Magnetisches Material Die vorliegende Erfindung betrifft ein magne tisches Material, das sublichtmikroskopische magne tische Partikel aufweist.
Magnetische Materialien bestehen vorzugsweise aus Eisen, da Eisen billig und jederzeit verfügbar ist. Die bisherigen, Bemühungen, durch die Verwendung tivkraft des Eisens und in das Form maximale von feinen Energieprodukt Partikeln die (BH) Koerzi- zu erhöhen, haben jedoch nicht zu dem gewünschten Erfolg geführt.
Diese Aufgabe kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter der Verwendung von Eisen- oder Eisenkobaltmaterial gelöst werden.
Theoretisch ist es bereits bekanntgeworden, dass bei der Abwesenheit von Grenzzonen zwischen be nachbarten magnetischen Bezirken die Koerzitivkraft des Materials erhöht ist, da auch bei der Anwendung von relativ schwachen magnetischen Feldern auf ein Material mit vielen Bezirken die Grenzzonen derartig bewegt bzw. geschwenkt werden, dass sich die magne tischen Bezirke bezüglich des angelegten, Feldes gün stig ausrichten, jedoch auf Kosten der weniger gün stig gelegenen benachbarten Bezirke;
zur Erhöhung der Magnetisierung eines Materials mit einzelnen Bezirken ist ein wesentlich stärkeres Feld erforder lich, da die Richtung der Magnetisierung von magne tischen Bezirken mit dIer Richtung des anliegenden Feldes in Übereinstimmung, gebracht werden muss. Die Koerzitivkraft eines Materials mit einzelnen Be zirken ist daher sehr stark, da bei einem Material mit zahlreichen gegeneinander isolierten Partikeln die einzelnen Partikel zu klein sind, um eine Rand zone zu hilden,
so dass auch der Effekt der Ver- schwenkung von Randzonen nicht auftritt und die Koerzitivkraft im wesentlichen proportional zu der Anisotropie des Materials ist.
Wenngleich Eisen aus den angegebenen Gründen ein bevorzugtes Material für Pemianentmagnete ist und weiterhin deswegen, weil es sich leicht in die Forrn von feinen Partikeln bringen lässt, besitzt es nur geringe anisotrope Kristallkräfte. Infolge dieser nied rigen anisotropen Kristallkräfte von Eisen, das heisst der Kristallkräfte, die bestrebt sind, die magnetischen Spins von einem Atom in einer vorgegebenen Rich tung zu halten, ist die Koerzitivkraft einer Eisen masse, die aus feinen runden Partikeln besteht,
zu den anisotropen Kristallkräften relativ gering, so dass ein aus runden Partikeln hergestellter Magnet re lativ schwach ist.
Es ist bereits bekannt, dass es bei Eisenpartikeln erforderlich ist, eine Formanisotropie anstelle der Kristallanisotropie hervorzurufen. Es wurden daher Bemühungen unternommen, um längere Eisenpart!- kel mit einem einzigen magnetischen Bezirk her zustellen.
Es wurde berechnet, dass derartige läng- liehe, einen einzigen magnetischen Bezirk umfassende Partikel eine wesentlich höhere Koerzitivkraft zeigen, da die Magnetisierungsrichtung in der grossen Achse der Partikel liegen wird, und dass eine Drehung des magnetischen Momentes des Partikels erforderlich sein wird, was eine erhebliche Energie beansprucht. Bisher wurden jedoch nur runde Eisenpartikel mit einem einzigen magnetischen Bezirk hergestellt, die daher nur eine geringe Formanisotropie, zeigen.
Bis her wurden keine Partikel, hergestellt, die nur einen einzigen magnetischen Bezirk aufweisen und eine längliche Gestalt besitzen, so dass der experimentelle Beweis der theoretisch berechneten Daten beziigjich derartiger Partikel bis heute nicht bestätigt werden konnte.
Verfahren zur Herstellung fein-er Eisenpartikel, deren Ausmasse kleiner als ein magnetischer Elemen- tarbezirk sind, haben eine Partikelforin ergeben, die im wesentlichen kugelförmig ist. Bei der Vereinigung <B>Z></B> derartiger Partikel wurde es jedoch erforderlich, sie daran zu hindern, sich wiederum zu verbinden und grössere Einheiten zu bilden, bei welchen, die er wähnten Elementarjorrenzschichten wieder auftreten.
Das magnetische Material gemäss der Erfindung ist nun dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel mindestens teilweise aus Eisen bestehen, und dass die Mehrheit der Partikel ein Verhältnis von Länge zu Breite von mindestens 2 zu<B>1</B> aufweisen und der art bemessen sind, dass in Richtung ihrer Breite nur ein einziger magnetischer Bezirk vorhanden ist.
Diese länglichen Partikel erzeugen eine Koerzitiv- kraft, die wesentlich grösser ist als, diejenige, die ein zig durch die relativ geringen anisotropen Kristall kräfte des Eisens hervorgerufen wird. Die Erfindung besitzt somit den Vorteil, dass die Partikel wenig stens zum Teil aus Eisen bestehen, wobei die er wähnten Grenzen dieses Materials, die durch die Kristallkräfte gesetzt sind, überwunden werden, so dass Permanentmagnete mit wesentlich verbesserten magnetischen Eigenschaften aus dem erfindungs gemässen Material hergestellt werden können.
Die Erfindung soll anschliessend anhand der bei liegenden Zeichnungen beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen.
Fig. <B>1</B> eine teilweise im, Schnitt dargestellte elektro lytische Ausfälleinrichtung zur Herstellung magne tischer Eisenpartikel mit länglicher Form, Fig. 2 ein Diagramm mit dem Verhältnis von Länge zu Breite der Partikel in Abhängigkeit von dem prozentualen Anteil der Partikel bei einigen Materialbeispielen, Fig. <B>3</B> und<B>5 je</B> ein Diagramm mit der Induktion in Abhänorigkeit von der Entmagnetisierungskraft bei Materialien mit Eisenpartikeln von länglicher Form, bei verschiedener Lagerungsdichte und verschiedener Ausrichtung der Partikel, Fig. 4 ein Dia.,
ramm mit der in Prozenten an gegebenen Zahl der Partikel in Abhängigkeit von der Ausrichtun- in einem gepressten Material.
Zur Erläuterung der magnetischen Partikel sei zunächst eine bevorzugte Einrichtung beschrieben, mit der die Partikel hergestellt werden können.
In Fig. <B>1</B> ist ein Beispiel einer bevorzugten Ein richtung zur elektrolytischen Ausfällung von Eisen in Quecksilber unter solchen Bedingungen dargestellt, dass längliche Eisenpartikel mit den gewünschten Aus massen hergestellt werden können. Die Einrichtung enthält z. B. eine Zelle<B>1</B> zum Elektrolysieren, die an einer Grundplatte 2 befestigt ist, wobei diese Grundplatte an, einem Rahmen<B>3</B> mittels Schrauben federn 4 aufgehängt ist.
Die Zelle selbst kann aus einer stabförmigen, sich aufbrauchenden Eisenanode<B>5,</B> einer Schicht flüssigen Quecksilbers<B>6,</B> welches. als Kathode dient, sowie aus einem flüssigen Elektrolyten<B>7,</B> der zwi schen der Anode und der Kathode liegt, diese ver bindet und Eisenionen enthält, bestehen. Als Elektro- lyt eignet sich beispielsweise Eis.-nchlorid. Es sind jedoch auch Lösungen von anderen Eisensaizen ver wendbar. So kann beispielsweise Eisensulfat oder Eisennitrat verwendet werden.
Eine -,Icktrische Lei tung<B>8</B> verbindet die Anode<B>5</B> mit dem positiven Ende einer Gleichstromquelle (nicht dargostellt) und eine weitere Leitung<B>9</B> schliesst den Stroinkr,-is durch eine Verbindung der Kathode<B>6</B> mit der Stromquelle, wäh rend die leitenden Zellwände<B>10</B> mit der Queck silberkathode in Kontakt stehen. Glas oder andere isolierende Materialien, die bei<B>11</B> dargestellt sind, haben die Aufgabe, die Ablagerung von Eisen an den Seitenwändien der Zelle zu verhindern, wäh rend mit isolierenden Stützen 12 der Abstand zwi schen der Eisenanode und dem Quecksilbergefäss eingestellt werden kann.
Die Federanordnung hat die Aufgabe, Vibrationen und andere mechanische stö rende Einflüsse von der ruhigen Elektrolyt-Kathoden- Zwischenschicht während des Ausfällprozesses fern- zuhalten. Diese Praxis bewirkt einen überraschenden Effekt. Bisher wurde immer angestrebt, die entgegen gesetzten Bedingungen zu erzeugen, das heisst eine Änderung der Zwischenschicht.
Es wurden Einrich tungen zum Mischen, Umrühren oder zur Erzeugung von Vibrationen und Erschütterungen, g das heisst relativ starken Bewegungen zwischen dem Elektro lyten und der Kathodenoberfläche ang,-wandt, wel che als sehr vorteilhaft galten, da der Elektrolyt in der Nähe der Kathode dazu neigte, sich seiner Ionen während des Elektrolysierprozesses zu entledigen;
der Prozess wurde durch. die Zirkulation von frischem Elektrolyt mit hohem Ionengehalt in der Nähe der Kathode sehr erleichtert, da die Ionen, Elektronen aufnehmen und sich mit grosser Geschwindigkeit in Metallatome verwandeln konnten. Weiterhin wurde durch eine Bewegung der Kathode selbst das Kristal.1- wachstum des ausfallenden Metalls erleichtert. Diese Störungen können bei der beschriebenen Einrichtung jedoch vermieden werden, so dass die Zwischenschicht während des ganzen Elektrol#,sierprozess-,s ruhig<B>ge-</B> halten wird, womit die gewünschten Partikel erzeugt werden können.
Eine ausserordentlich saubere Ouecksilberober- fläche erleichtert die Ablagerung der gewünschten Partikel. Diese reine Oberfläche kann z. B. durch einen Zusatz von Säuren zu dem Elektrolyt erlangt werden; geeignete Säuren hierfür sind beispielsweise Salzsäure, wenn als Elektrolyt Eisenchlorid verwendet wird, Schwefelsäure, wenn als Elektrolyt Eisensulfat verwendet wird und Salpetersäure, wenn als Elektro lyt Eisennitrat verwendet wird.
In dem Elektrolyt<B>7</B> treten Eisenionen auf, wobei dieser Elektrolyt vorzugsweise aus in Wasser ge löstem Eisensalz besteht; die Eisenionen wandern nun stetig zu der Zwischenschicht zwischen dem Elektrolyt und der flüssigen Quecksilberkathode<B>6</B> unter der Einwirkung der zwischen der Kathode und der Anode<B>5</B> herrschenden Potentialdifferenz. Das zur Verwendung gelangende Potential ist Vorzugs weise so stark, dass pro Sekunde und cm2 ungefähr <B>5</B> X<B>1017</B> Ionen auftreffen, wobei diese Ionen Elek tronen von dem Quecksilber übernehmen und somit ihre positive Ladung und die anggelagerten Wasser moleküle verlieren.
Die noch geladenen Eisenionen können im allgemeinen jedoch keine Kristallkeime bilden und nicht zu Metallpartikeln anwachsen; sie sind dazu erst in der Lage, wenn sie die fehlenden Elektronen aufgenommen haben und in einem ge wissen übersättigten Zustand in der flüssigen Queck silberkathode auftreten.
Wenn die Eisenionen stetig und in hoher Konzentration zu der Kathode, fliessen, ergibt sich eine maximale Konzentration, von Eisen atomen im Quecksilber in der Nähe der Quecksilber- Elektrolyt-Grenzschicht, wobei die Konzentration mit ansteigendem Abstand von der Zwischenfläche. ab nimmt, und zwar abhängig von Faktoren wie der Zahl der auftreffenden Ionen, der Löslichkeit des Eisens in Quecksilber, der Diffusionskonstante des Eisens in Quecksilber sowie der Anlagerung -und Wachstumsgeschwindigkeit der Eisenpartikel in den Gebieten verschiedener Konzentrationen.
Die Wahrscheinlichkeit der Ablagerung von Eisen- parti#keln nimmt mit zunehmender übersättigung des Eisens in dem Quecksilber zu und erreicht an der Zwischenschicht einen höchsten Wert, wobei ein hoher Grad von übersättigung wegen der hohen Zahl der auftreffenden Atome vorausgesetzt werden kann.
Zahlreiche Eisenpartikel bilden sich zur glei chen Zeit, so dass das Quecksliber in ihrer unmit telbaren Umgebung an Eisenatornen verarmt, wo durch eine weitere Bildung von Kristallkeimen in den an Eisenutomen verarmten Volumeneinheiten Vera hindert wird. Die Quecksilberkathode kann zur Er höhung der Anschaulichkeit als aus mehreren ein zelnen Kathoden bestehend betrachtet werden, die unabhängig voneinander Eisenatome aufnehmen, übersättigt werden und je einen Partikel anlagern bzw. aufnehmen.
Unter bestimmten Voraussetzungen <B>-</B> beispielsweise wenn jeder Quadratzentimeter der Kathod#enfläche ungefähr 1012 Eisenpartikel pro Se kunde aufnimmt<B>-</B> enthält jeder Partikel angenähert <B>500000</B> Atome. Währenddem jeder Eisenpartikel sein Wachstum abschliesst, bewegt er sich in dem Quecksilber von der Zwischenschicht weg, so dass auf diese Weise das hinter ihm liegende Gebiet wiederum gesättigt wird und neue Partikel bildet. Wenn die Zahl der auftreffenden Ionen gesteigert wird, kann eine zusammenhängende Schicht von elektrolytisch ausgefälltem Eisen gewonnen werden.
Bevor diese Elektrolysierbedingungen erreicht wer den, das heisst bei einer etwas kleineren Zahl an auftreffenden Ionen, bilden sich vorzugsweise läng- liehe Eisenpartikel.
Die länglichen Partikel können z. B. aus dem Quecksilbergefäss magnetisch entfernt und z. B. zu einem Permanentma.,gneten verarbeitet werden. Eine einfache und bevorzugte Methode zur Durchführung dieses Schrittes, das heisst zur ersten Trennung der Eisenpartikel von dem Quecksilber, 'besteht darin, dass ein in einer Glasröhre, befindlicher Permanent- magnet durch die Quecksilberkathode gezogen wird, wobei die Partikel an dem Rohr haften bleiben, wo nach der Magnet entfernt wird,
so dass eine Auf- schwemmung von Partikeln und Quecksilber übrig- bleibt. Nachfolgend wird diese Aufschwemmung vor zugsweise für ein paar Minuten einer Hitzebehand lung von 20011, <B>C</B> ausgesetzt und anschliessend auf Zimmertemperatur abgekühlt. Anschliessend wird vorzugsweise eine Spur von Zinn oder eines ande ren Materials zugegeben, wie beispielsweise Zink, Aluminium, Magnesium, Nickel, Antimon oder ein anderes Metall, welches sich mit Eisen verbindet, um einen Metallüberzug auf die länglichen Partikel aufzubringen.
Die Trennung des Eisens von rest lichem Quecksilber kann vorzugsweise durch Oxy dation des Quecksilbers mittels Luft oder eines ande ren Oxydationsmittels, durchgeführt werden. Die Ent fernung möglicherweise noch verbliebener letzter Quecksilberspuren kann z. B. im Vakuum oder in einer Wassers#toffatmosphäre bei einer niedrigen Tem peratur durchgeführt werden, wie später noch aus führlich erläutert werden soll.
Danach kann eine trok- ", der länglichen Eisenpartikel mit einer kene Mischung Bindemasse hergestellt werden, beispielsweise einer organischen, thermoplastischen Substanz oder einem nichtmagnetisierbaren Material, wie Blei oder Blei legierungen, wobei die länglichen Partikel bevor zugt in einem starken Gleichstrommagnetfeld. von vorzugsweise 4000 Gauss oder mehr ausgerichtet und anschliessend durch Pressen in ihrer gewünschten Lage gehalten werden können. Das von der Auf- schwemmung entfernte Quecksilber kann gereinigt und anschliessend wieder als Kathodenmaterial ver wendet werden.
Dieses Verfahren kann ohne Schwierigkeiten re produziert werden, die verwendete Einrichtung ist nicht kompliziert, ferner<U>kommen</U> während des gan zen Prozesses keine sehr hohen Temperaturen zur Anwendung. In der Elektrolysiereinrichtung kann z. B. gewöhnliches Flusseisen verwendet werden.
Von den länglichen Eisenpartikeln wurden wäh rend des Entstehens elektronemnikroskopische photo graphische Aufnahmen gemacht; die gegebenenfalls ein Zwischenprodukt darstellenden Partikel wurden dabei mittels eines Elektrolysierprozesses mit Eisen chlorid als Elektrolyt bei Zimmertemperatur ausge- fäl#lt, wobei keine weitere Wärme- oder sonstige Metallbehandlung zur Anwendung gelangte ausser einer leichten Oxydation zur besseren Entfernung des Quecksilbers. Es zeigten sich dabei von dem Hauptkörper jedes Eisenpartikels nach aussen gerichtete Dendriten in Richtung des Wachstums, wobei die Partikel über die angestrebten Maximalausmasse hinaus zunehmen.
In diesem Zustand war die Koerzitivkraft der Partikel relativ gering.
Nach der Durchführung eines Wärmebehand- lungsverfahrens dieser Partikel zeigten die elektronen mikroskopischen Aufnahmen, dass die Dendriten weit- gehend Cr entfernt waren, so dass die Partikel in einer stangenähnlichen Form verblieben, wobei sich<B>je-</B> doch der Querschnittdurchmesser der Partikel nicht wesentlich geändert hat.
Die Koerzitivkraft und die auf die Partikel in einem Magnetfeld ausgeübte Richtkraft war nun wesentlich erhöht.
Die elektronenmikroskopische Aufnahme eines Schnittes durch einen gepressten Magneten, bei wel chem ein Grossteil des Quecksilbers entfernt worden ist und die länglichen Partikel in einem Magnetfeld ausgerichtet worden sind, zeigt, dass tatsächlich ein hoher Grad von Partikelausrichtung erreicht worden ist.
Die längliche Form der Partikel wird mit Vorteil durch eine in Ruhe gehaltene Zwischenlage erlangt; diese kann dadurch nachgewiesen werden, dass elek- tronemnikroskopische Aufnahmen unter den völlig gleichen Bedingungen, jedoch mit der Abweichung durch,geführt worden sind, dass während des elektro lytischen Ausfällprozesses die Zwischenschicht in Be wegung gehalten wurde.
Diese Bewegung verursachte eine Anlagerung und ein Wachstum zu im wesent lichen runden Partikeln, auf alle Fälle jedoch mehr zu runden als zu länglichen Partikeln; eine nach folgende Wärmebehandlung dieser runden Partikel erzeugte ein weiteres Wachstum, aber ebenfalls nur unter Beibehaltung der runden Form. Die elektronen mikroskopischen Aufnahmen haben ferner gezeigt, dass die im wesentlichen runden Partikel, die nach den bisher gebräuchlichen Verfahren hergestellt wor den sind, Durchmesser von ungefähr<B>150</B> Angström besitzen. Dieser Durchmesser entspricht dabei der maximalen Koerzitivkraft, die mit Partikeln dieser Form erlangt werden kann.
Die Koerzitivkraft war jedoch trotzdem im Vergleich zu der von länglichen Partikeln hervorgerufenen Koerzitivkraft gering, da hier nur die Kristallkräfte vorhanden waren. Wäh rend die Wärmebehandlunor der runden Partikel eine Zunahme der Grösse verursaclite, verhalten sich die länglichen Partikel insofern unterschiedlich, als sie zunächst ihre keilförmigen Zweige verlieren und da durch noch mehr Stangenform annehmen, ohne dass der Durchmesser des Querschnittes dabei wesent lich zunimmt.
Mit den elektronenmikroskopischen Aufnahmen wurde auch die Länge der Partike.' bei mehreren Bei spielen genau ermittelt. Die gewonnenen Werte für das Verhältnis von Länge zu Breite sind in Fig. 2 in Abhängigkeit von der Häufigkeit des Auftretens dar- ,gestellt, wobei auf der Ordinat-- die Anzahl der einem bestimmten Verhältnis zugeordneten,
Partikel in Pro- zent aufig getragen ist und auf der Abszisse die jewei- ligen Verhältnisse von Länge zu Breite.
Die Kurve<B>17</B> entspricht Partikeln, bei deren Herstellung die Zwischenfläche während des elektro lytischen Ausfällens in Bewegung gehalten wurde. Aus der Kurve<B>17</B> ist ersichtlich, dass das mittlere Verhältnis der Länge zu der Breite dieser Partikel ungefähr<B>1,3</B> zu<B>1</B> beträgt, das heisst, dass die Par tikel im wesentlichen rund sind.
Für Partikel, welche wärmebehandelt und nach dem elektrolytischen Ausfällungsprozess mit einem Zinnüberzug versehen worden sind und aus Eisen chlorid als Elektrolyt bei Zimmertemperatur gewon nen wurden, zeigt Kurve<B>18,</B> dass die relativ gesehen grösste Zahl von Partikeln bei einem Verhältnis Länge zu Breite von 2 zu<B>1</B> vorliegen, wobei das gemittelte Durchschnittsverhältnis von Länge zu Breite bei<B>2,7</B> zu<B>1</B> liegt.
Das Maximum des Verhältnisses von Länge zu Breite für Partikel, die mittels eines Äthy- lenglykol-Elektrolyten bei einer Temperatur von <B>1701> C</B> gewonnen wurden, liegt, wie in Kurve<B>19</B> gezeigt ist, bei einem Wert von<B>1,9</B> zu<B>1,</B> wobei der Durchschnittswert bei ungefähr<B>3,0</B> zu<B>1</B> liegt.
Die selben Partikel besitzen nach der Wärmebehandlung und der Aufbringung des vorzugsweise vorgesehenen Zinnüberzuges, wie bei Kurve 20<B>g</B> ezeigt ist, den höchsten Prozentsatz, bei einem Verhältnis von Länge zu Breite von 2,2 zu<B>1</B> bei einem Mittelwert von<B>2,7</B> zu<B>1.</B> In den Kurven<B>18, 19</B> und 20 sind Verhältnisse von Länge zu Breite von Eisenpartikeln CY e Cez igt, bei denen, ein Teil ein entsprechendes, Ver hältnis von<B>16</B> zu<B>1</B> besitzen, während die in Kurve <B>17</B> gemessenen Partikel nur ein maximales Verhältnis von Länge zu Breite von<B>6</B> zu<B>1</B> au.fweisen. Ein Mittelwert von<B>1,
5</B> zu<B>1</B> kennzeichnet somit ein Verhältnis von Länore zu Breite, welches deutlich ausserhalb der möglichen zufälligen Verhältnisse von Länae zu Breite der nach früheren Verfahren ge wonnenen im wesentlichen runden Partikel liegt. Dies geht ebenso daraus hervor, dass mehr als die Hälfte der Partikel ein Verhältnis von Länge zu Breite von mindestens 2 zu<B>1</B> besitzen.
Fig. 4 zeigt die Ausrichtung der Partikel eines Materials nach dem Pressen, der Entfernung des meisten Quecksilbers und der Ausrichtung der Par tikel in einem magnetischen Feld. Die Kurve 21 in <B>C</B> Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt der Prozentsätze, das heisst der Partikelorientierungen in Gradeinheiten von der Hauptorientierungsrichtung aus in Sprüngen <B>C</B> von fünf Grad. Es wurde nur ein Teil der analysier ten Fläche sowohl bezüglich der Zahl als auch der Winkellage der Partikel untersucht, wobei sich her ausgestellt hat, dass der Grad der Ausrichtung un gefähr bei 9411/o liegt.
Wie bereits früher bemerkt, wird die Ausrichtung vorzugsweise durch ein Press- verfahren während der Einwirkung eines magneti schen Feldes erreicht, wobei der Erfolg dieses Ver fahrens durch die Tatsache unterstützt wird, dass die Fläche der Entmagnetisierungskurve und der Wert des Energieproduktes eines Magneten von der Partikei- ausrichtung abhängt.
Die Differenz zwischen dieser 9411/oigen Ausrichtung und der magnetischen Richt- wirkung, die durch ein Verhältnis von 8111/a der restlichen Flussdichte zur Dichte des Sättigungsflusses (B,IB,) gegeben ist, ist bei dem vorliegenden Beispiel offensichtlich eine Folge der Anwesenheit von einigen Anlagerungen und kleinen runden Partikeln. Wie bereits früher ausgeführt, kann eine derartige Aus richtung mit runden, aus<B>je</B> einem Elementarbezirk bestehenden Eisenpartikeln nicht erreicht werden. Das ungewöhnlich hohe Energieprodukt, das das magnetische Material des beschriebenen Verfahrens besitzt, hängt somit von dieser Richtwirkung ab.
Bei einer Verbindung der länglichen Parti!kel zur Herstellung eines Magneten werden zwei Effekte be obachtet- Erstens wachsen die Sättigung und die rest liche Induktion mit der Zusammenpressung der Par tikel an, da die Eisenkonzentration vergrössert wird, während zweitens die Koerzitivkraft der Partikel mit abnehmendem Abstand der Partikel voneinander ab nimmt, da die Partikel sich magnetisch beeinflussen. Während theoretisch eine infinitesimale Partikel- verdünnung die Sättigungsinduktion einer Probe Null sein würde, entspricht die Koerzitivkraft unter den gleichen Bedingungen dem höchstmöglichen Wert.
Anderseits wäre die Sättigungsinduktion diejenige von gewöhnlichem Massenmaterial<B>(21600</B> Gauss für Eisen) und die Koerzitivkraft Null, wenn eine 10011/oige Zusammenpackung bzw. Partikeldichte er zielt würde. Das maximale Energieprodukt dürfte so mit bei einer mittleren Packung bzw. Dichte zwischen ungefähr<B>' '2</B> und 2<B>p,</B> auftreten, das heisst wenn un gefähr '!. bis 2,"3 der theoretisch möglichen Zahl von länglichen Partikeln in einem Magneten pro Volumen einheit gleichmässig verteilt- wären.
Der Gewinn der Restinduktion auf Kosten einer niedrigeren Koerzitivkraft, der mit anwachsender Dichte auftritt, ist aus den Kurven in Fig. <B>3</B> ersicht lich, bei welcher die Induktion in Kilogauss auf der Ordinate in Abhängigkeit von der Entmagnetisie- rungskraft aufgetragen und auf der Abszisse in Oersted für zwei verschiedene Magnetkörper gezeigt ist.
Die Kurven 22 und <B>23</B> wurden bei Beispielen gewonnen, die unter Drucken von<B>30</B> bzw. <B>15</B> ko"/mm2 zusam mengepackt wurden, wobei die höhere Restinduktion bei dem dichter gepackten Beispiel von einer Koerzi- tivkraft begleitet wird, welche geringer ist als die jenige von dem weniger dicht gepackten Probekörper.
Der Grad der magnetischen Richtwirkung kann aus der Fläche der Entmagnetisierungskurve abgeschätzt werden, wobei zu erkennen ist, dass diese Richt- wirkung in dem Fall des dichter gepackten Probe körpers, welcher durch Kurve 22 dargestellt wird, höher ist.
Die Effekte der Richtwirkung sind ebenso aus den Kurven 24 und<B>25</B> in Fig. <B>5</B> ersichtlich, wobei die Induktion in Kilogauss auf der Ordinate in<B>Ab-</B> hängigkeit von der Entmagnetisierungskraft in örsted auf der Abszisse aufgetragen sind; bei den gleichen Beispielen wurde die Magnetisierungsrichtung parallel zu der Partikelausrichtung bei dem Fall der Kurve 24 gewählt, während bei dem Beispiel der Kurve<B>25</B> die Partikel senkrecht zu der Magnetisierungsrich- tung gerichtet sind.
Beide Restinduktionen und Ko- erzitivkräfte sind für das magnetisierte Material in der Richtung der Partikel höher, wobei ebenso das Energieprodukt wesentlich grösser ist. Das ungewöhn liche Ausmass der Richtwirkung, das mit den läng- lichen Partikeln erreicht wird, trägt wesentlich zu den sehr hohen Energieprodukten dieser Magnete bei.
Es wurde hier bereits mehrfach erwähnt, dass die durch die anisotrope Form bewirkten Effekte der länglichen Eisenpartikel dominieren, wobei die kri stallinen anisotropen Effekte von geringerer Bedeu tung sind. (Die anisotropen Kristalleffekte begrenzen die magnetischen Eigenschaften von Materialien, welche im wesentlichen aus runden Partikeln<B>be-</B> stehen.) Bei den genannten länglichen Eisenpartikeln erscheint ein grosses äusseres magnetisches<B>Feld</B> für jeden Partikel, was äusserst wünschenswert ist.
Jeder Partikel bewirkt dabei, dass er entgegengesetzte ma gnetische Pole an seinen Enden besitzt, sogar dann, wenn die Partikellängen vorzugsweise grösser sind als die Grenzdimensionen der einzelnen Bezirke von Eisen; es kann dabei erwartet werden, dass die<B>Ab-</B> schnitte verschiedener magnetischer Ausrichtungen sich den Kristallrichtungen anpassen.
Diese einfache magnetische Polarisiation, bei welcher sich jeder Par- ti,kel wie ein kleiner Stabmagnet verhält, wird als die Ursache dafür betrachtet, dass d.ie länglichen Partikel ein so grosses äusseres Feld hervorrufen.
In diesem Zusammenhang ist es von Bedeutung, dass die Grenzen der Breite bzw. Querausdehnung sehr kritisch sind. Bei einer Breite, d#ie der höchsten Grenzbezirksgrösse von Eisen, das heisst 840 Ang- ström, entspricht, oder etwas geringer als diese ist, würde jede Umkehrung der magnetischen Ausrich tung, wie beispielsweise zwischen den verschiedenen Teilen irgendeines länglichen Partikels, eine magne tische Ausrichtung der dazwischenliegenden Teile des Partikels notwendig machen, welche sehr unstabil sind.
Das natürliche Bestreben nach der Lage der geringsten potentiellen Energie, durch welches die meisten Materialien gekennzeichnet sind, tritt nun mehr auf, um in jedem Partikel nur eine einzige Orientierung der magnetischen Kräfte zu verursa chen. Dieser Effekt erscheint auch bei den läng lichen Eisenpartikeln, welche in Richtung ihrer Breite nur einen einzigen magnetischen Bezirk besitzen, so dass diese Partikel die Vorteile der anisotropen Form gewähren. Die Breite der Partikel ist durch die Grösse .der magnetischen Bezirke gegeben; sie liegt bei Eisen ungefähr bei<B>1000</B> Angström; grössere Partikel ver halten sich nicht mehr wie einzelne magnetische<B>Ele-</B> mentarbezirke.
Es ist ohne Bedeutung, ob die länglichen Eisen partikel gleiche Breite über ihre ganze Länge be sitzen. Die Form der Parfikel kann beispielsweise ellipsoid sein. Liegen die Breiten unter ungefähr <B>100</B> Angström, enhalten die Partikel so wenig Eisen atome, dass die thermisch bedingten Schwankungen der magnetischen Momente zufällige Umkehrungen der Partikelmagnetisierungen in kurzen Zeitperitoden bewirken können, was statistisch nachgewiesen wer den kann.
Dies fährt jedoch zu schlechten-, magne tischen Eigenschaften, da die Partikel nicht in der einmal eingenommenen Richtung verharren und so mit eine niedrige Koerzitivkraft besitzen. Die Breite von dem Grossteil der Partikel liegt somit vorzugs weise über<B>100</B> Angström.
Es hat sich herausgestellt, dass die Stromdichte in einem elektrolytischen Abscheidungsprozess einen grossen Einfluss auf die Form der resultierenden läng lichen Eisenpartikel besitzt. So erhalten beispielsweise die Partikel bei einer niedrigen Stromdichte von <B>0,005</B> Ampere/cm2, einer Temperatur von<B>250 C</B> und der Verwendung von Eisenchlorid als Elektrolyt zwar ein grosses Verhältnis von Länge zu Breite, enthalten jedoch sehr dichte keilförmige Zweige bzw. D:endrite, welche ihnen eine federförmige Erscheinung ver leihen.
In einem Fall besassen diese Zweige eine durchschnittliche Länge von<B>3 3 0</B> Angström und einen mittleren Abstand von<B>250</B> Angström. Bei einer grö sseren Stromdichte von 0,045 Ampere/cmss werden die Partikel jedoch kürzer, sind aber weniger federförmig ausgebildet. Eine Messung ergab, dass die Zweige bei diesen Partikeln eine durchschnittliche Länge von 240 Angström und eine Entfernung von ungefähr <B>150</B> Angström besitzen.
Der Bereich der Stromdichte zwischen ungefähr<B>0,05</B> Ampere/cm2 und den Werten, bei denen eine kontinuierliche Ablagerung auftritt, ist für das bevorzugte Herstellungsverfahren beson ders geeignet, die Zweigformation wird weniger feder artig,<B>je</B> mehr die Stromdichte anwächst.
Die Stromdichte beeinflusst indirekt ebenso die Koerzitivkraft der Eisenpartikel. Im Gegensatz zu der Feststellungr, dass eine geringere Stromdichte Par tikel bewirkt, die ein grösseres Verhältnis von Länge zu Breite aufweisen als sie mit höheren Stromdich ten erreichbar ist, hat sich nun herausgestellt, dass Partikel, die bei einer niedrigeren Stromdichte aus gefällt wurden, nach einer Wärmebehandlung nicht die Koerzitivkraft oder magnetische Ausrichtungen besitzen, wie sie bei Partikeln erlangt werden können,
die einer Wärmebehandlung unterzogen wurden und unter der Einwirkung von höheren Stromdichten aus gefällt worden waren.
Die Wärmebehandlung der länglichen Eisen partikel in Quecksilber bewirkt eine zunehmende Än derung ihrer Form und ihrer Eigenschaften. Erstens wird die federartige Struktur vermindert und nahezu zum Verschwinden gebracht, vermutlich durch eine Auflösung und Ablagerung auf die Hauptkörper der Partikel, so dass einfach längliche Partikel verbleiben. In diesem Zustand haben die Eisenpartikel eine sehr hohe Koerzitivkraft und magnetische Richtwirkung. Würden anschliessend längere Behandlungen bei höhe ren Temperaturen angeschlossen, würden die Parti kel zu grossen, im wesentlichen runden Körpern zu- sanunenwachsent, was mit einem starken Abfall der Koerzitivkraft verbunden wäre.
Temperaturen bis zu <B>3000 C</B> ergeben bei der Wärmebehandlung genügende Ergebnisse. Bei optimalen Magneten ist es anzustre ben, dass die Eisenpartikel" die die Breite eines einzigen Bezirkes besitzen, das maximal mögliche Verhältnis von Länge zu Breite und nur ganz ge ringe Abzweigungen aufweisen. Ein überheizen der Partikel unterstützt insofern das Erreichen einer hohen Koerzitivkraft, als die Überzüge eine Zusam menlagerung der einzelnen Partikel zu Massen mit solchen Ausmassen verhindern, die über die ge wünschten Ausmasse hinausgehen.
Die Temperaturen, bei denen die Eisenpartikel in der Quecksilberkathode ausgefällt werden, haben ebenfalls einen grossen Einfluss auf die Eigenschaften der entstehenden, Eisenpartikel. Eine Ausfällung bei Zimmertemperatur bewirkt feine, federartige Zweige an den länglichen Partikeln, während viel gröbere und stummelhafte Abzweigungen bei höheren Tem peraturen, wie beispielsweise zwischen<B>170</B> und<B>230,</B> auch bis zu<B>3 000 C,</B> entstehen.
Die grösseren Verhält nisse von Länge zu Breite, die durch die höheren Temperaturen auftreten, ergeben ebenfalls höhere Koerzitivkräfte. Einige weitere Formunterschiede wurden ebenfalls bemerkt, so erscheinen beispiels weise einige Partikel, die bei<B>23 00 C</B> ausgefällt wurden, als dünne Platten und haben somit keinen kreis- förinigen Querschnitt. Ausserordentlich grosse Ver hältnisse von Länge zu Breite mit einem Wert von 40 zu<B>1</B> wurden bei sehr hohen Temperaturen er langt, wobei die Zahl der Abzweigungen glücklicher weise unter diesen Umständen wieder vermindert ist.
Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass vor- zugswei <B>.</B> se auch die letzten Spuren von Quecksilber von den länglichen feinen Eisenpartikeln entfernt werden. Ein geeigneter Prozess enthält ein eWa- schen der metallüberzogenen länglichen Partikel, wie sie im Gemisch mit Quecksilber auftreten. Zu nächst wird z. B. zu dem Gemisch Blei oder eine Bleilegierung zugegeben, wie beispielsweise eine Blei- Antimon-Legierung, wodurch die Quecksilberkonzen tration vermindert wird. Als nächstes kann eine Gruppe von länglichen Partikeln mittels eines Per manentmagneten entnommen werden.
Diese beiden Schritte werden vorzugsweise wiederholt, bis die Quecksilberkonzentration so niedrig wie gewünscht ist; die Verdünnung der magnetischen Konzentration beispielsweise bei siebenfacher Behandlung entspricht nur zwei Gewichtsprozent von Quecksilber in der resultierenden Masse. Die Masse wird vorzugsweise bei einer erhöhten, sich leicht über dem Schmelzpunkt des Bleis befindlichen Temperatur zusammen- gepresst, so dass das Blei derart zum Ausschwitzen gebracht wird, dass den länglichen Partikeln eine ge wünschte Konzentration gegeben werden kann.
Eine Oxydation der Partikel tritt bei dem fertigen Pro dukt nicht auf, da das Blei im festen Aggregat zustand den Sauerstoff von einer Berührung mit den länglichen Partikeln abhält.
Eine zweite bevorzugte Verfahrensform zur Ent fernung des Quecksilbers besteht z. B. in der Erwär mung des aus Quecksilber und den mit einem metal lischen überzug versehenen Partikeln bestehenden Gemisches auf eine Temperatur von<B>2500 C</B> unter einem Vakuum von ungefähr 10--mmHo., wobei diese Bedingungen während etwa<B>3</B> Stunden aufrecht erhalten werden. Das Quecksilber wird entfernt, so dass die Partikel an ihrem Metallüberzug von dieser Substanz annähernd frei sind.
Wenn die Tempera tur bei stationären Parti#keln über<B>3009 C</B> erhöht wird, so haben diese die Tendenz zusammenzusintern, wo durch deren magnetische Eigenschaften zerstört wer- e den. Die Anwendung ein r solchen Temperatur ist jedoch dann möglich, wenn die Partikel gerührt wer den, um deren Zusammensintern zu vermeiden.
Die vorerwähnten Säuren, welche im Zusammen hang mit dem Elektrolyt verwendet werden können, um eine vollständig saubere Oberfläche der flüssigen Kathode während des elektrolytischen Ausfällungs- prozesses aufrechtzuerhalten, verhindern das Nieder schlagen von basischen Eisensalzen auf der Katho denoberfläche. Der Elektrolyt wird vorzugsweise sauer gemacht und besitzt einen pl-I-Wert von ungefähr 2. In einem Fall wurde festgestellt, dass der Nieder schlag in einem Eisenchlorid-Elektrolyt bei einem pH-Wert von ungefähr 4 begann bei einer Kon zentration von ungefähr<B>1,6</B> Molen Eisenchlorid pro Liter der Lösung, wobei der Restbestandteil derselben aus Wasser und Salzsäure bestand.
Durch Zusatz von Salzsäure, welche den pH-Wert auf etwa 2 reduzierte, wurde diese Schwierigkeit umgangen.
Von den vorzugsweise verwendeten, nicht magne- tisierbaren Bindematerialien, welche für die Herstel <U>lung</U> des magnetischen Materials verwendet werden können, haben sich organische thermoplastische Mate rialien als sehr geeignet erwiesen.
Zelluloseartige Stoffe, oder Stoffe wie z. auf B. Zelluloseacetat Acrylbasis, wie und z. Zellulosenitrat B. Methyl- <B>'</B> methacrylat, können verwendet werden.
Zur Erzie- weise lung eines der Volumenbestandteil optimalen Energieproduktes des Eisens, wird das vorzugs- durch die länglichen Eisenpartikel dargestellt wird, bei<B>50</B> bis<B>66</B> 1/o# des magnetischen Materials gehalten, wobei das übrige Volumen hauptsächlich durch das Binde mittel eingenommen werden kann.
Oxyde und die metallischen überzüge der Partikel können jedoch ebenfalls einen kleinen Volumenbestandteil aus machen. Das Gewicht der metallischen überzüge der Partikel kann gegebenenfalls 2-101/o des Eisen gewichtes derselben betragen. In Abhängigkeit von den gewünschten magnetischen Eigenschaften, welche das fertige Material erhalten soll, kann das Binde mittel einen grösseren oder kleineren Volumenbestand teil ausmachen als der oben genannte. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass das Bindemittel üblicherweise aus einem von den Partikeln unterschiedlichen Mate rial besteht, so dass die Partikel in dem Bindemittel als solche identifiziert werden können.
Bei der Ver wendung von thermoplastischen Bindemitteln können z. B. die längglichen Eisenpartikel in ein plastisches Material eingebracht werden, das durch Zusatz eines Lösungsmittels verflüssigt wurde, wobei die so ge bildete Masse in eine Forin eingebracht und gepresst werden kann, währenddern die länglichen Partikel durch ein äusseres Magnetfeld ausgerichtet werden können.
Darauf kann das überflüssige Lösungsmittel durch Erwärmung entfernt werden, welches auch in einem Vakuum geschehen kann, so dass das magne- tische Material in erstarrter Form zuiückbleibt. Anderseits können die länglichen Partikcl mit einem durch Erwärmung verflüssigten thermoplastischen Material gemischt werden, wobei die Mischung in er wärmtem Zustand gepresst und einem die Partikel ausrichtenden magnetischen Feld ausgesetzt werden können, worauf die Mischung abgekühlt wird.
Wei <B>t,</B> terhin ist es möglich, ein trockenes thermoplastisches Pulver mit den länglichen Partikeln zu vermischen, worauf die Mischung erwärmt und ebenfalls der Ein wirkung eines magnetischen Feldes ausgesetzt wird. Durch Abkühlung wird das Material in erstarrten, das heisst festen Zustand übergeführt.
Die Ausrichtung der magnetischen Partikel ge schieht vorzugsweise unter der Einwirkung eines äusseren magnetostatischen Feldes von ungefähr 4000 Gauss oder mehr. Schwächere Felder ergeben keine optimale Ausrichtung, währenddem höhere Feldstär ken die Ausrichtung verbessern. Es hat sich gezeigt, dass Felder bis zu<B>28 000</B> Gauss sehr befriedigende Resultate er,-eben.
Bei einer Bindung der länglichen Partikel in einer nicht magnetisierbaren Masse können Verformungs- drücke jeder Grössenordnung angewendet werden, entsprechend den gewünschten Konzentrationen. Die Partikel dürfen- sich nicht chemisch miteinander ver binden, da dadurch die Ausbildung von Einzelbezir ken zerstört wird. Es ist möglich, die Formgebung praktisch ohne Druck oder mit Drücken bis zu und über<B>70</B> kg/MM2 durchzuführen. Die Verformung wird vorzugsweise ohne Druck ausgeführt, wenn die läng lichen Partikel lediglich in eine Legierung mit nied rigem Schemlzpunkt wie z. B. einer Bleilegierung ein gegossen werden.
Nachfolgend g sind zwei Beispiele zur Herstellung des magnetischen Materials beschrieben:
<I>Beispiel<B>1</B></I> Die elektrolytische Ausfällung von länglichen kleinen Eisenpartikeln in eine in flüssigem Zustand befindliche, reine Quecksilberkathode wurde bei Zim mertemperatur durchgeführt, und zwar unter Ver- wendun <B><U>'g</U></B> einer Flusseisenanode, einer erschütterungs freien Aufhängung, eines Kathoden-Anoden-Abstan- des von<B>1,5</B> cm, einer Stromdichte von 0,045 Am- pere/cm2 sowie einer 1,
6molaren Lösung von Eisen- chlorid-Elektrolyt mit einem Salzsäuregehalt und einem pH-Wert von<B>3.</B> Die Ausfällung wurde wäh rend zwei Minuten durchgeführt, wonach das Eisen- Quecksilber-Gemisch nach 2 Minuten unter Verwen dung eines Permanentmagneten aus dem Quecksilber entfernt wurde. Der gleiche Trennvorgang wurde darauf zur Entfernung weiterer Partikel aus dem Quecksilber wiederholt.
Die Mehrheit der gewonne nen Partikel besitzt eine derartige Breite, dass nur ein einziger magnetischer Bezirk, in Querrichtung auftritt und ein Verhältnis von Länge zu Breite von minde stens 2 zu<B>1.</B> Die Koerzitivkräfte der so erhaltenen zwei Gemische wurden gemessen, nachdem diese zum Erstarren gebracht wurden, während deren Par tikel unter der Einwirkung eines magnetostatischen Feldes von<B>5000</B> Gauss ausgerichtet wurden.
Die Ko- erzitivkraft des einen Gemisches in der Richtung der Partikel war<B>510</B> Oersted und quer zu dieser gemessen 400 Oersted. Beim zweiten Gemisch war die Koerzitivkraft parallel zur Richtung der Partikel <B>500</B> Oersted und quer zu dieser 400 Oersted.
Nachdem diese beiden Gemische während<B>9</B> Minuten einer Wärinebehandlung in Luft bei<B>1750 C</B> ausgesetzt waren, wurden deren Magnetisierunggs- Koerzitivkräfte (jH,) in ähnlicher Weise gemessen:
EMI0008.0013
<B>jH,</B> <SEP> parallel <SEP> IH, <SEP> quer
<tb> Gemisch <SEP> Nr. <SEP> <B>1 <SEP> 1290</B> <SEP> Oersted <SEP> <B>870</B> <SEP> Oersted
<tb> Gemisch <SEP> Nr. <SEP> 2 <SEP> <B>1300</B> <SEP> Oersted <SEP> <B>860</B> <SEP> Oersted Die beiden Gemische wurden darauf gemischt und die Partikel mit einem Zinnüberzug versehen, indem eine Zinnkug gel in die Mischung eingebracht wurde und deren Rest entfernt wurde.
Nachdem das gewonnene Gemisch unter der Einwirkung eines magnetischen Feldes zum Erhärten gebracht wur den, ergaben sich folgende Koerzitivkräfte:
EMI0008.0023
<B>,</B> <SEP> parallel <SEP> <B><I>jH,</I></B> <SEP> quer
<tb> <B><I>jH,</I></B>
<tb> <B>1670</B> <SEP> Oersted <SEP> <B>1075</B> <SEP> Oersted Danach wurde das Gemisch unter einem Druck von 42kglrmn2 verformt, währenddem die Partikel unter der Einwirkung eines magnetostatischen Feldes von<B>3000-5000</B> Gauss ausgerichtet wurden. Bei die sem Vorgang wurde das überflüssige Quecksilber ent fernt.
Das resultierende magnetische Material besitzt die folgenden Eigenschaften: Koerzitivkraft <B>650</B> Oersted Remanente Flussdichte <B>7150</B> Oersted Energieprodukt (BH),." 2,02 Millionen Gauss-Oersted 44% Eisen (Volumen) DieVerrnengung vonAtomen andererMaterialien mit den Eisenatomen ist möglich, aber nicht immer vorteilhaft,
da diese anderen Materialien eine Ver kleinerung des Energieprodüktes des diese Partikel ,enthaltenden Materials bewirken. Eine Ausnahme besteht im Falle von Kobalt, wobei die Vermengung von Kobaltatomen mit Eisenatomen bis zu einem Verhältnis von 7519/o, Kobalt zu 2511/o Eisen in den Iänglichen Partikeln gegenüber solchen aus reinem Eisen eine Verbesserung der Eigenschaften hinsicht lich SättigungsindUtion, Koerzitivkraft und Energie produkt mit sich bringt.
Geeignete Herstellungs methoden sind ähnlich wie diejenigen zur Erzeugung von Eisenpartikelmaterialien mit der Ausnahme, dass Kobaltionen in den Ausfällungs-Elektrolyt eingeführt werden. Zur Erzeugung der Kobaltionen können Kobaltsalze verwendet werden und es hat sich für die Herstellung von solchen Partikeln als zweck mässig erwiesen, einem Eisenchlorid-Elektrolyt ledig lich Kobaltchlorid zuzusetzen. Kobalthaltige Sulfate und Nitrate sind ebenfalls Beispiele von Salzen, wel- che verwendet werden können.
Die Eigenschaften der Kobaltatome enthaltenden länglichen Partikel sind im übrigen von denjenigen. der Partikel aus Eisen nicht sehr verschieden, wobei auch die Kristallstruk turen ähnlich sind. Frühere Versuche zur Herstellung von Eisenkobaltpartikeln ergaben lediglich annähernd kugelförmige Partikel, welche nicht ausgerichtet wer den können und demzufolge Magnete mit kleiner Ener gie ergeben.
Es ist jedoch interessant, dass Partikel mit bestimmter Längenausdehnun 'g, welche sowohl Eisen- wie Kobaltatome enthalten, verbesserte Eigen schaften aufweisen, welche sich durch die anisotropen Kristallkräfte ergeben. Diese Partikel können magne tisch ausgerichtet werden, was erhöhte Energie produkte zur Folge hat.
Nachfolgend ist ein Beispiel zur Herstellung von länglichen Partikeln, die Eisen- und Kobaltatome ent halten, beschrieben: <I>Beispiel 2</I> Die elektrolytische Ausfällung von länglichen fei nen Eisen-Kobalt-Partikeln in eine flüssige Kathode aus reinem Quecksilber wurde bei Zimmertemperatur durchgeführt, und zwar unter Verwendung einer Flusseisenanode, einer vibrationslosen Aufhängung, eines Kathoden-Anoden-Abstandes von<B>1,0</B> cm, einer Stromdichte von<B>0,303</B> Ampere/cm2 und eines Elek trolyten mit einem Eisenchloridgehalt, entsprechend 1,6molar,
einemKobalt-Chlorid-Gehalt, entsprechend 0,4molar, und einem pH-Wert von<B>2,5.</B> Dieser Vor- Crang wurde achtmal wiederholt, jedesmal während <B>110</B> Sekunden, worauf die Quecksilber-Partikel- gemische, welche von der Kathode auf magnetischem Wege entfernt wurden, miteinander gemischt wurden. Diese Mischung wurde darauf während<B>390</B> Minu ten auf einer Temperatur von<B>1750 C</B> gehalten.
Die Mehrheit der gewonnenen Partikel besitzt längliche Form mit einem Verhältnis von Länge zu Breite von mindestens 2 zu<B>1,</B> wobei deren Breite so bemessen ist, dass nur ein einziger magnetischer Bezirk in Querrichtung auftritt. Das die Partikel enthaltende Gemisch ergab darauf die folgenden Messwerte:
EMI0008.0084
JH, <SEP> parallel <SEP> JH, <SEP> quer
<tb> <B>1670</B> <SEP> Oersted <SEP> 1210 <SEP> Oersted Das Gemisch wurde darauf bei einem Druck von etwa<B>70</B> kg/mm2 verpresst, wobei ein grosser Teil des Quecksilbers entfernt und ein äusseres Feld zur Aus richtung mit einer Stärke von<B>3000-5000</B> Gauss an gelegt wurde.
Das resultierende Material hatte die folgenden Eigenschaften: Koerzitivkraft 843 Oersted Remanente Flussdichte 740 Gauss Energleprodukt (BH)""" <B>2,17</B> Millionen Gauss-Oersted
EMI0008.0094
Zusammensetzung <SEP> in <SEP> Gewichtsteilen:
<tb> Eisen <SEP> 46,8,l,' &
<tb> Kobalt <SEP> 35,8%
<tb> Quecksilber <SEP> <B>8,3 <SEP> "/ & </B>
<tb> Oxyde <SEP> Rest Flüssige Kathoden aus anderen Materialien als reinem Quecksilber können für den elektrolytischen Ausfällungsprozess verwendet werden, beispielsweise flüssige Legierungen von Quecksilber und anderen Metallen.
Ebenso können verschiedene Elektrolyte gewählt werden, wobei Eisenchloride und Äthylen- glykol als beispielsweise geeignete Träger für Eisen ionen erwähnt wurden. Kathodenlegierungen, welche bei normalen Temperaturen erstarren, wie z. B. Blei- Quecksüber-Legierung, können bei Ausfällungsprozes- sen unter erhöhten Temperaturen, bei welchen die Legierungen geschmolzen sind, verwendet werden. Die unter diesen Bedingungen ausgefällten Partikel können darauf in der Legierung belassen werden, welche einen Bestandteil eines fertigen Magnetes bildet, wenn sie erstarrt ist.
Vorzugsweise geschieht die Ausrichtung der länglichen Partikel in dieser Legie,rung unter einem elektrischen Feld, während die Legierung erstarrt.