, on peut utiliser divers mélanges. Le mélange suivant a donné toute satisfaction en pratique :
50 g de silicate de zirconium 4 g de carbonate de calcium
10 g de plexigum n
200 cm3 de méthyléthalcétone
2cm3 de tricrésylphosphate.
Comme autres mélanges appropriés, il y a lieu de mentionner
50 g d'argile, 30 g de quartz et 20 g de feldspath ; 84.,4 g de talc, 12,4 g d'argile et 3,2 g de carbonate de baryum ;
50,6 g de feldspath, 14,5 g de dolomite, 5 g de kaolin et 29,9 g de quartz ; tous trois de préférence en suspension dans un solvant organique, avec addition d'un liant organique et/ou d'un plastifiant.
Voici, à titre d'exemple, la description d'un procédé de fabrication d'une tête de magnétophone, conforme à l'invention, des- cription pour laquelle on se référera à la figure 2.
Des lamelles de métal u, affectant la forme et les dimen- sions déjà mentionnées, sont recouvertes à l'aide d'un pistolet à peindre d'une suspension de silicate de zirconium et de carbonate de
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calcium dans du méthyléthylcétone additionnée du plexigum n et: de tricrésylphosphate, Les lamelles sont 'assemblées en une pile 1 qui est posée entre deux plaquettes 2 de fer au chrome ou (le carbu- re de silicium, et est introduite dans une presse.
Le chauffage de la pile s'effectue 5 l'aide d'une bobine haute fréquence 4. L'enve- loppe de fer au chrome 5 est ainsi portée à. une température d'envi- ron 1100 C., ce qui provoque le chauffage par rayonnement de la pile de lamelles 1 qu'elle contient. Le chauffage peut s'effectuer dans @ une atmosphère réductrice ou oxydante. En même temps, la pile de lamelles est comprimée dans la presse sous une 'pression d'environ 10 kg/cm2 Après le refroidissement, la pile constitue un ensemble ayant une bonne adhérence mécanique. Après les parachèvements méca- niques nécessaires, elle est soumise à un recuit magnétique par un chauffage à une température comprise entre 900 et 1000 C.
L'entre- fer magnétique effectif de la tête de magnétophone ainsi obtenue est d'environ 2 u.
R E S M E.
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1.- Tête de magnétophone, caractérisée en ce qu'elle est constituée par de minces plaques ou bandes de métal ferromagnétique dont la perméabilité à l'état de recuit magnétique est plus élevée que 100 et à surface inférieure à 1 cm2, plaques ou bandes qui sont assemblées à l'aide de couches isolantes céramiques frittées inter- posées, cette tête de magnétophone pouvant présenter en outre la particularité que le métal ferromagnétique est constitué par un a.l - liage à base de fer et de nickel.
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