CH337962A

CH337962A - Verfahren zur Herstellung eines Magnetkernes mit einem hohen Rechtwinkligkeitsverhältnis der Hystereseschleife und nach diesem Verfahren hergestellter Magnetkern

Info

Publication number: CH337962A
Authority: CH
Inventors: Joseph Brady Lynn; Mitchell Greenhouse Harold
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1954-07-27
Filing date: 1955-07-25
Publication date: 1959-04-30
Also published as: FR1128209A; GB789099A; BE540076A

Description


  Verfahren zur Herstellung eines Magnetkernes mit einem hohen     Rechtwinkligkeitsverhältnis     der     Hystereseschleife    und nach diesem Verfahren hergestellter Magnetkern    Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren  zur Herstellung eines Magnetkernes mit einem hohen       Rechtwinkligkeitsverhältnis    der     Hystereseschleife    und  auf einen nach diesem Verfahren hergestellten Ma  gnetkern. Solche Magnetkerne eignen sich insbeson  dere zur Anwendung in sogenannten  magnetischen  Speichern  zum Beispiel bei elektronischen Rechen  maschinen (siehe W.

   N.     Papian,         Proceedings    of     the     International Radio     Engineers ,    April 1952, Seiten  475 bis 478, und D. R.     Brown    und E.     Albers-Schön-          berg:        Electronios,    April 1953, Seiten 146 bis 149).  



  Während der letzten Jahre hat die Nachfrage  für Magnetkerne vorerwähnter Art stark zuge  nommen. Für die Anwendung bei niedrigen Frequen  zen liegt eine verhältnismässig grosse Auswahl an  Kernmaterial vor, aber für Frequenzen von mehr  als 1 MHz kommen praktisch nur nichtmetallische       ferromagnetische    Stoffe der Klasse der sogenannten       Ferrite    in Betracht.  



  Die an diese Art von Kernen gestellten Anfor  derungen werden weiter unten an Hand der beilie  genden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung  ist eine schematische Darstellung einer     Sättigungs-          Hystereseschleife.    Unter dem     Rechtwinkligkeitsver-          hältnis    (R,) wird hier der Wert des Quotienten  
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   verstanden.  



  Streng genommen, unterscheidet sich diese De  finition etwas von der in vorerwähnter Literatur er  wähnten Definition, aber für praktische Zwecke ist  dieser Unterschied ohne Bedeutung. Die     Magnetisie-          rung    bzw.     Entmagnetisierung    des Magnetkerns er  folgt in der Praxis mittels eines     Hochfrequenz-Wech-          selstroms,    der eine um den Magnetkern gewickelte  Spule durchläuft.

   Aus den vorerwähnten Veröffent-         lichungen    ergibt sich die Wichtigkeit eines hohen       Rechtwinkligkeitsverhältnisses    der     Hystereseschleife.     Es ist nämlich wesentlich, dass von der     Remanenz          B,    (siehe die Zeichnung) ausgehend, eine Änderung  der Feldstärke auf     -1/2   <I>H",</I> praktisch keine Ände  rung der     Magnetisierung    des Kernes hervorruft, wäh  rend eine Änderung der     Magnetisierung    infolge einer  Änderung der Feldstärke auf     H",    eine vollständige  Umkehrung der     Magnetisierung    herbeiführt,

   so dass  diese annähernd einen Wert annimmt, der gleich dem  bei der Feldstärke     +H,"    ist, jedoch mit entgegen  gesetztem Vorzeichen.  



  Ein anderer, wesentlicher Faktor, der den Wert  des Magnetkernes für den vorerwähnten Zweck mit  bestimmt, ist die     Koerzitivkraft        H,.    Es ist wichtig,  dass diese möglichst klein sei, vorzugsweise in Ver  bindung mit einem hohen Wert der     Remanenz,    da  es in diesem Falle möglich ist, mittels äusserst  kleiner Stromimpulse eine möglichst grosse Ände  rung der     Magnetisierung    zu bewerkstelligen.  



  Ein dritter Faktor, der in dieser Beziehung eine  wichtige Rolle spielt, ist die sogenannte      Umpo-          lungszeit     des Magnetkernes, das heisst die Zeit, die  dazu erforderlich ist, den Kern von einer     Magneti-          sierung        +B,.    in eine     Magnetisierung   <I>-B,.</I> zu führen.  



  Selbstverständlich ist auch eine hohe     Permeabüi-          tät    des Magnetkernes erwünscht.  



  Als Magnetkerne, welche die vorerwähnten vor  teilhaften Eigenschaften in gewissem Ausmass be  sitzen, sind bereits Körper bekannt, die dadurch ent  standen sind, dass ein Gemisch aus Eisenoxyd, Man  ganoxyd und     Magnesiumoxyd    in einem angemessenen  Verhältnis gebrannt (gesintert) wird. Gegebenenfalls  kann dieses Gemisch auch Zinkoxyd enthalten. Das  Brennen oder Sintern solcher Gemische führt die       Bildung    von     Manganferrit,        Magnesiumferrit    und ge-           gebenenfalls        Zinkferrit    herbei. Diese     Ferrite    kön  nen bekanntlich leicht Mischkristalle bilden.  



  Passende Zusammensetzungen von Gemischen  vorerwähnter Art sind zum Beispiel folgende:  a) l-10 Gewichtsprozent     Magnesiumoxyd        MgO     20-45 Gewichtsprozent     Manganoxyd        MnO     50-70 Gewichtsprozent Eisenoxyd     Fe203     b) 1-15 Gewichtsprozent     Magnesiumoxyd        MgO     10-30 Gewichtsprozent     Manganoxyd        MnO     50-70 Gewichtsprozent Eisenoxyd     Fe203     0,5-25 Gewichtsprozent Zinkoxyd     Zn0.     



  Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren  zur Herstellung eines Magnetkernes mit einem Recht  winkligkeitsverhältnis der     Hystereseschleife        (R5)    von  mindestens 0,7 und einer     Koerzitivkraft        H <  < 3        Oer-          sted,    durch Erhitzen eines     Mg0,        MnO    und     Fe203     (gegebenenfalls auch     Zn0)    enthaltenden oder diese  Oxyde beim Erhitzen bildenden Stoffgemisches auf  eine Temperatur zwischen l200  C und 1500  C,  derart, dass     Ferrite    gebildet werden.

   Darauf wird  gemäss der     Erfindung    der gebrannte Körper mit einer  so hohen Kühlgeschwindigkeit abgekühlt, dass noch  keine Risse und/oder Brüche im Körper entstehen.  



  Die vorerwähnten Oxyde können je für sich in  dem Gemisch durch andere Verbindungen der ent  sprechenden Metalle ersetzt werden, aus denen sich  diese Oxyde bei Erhitzung auf eine Temperatur zwi  schen 1200 und 1500  C bilden können.    <I>Beispiel 1</I>    Es wurde eine Gemisch der nachfolgenden Zu  sammensetzung hergestellt:

         Magnesiumoxyd,        MgO    8,3 Gewichtsprozent       Manganoxyd,        MnO    25;7 "  Eisenoxyd, Fe<B>203</B> 66,0 "  Nach Zusatz einer kleinen Menge Wasser wurde  das Gemisch in einer Kugelmühle gemahlen und  dem erhaltenen Pulver wurde etwas Bindemittel, zum  Beispiel     Methylzellulose,    sowie etwas Wasser zu  gesetzt, worauf die Masse in Form eines Kernes  gepresst und der     Presskörper    darauf in Luft auf eine  Temperatur von 1200 bis 1500  C während einer  Zeit von 30 Minuten bis 8 Stunden, in Abhängig  keit von der Grösse des     Presskörpers,    erhitzt wurde.

    Darauf wurde der erhaltene gebrannte oder gesin  terte Körper schnell abgekühlt, aber gerade nicht so  schnell, dass Risse und/oder Brüche entstanden. Der  auf diese Weise erhaltene Magnetkern hatte die  nachfolgenden Eigenschaften:  Magnetische Sättigung.     BHM    , 2050 Gauss       Sättigungsfeldstärke,    H", 1,67     Oersted          Koerzitivkraft,        H,    0,65     Oersted          Rechtwinkligkeitsverhältnis        (R,)    0,

  7  Maximale     Permeabilität    1200-1500  <I>Beispiel 11</I>  Auf die in Beispiel<B>1</B> beschriebene Weise wurde    ein     Sinterkörper    aus einem Gemisch der nachfol  genden Zusammensetzung hergestellt:       Magnesiumoxyd,        MgO    7,8 Gewichtsprozent       Manganoxyd,        MnO    24,4 "  Eisenoxyd, Fe<B>203</B> 62,7 "  Zinkoxyd,     Zn0    5,0    Die Eigenschaften des erhaltenen Magnetkernes  waren die folgenden:

      Magnetische Sättigung,     BH",,    2180 Gauss       Sättigungsfeldstärke,    H",<B>1,62</B>     Oersted          Koerzitivkraft,        H,    0,65     Oersted          Rechtwinkligkeitsverhältnis        (R,)    0,7    Die      Umpolungszeit     dieses Magnetkernes be  trug sogar weniger als 1     pSek.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung eines Magnetkernes mit einem Rechtwinkligkeitsverhältnis der Hyste- reseschleife (R,) von mindestens 0,7 und einer Koer- zitivkraft H,.

< 3 Oersted, durch Erhitzen eines Ma gnesiumoxyd (Mg0), Manganoxyd (MnO) und Eisen oxyd (Fe2O3) enthaltenden oder diese Oxyde beim Erhitzen bildenden Stoffgemisches auf eine Tem peratur von 1200 bis 1500 C, derart, dass Ferrite gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der gebrannte Körper mit einer so hohen Kühlgeschwin digkeit abgekühlt wird, dass noch keine Risse und/ oder Brüche im Körper entstehen. II. Magnetkern, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I. UNTERANSPRÜCHE 1.

Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man von einem Gemisch aus 1 bis 10 Gewichtsprozent Magnesiumoxyd (Mg0), 20 bis 45 Gewichtsprozent Manganoxyd (MnO) und 50 bis 70 Gewichtsprozent Eisenoxyd (Fe.,0.;) oder einem beim Erhitzen diese Oxyde im gleichen Men genverhältnis bildenden Stoffgemisch ausgeht. 2.

Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man von einem Gemisch aus 1 bis 15 Gewichtsprozent Magnesiumoxyd (Mg0), 10 bis 30 Gewichtsprozent Manganoxyd (MnO), 0,5 bis 25 Gewichtsprozent Zinkoxyd (Zn0) und 50 bis 70 Gewichtsprozent Eisenoxyd (Fe20;3) oder einem beim Erhitzen diese Oxyde im gleichen Men genverhältnis bildenden Stoffgemisch ausgeht. 3.

Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man von einem Gemisch aus etwa 8 Gewichtsprozent Magnesiumoxyd (Mg0), etwa 25 Gewichtsprozent Manganoxyd (MnO), etwa 62 Gewichtsprozent Eisenoxyd (Fe203) und etwa 5 Gewichtsprozent Zinkoxyd (Zn0) oder einem beim Erhitzen diese Oxyde im gleichen Mengenverhältnis bildenden Stoffgemisch ausgeht.