DE1109077B

DE1109077B - Verfahren zum Herstellen ferromagnetischer Koerper fuer elektrotechnische Zwecke mitpraktisch rechteckiger Hysteresisschleife und niedriger Koerzitivkraft

Info

Publication number: DE1109077B
Application number: DER24270A
Authority: DE
Inventors: Philip Keene Baltzer
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1957-10-31
Filing date: 1958-10-25
Publication date: 1961-06-15
Also published as: US3055833A; GB906119A; FR1212975A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen ferromagnetischer Körper mit praktisch rechteckiger Hysteresisschleife und niedriger Koerzitivkraft auf der Basis Ni-Mn-Ferrit bzw. Ni-Zn-Mn-Ferrit.

Als Spinelle bezeichnet man im allgemeinen Stoffe, die nach dem Spinelltyp kristallisieren und durch die Formel M²⁺(M³⁺)₂O₄ dargestellt werden können. M²⁺ bzw. M³⁺ steht dabei für zwei- bzw. dreiwertige Kationen. Enthält der Spinell nur ein einziges zweiwertiges Kation und nur ein einziges dreiwertiges Kation, so spricht man von einem »einfachen Spinell«, während Spinelle, in denen zwei oder mehrere zweiwertige und/oder dreiwertige Kationen enthalten sind, als gemischte Spinelle bezeichnet werden. Ferromagnetische Spinelle werden als »Ferrospinelle« bezeichnet. Der Ausdruck »Ferrit« wird üblicherweise für gesinterte, polykristalline Körper verwendet, die auch andere Materialien als Spinelle in Form von Kristalliten enthalten können.

Ferrite, insbesondere Nickel-Zink-Ferrite und Nickel-Zink-Mangan-Ferrite sind in den verschiedenartigsten Zusammensetzungen bekannt. So sind beispielsweise Ferrite bekannt, die 17 bis 21 Gewichtsprozent ZnO, 9 bis 13 Gewichtsprozent NiO, 64 bis 68 Gewichtsprozent Fe₂O₃ und 2 bis 5 Gewichtsprozent MnO enthalten. Die bekannten Ferrite sind jedoch magnetisch weich, d. h. daß der maximale Permeabilitätswert groß und die Koerzitivkraft verschwindend klein ist. Durch die Erfindung soll im Gegensatz dazu ein Material angegeben werden, das eine annähernd vollkommen rechteckige magnetische Hysteresisschleife bei mäßigen Werten der Koerzitivkraft besitzt. Ferrite mit annähernd rechteckiger Hysteresisschleife sind natürlich ebenfalls bekannt.. Ein bekanntes Material mit praktisch rechteckiger Hysteresisschleife besitzt die Formel χ NiO -(I — χ + y) MnO · Fe₂O₃, wobei χ und y zwischen 0,1 und 0,8 bzw. zwischen 0 und 0,5 liegen und χ -f- y 2; 0,2 ist.

Die Magnetkerne sättigbarer Drosseln sollen aus einem Material mit annähernd rechteckiger magnetischer Hysteresisschleife und niedriger Koerzitivkraft bestehen. Bei magnetischen Speichereinrichtungen soll das Material der verwendeten Magnetkerne so beschaffen sein, daß es durch einen Magnetisierungsimpuls einer gewissen Größe magnetisch gesättigt wird, durch eine Anzahl von Magnetisierungsimpulsen der halben Größe eines zur Sättigung ausreichenden Impulses unbeeinflußt bleibt.

Durch die Erfindung soll ein Verfahren zur Herstellung von ferromagnetischen Körpern für elektrotechnische Zwecke angegeben werden, das die obengenannten Forderungen in einem weiten Temperatur-Verfahren zum Herstellen ferromagnetischer Körper für elektrotechnische Zwecke

mit praktisch rechteckiger Hysteresisschleife

und niedriger Koerzitivkraft

Anmelder:

Radio Corporation of America,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 31. Oktober 1957

Philip Keene Baltzer, Princeton, N. J. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

bereich sehr gut erfüllt. Ein Verfahren zum Herstellen ferromagnetischer Körper für elektrotechnische Zwecke mit praktisch rechteckiger Hysteresisschleife und niedriger Koerzitivkraft auf der Basis Ni-Mn-Ferrit bzw. Ni-Zn-Mn-Ferrit ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung mit der molaren Zusammensetzung Ni₁-^Zn₃; (Fe₁-^Mn₂Z)₂O₄, wobei χ = 0,00 bis 0,95 und y = 0,03 bis 0,80 ist, bei 850 bis 1050⁰C von 15 Minuten bis zu einer Stunde in Luft geglüht und diese Mischung nach dem Zerkleinern zu einem geformten Körper gepreßt wird wonach dieser Körper dann anschließend 15 Minuten bis 10 Stunden lang bei einer Temperatur zwischen 900 und 1300⁰C in Luft geglüht und schließlich in Sauerstoff bei einer Temperatur zwischen 900 und 1050⁰C für mindestens 10 Stunden getempert wird.

Die Erfindung soll nun in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben werden, dabei bedeutet:

Fig. 1 eine graphische Darstellung des Systems NiO-ZnO-Fe₂O₃-Mn₂O₃,
Fig. 2 eine Ansicht der Ebene

Ni Fe₂ O₄-Zn Fe₂ O₄-Zn Mn₂ O₄-Ni Mn₂ O₄

der graphischen Darstellung nach Fig. 1 und dient zur Definition der Ferrospinellzusammensetzungen gemäß der Erfindung,

109 617/387

Fig. 3 a und 3 b magnetische Hysteresisschleifen von Hysteresisschleife des Toroids. Für Werte von B_rIB_s,

Stoffen der Zusammensetzung Ni(Fe₀₎₉₂Mn_0l08)₂O₄ die größer sind als 0,80, kann der Ferrit als praktisch

bei Zimmertemperatur und rechteckig bezeichnet werden.

Fig. 4 a und 4 b magnetische Hysteresisschleifen Der Wert der Curie-Temperatur wird mittels Prüfeines Stoffes der Zusammensetzung 5 stäben (etwa 3,8 · 3,8 · 38 mm) der speziellen Zu-

^j. _{7 (}-p -f.* % _n sammensetzung, die mit den Testtoroiden hergestellt

Ni_o,45^no,55ire_o,₄₅ Mn_0l5Sj_äu₄. wurde, erhalten, indem die Anfangspermeabilität gegen

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 können die die Temperatur aufgetragen wurde und der Temperaverbesserten gemischten Ferrospinelle gemäß der turwert bestimmt wurde, bei welchem die Permeabilität Erfindung durch die Formel Ni₁__:rZn_a;(Fe₁__2/Mn_2/)₂O₄ io unstetig auf den Wert 1 abfiel. In Fig. 2 sind Grenzdargestellt werden, wobei χ = 0,00 bis 0,95 und linien eingezeichnet, die den Einfluß der Zusammen- y = 0,03 bis 0,80 ist. Dies ist in Fig. 2 durch die Setzung auf die Curie-Temperatur der betreffenden rechteckige Fläche A-C-E-F-A dargestellt. Ferrospinelle angeben.

Die für einen Betrieb im Bereich der Zimmer- Die magnetische Bereichsanisotropie wird der temperatur (20° C) am besten geeigneten Ferrospinelle 15 Größenordnung und dem Vorzeichen nach an Testliegen in einem Bereich, in dem χ zwischen 0,00 und scheiben (die gleichfalls zusammen mit den Test-0,90 und y zwischen 0,01 und 0,40 liegt. Dieser Bereich toroiden hergestellt wurden) mittels magnetostriktiver entspricht in Fig. 2 der Rechteckfläche A-B-L-G-A. Messungen bestimmt. Die Magnetostriktion wird als Spinellkristalle dieser Zusammensetzungen zeigen eine Funktion des angelegten Feldes bis herauf zu 10000 magnetische Bereichsanisotropie vom Wert 0 oder 20 Oersted bestimmt, wobei übliche Dehnungsmeßannähernd 0, wenn ihre Temperatur etwa 2O⁰C verfahren Verwendung finden. Das Vorzeichen der beträgt. Der besonders vorzuziehende Bereich von Bereichsanisotropie wird durch das Vorzeichen des Zusammensetzungen für Betrieb bei Zimmertemperatur Wechsels der Magnetostriktion parallel zum angeliegt auf beiden Seiten der Linie M-N der vorer- legten Feld gegeben, wenn das Feld von der Sättigungswähnten Schar, wobei χ = 0,00 bis 0,90 und y = 0,08 25 feldstärke auf Null reduziert wird. Wenn die Magnetoist. Der vorzuziehende Bereich der Zusammensetzungen striktion positiver wird, ist die Bereichsanisotropie für Betrieb bei Zimmertemperatur liegt auf beiden negativ; wenn die Magnetostriktion negativer wird, ist Seiten dieser Linie, wo y = 0,04 bis 0,14 ist. Der für die Anisotropie positiv, und wenn sich schließlich die Betrieb bei Zimmertemperaturen am besten geeignete Magnetostriktion nicht ändert, wenn das effektive Ferrospinell wird durch die Formel 3° Gesamtfeld auf Null verringert wird, ist die Bereichs-NVF M \ Ci anisotropie Null.

^H °'⁹² °'^08j2U4 -_n Aus der Tabelle und Fig. 2 ist ersichtlich, daß die

dargestellt, diese Zusammensetzung ist in Fig. 2 durch Substitution von dreiwertigem Mangan für das drei-

den Punkt M angegeben. wertige Eisen in den betreffenden Spinellen zuerst ein

Ferrospinelle, die sich am besten für einen Betrieb 35 Absinken der Rechteckigkeit des Spinells und dann bei Temperaturen des flüssigen Stickstoffes (-196⁰C) ein Ansteigen der Rechteckigkeit auf einen Maximaleignen, liegen in einem Bereich, wo χ = 0,30 bis 0,95 wert bewirkt, nachdem die Rechteckigkeit wiederum und y = 0,01 bis 0,80 ist. Dies entspricht in Fig. 2 der absinkt. Im Bereich hoher Rechteckigkeit ist die Rechteckfläche D-E-F-H-D. Spinellkristalle dieser Koerzitivkraft im wesentlichen konstant, wenn der Zusammensetzungen zeigen eine magnetische Be- 40 Gehalt an dreiwertigem Mangan verändert wird, reichsanisotropie vom Wert 0 oder annähernd 0, wenn Zusätzlich sinkt die Curie-Temperatur mit wachsendem ihre Temperatur in der Nähe von —196° C liegt. Der Gehalt an dreiwertigem Mangan ab. Der Ersatz von für einen Betrieb bei Temperaturen des flüssigen Nickel durch Zink bewirkt ein Absinken der Koerzitiv-Stickstoffs am besten geeignete Ferrospinell wird durch kraft und eine Erhöhung der Rechteckigkeit und die Formel (Ni₀₁₄₅Zn₀₁₅₅)(Fe₀₁₄₅Mn₀₁Sg)₂O₄ dargestellt, 45 Magnetisierung auf ein Maximum, nachdem die die dem Punkt P in Fig. 2 entspricht. Koerzitivkraft weiter absinkt und die Rechteckigkeit

Die Tabelle zeigt ausgewählte Ferrospinelle gemäß und Magnetisierung abfallen, da die Curie-Temperatur der Erfindung mit verschiedener molarer Zusammen- mit wachsendem Zinkgehalt sinkt. Es soll darauf hinsetzung des Spinells und verschiedenen magnetischen gewiesen werden, daß Zusammensetzungen, die eine Eigenschaften. 50 geeignete B-H- und Schaltcharakteristik bei der

Zum Vergleich der magnetischen Eigenschaften der Temperatur flüssigen Stickstoffs aufweisen, bei Zimmergemischten Ferrospinelle gemäß der Erfindung wurden temperatur schlecht oder sogar paramagnetisch sein Testtoroide aus den verschiedenen Zusammensetzungen können.

hergestellt, die einen Außendurchmesser von etwa Bestimmte andere Eigenschaften wurden für das 0,3 cm und eine Dicke von ungefähr 0,2 cm besaßen. 55 System Ni(Fe₁-^Mn₂Z)₂O₄ untersucht. Die Ionen-Die Toroide wurden mit einer Eingangs- oder Primär- verteilung wurde mittels Röntgenbeugung untersucht, wicklung von fünf Windungen und einer Ausgangs- Bei Raumtemperatur ergab sich eine kubische Struktur oder Sekundärwicklung von fünfundzwanzig Win- für das ganze System, der Gitterabstand wächst mit düngen jeweils aus AWG-Nr. 30-Kupferdraht be- wachsendem;; von 8,34 bis 8,39 Ä. Im Bereichy = 0,0 wickelt. Die Eingangswicklung wurde mit 60-Hz- 60 bis 0,5 ersetzt Mn⁸⁺ im wachsenden Maße Fe³⁺ in den Wechselstrom gespeist, und das Integral des in der sechszähligen Plätzen. Im Bereich y = 0,5 bis 1,0 Sekundärwicklung induzierten Stromes wurde mit ersetzt Mn³⁺ im wachsenden Maße Fe³⁺ in den viereinem 60-Hz-5-//-Schleifenmesser untersucht. Die zähligen Plätzen. Mn³⁺ ist also nicht in der Lage, maximale Flußdichte B_n, die remanente Flußdichte Ni²⁺ aus den sechszähligen Plätzen zu verdrängen, und B_r, die Koerzitivkraft H₀ werden von derselben 65 NiMn₂O₄ (y = 1,0) ist ein kubischer, inverser Spinell. Sättigungs-5-ii-Schleife gewonnen (das maximale Die Magnetisierung ist in Übereinstimmung mit der Magnetfeld betrug etwa 50 Oersted). Der Wert B_r/B_s durch die Röntgenuntersuchungen gewonnenen Ionenist ein qualitatives Maß für die Rechteckigkeit der verteilung. Magnetostriktive Messungen als Funktion

5 6

des angelegten Feldes ergaben Vorzeichen und Größen- von etwa 1400 kg/cm² haben sich als zufriedenstellend Ordnung der magnetischen Anisotropie der Proben. erwiesen. Der geformte Körper wird dann in Luft Die magnetische Anisotropie ist für NiFe₂O₄ stark etwa 1 Stunde bei 1250° C gesintert und langsam abnegativ. Mit wachsendem Ersatz von Fe³⁺ durch gekühlt. Der gesinterte Körper wird dann etwa Mn³⁺ geht die Anisotropie bei etwa y = 0,08 durch 0 5 72 Stunden bei 1000 ⁰C in Sauerstoff getempert und und wird dann stark positiv (K etwa +1O⁵ erg/cm³) bei langsam abgekühlt.

y = 0,5. Zur Erzeugung einer positiven Anisotropie in Das nach Beispiel 1 hergestellte Toroid ist ein

einem Spinell war bisher nur das Co^s+-Ion bekannt. geformter magnetischer Kern, der in der Hauptsache

Bei dem System Ni (Fe₁-2, Mn^)₂ O₄ hat die Koerzitiv- aus einem gemischten Ferrospinell der Formel kraft beim selben Wert von y ein breites Minimum io Ni(Fe₀,₉2Mn₀,₀₈)₂O4 besteht.

und die Rechteckigkeit ein Maximum, welcher eine Die gemäß Beispiel 1 hergestellten Toroiden und an

verschwindende Anisotropie ergibt. Eine Theorie zur ihnen gemessenen Hysteresisschleifen sind in den

Erklärung dieses Effektes wird später gegeben. Eine Fig. 3 a und 3 b dargestellt. Von den beiden in Fig. 3

negative Anisotropie kann als das Bestehen einer dargestellten B-H-Kurven gilt die eine für ein maxi-

Vorzugsrichtung für die Magnetisierung in Diagonal- 15 males Magnetisierungsfeld von 8,5 Oersted und die

richtung des Spinellkristalls von Ecke zu Ecke in der andere für ein maximales Feld von 28,0 Oersted, beide

kubischen Einheit des Spinellkristalls angesehen weisen praktisch die gleiche Sättigungsflußdichte von

werden. Bei einer positiven Anisotropie liegt die 1760 Gauß auf. Weitere Eigenschaften des Toroids sind

Vorzugsrichtung für die Magnetisierung des Spinell- in der Tabelle unter Probe Nr. 4 aufgeführt,

kristalls in einer Richtung parallel zu den Kanten der 20 Die gemischten Ferrospinelle gemäß der Erfindung

kubischen Elementarzelle. Die Anisotropie ist Null, können nach den von der Herstellung von Ferrospinell-

wenn der Spinellkristall keine Vorzugsrichtung für die zusammensetzungen üblichen Verfahren bereitet wer-

Magnetisierung zeigt. den. Nach der Sinterung werden sie vorzugsweise nicht

In einem polykristallinen Körper sind die Kristallite abgeschreckt, eine Massenherstellung wird dadurch unregelmäßig angeordnet. Die meisten Kristallite 25 vereinfacht. Vorzugsweise wird weiterhin die Rohliegen so, daß die Vorzugsrichtungen von der ge- mischung kalziniert und das in Form gebrachte wünschten Magnetisierungsrichtung verschieden sind. Kalzinat in Luft gesintert, um den maximalen Oxy-Das magnetisierende Feld muß also die Vorzugs- dationszustand mit einer gewöhnlichen Atmosphäre zu richtungen der meisten Kristallite in einem mehr oder erreichen. Dementsprechend ist es auch vorzuziehen, weniger starken Maße überwinden. Wenn das magneti- 30 die gesinterten Körper in Sauerstoff zu tempern, so sierende Feld verschwindet, kehrt die Magnetisierung daß alle Kationen die höchste Oxydationsstufe anvieler Kristallite in die Ruhelage zurück, d.h., sie nehmen, die bei der Bildung einer Spinellkristallneigt dazu, die Vorzugsrichtung wieder anzunehmen, struktur besteht.

hierdurch bekommt die magnetische Hysteresisschleife Die Verfahrensschritte zur Herstellung aller hier in

einen geringen Remanenzwert und abgerundete Ecken. 35 Betracht kommenden gemischten Ferrospinelle sind

Wenn die Anisotropie Null ist, besitzen die Kri- praktisch gleich. Die rohen Metalloxyde oder ihre

stallite keine magnetische Vorzugsrichtung, es ist Äquivalente werden miteinander gemischt und durch

daher auch eine minimale Koerzitivkraft zur Magneti- 1 stündiges oder längeres Mahlen im nassen Zustand in

sierung des Körpers in einer gewünschten Richtung einer Kugelmühle pulverisiert. Ein Äquivalent für ein

notwendig. Wenn das magnetisierende Feld verschwin- 40 rohes Metalloxyd ist eine beliebige Verbindung, die

det, tritt weiterhin keine Rückkehr in eine Ruhelage sich bei Temperaturen zersetzt, die die gewünschten

ein. Der Körper zeigt dadurch also dann eine hohe Oxyde durch chemische Reaktionen ergeben, die

Remanenz und scharfe Ecken der magnetischen während des Sinterns verlaufen. So ist es beispielsweise

Hysteresisschleife. manchmal bequemer, Hydroxyde, Karbonate oder

Die hier in Betracht kommenden Ferrospinelle 45 Bikarbonate der Metalle zu verwenden, also beispielskönnen als Einkristalle hergestellt werden. Im allge- weise Eisenhydroxyd, Nickelkarbonat oder Manganmeinen ist jedoch vorzuziehen, sie als polykristalline karbonat, da diese kommerziell leichter verfügbar und Körper aus gesinterten Metalloxyden herzustellen. verhältnismäßig bequemer in der Handhabung sind. _R . . , Manchmal ist auch vorzuziehen, Metallester von ^eisP^le 50 organischen Säuren zu verwenden, beispielsweise

Ein für einen Betrieb bei Zimmertemperatur gut Nickelazetat oder Eisenformiat. Unter gewissen Umgeeigneter gemischter Ferrospinell gemäß der Er- ständen kann es auch vorteilhaft sein, die Rohfindung kann folgendermaßen hergestellt werden. Man mischung durch gemeinsame Fällung aus einer stelle eine Rohmischung aus 14,9 g NiO, 29,4 g Fe_?0₃ wässerigen Lösung, beispielsweise in Form von und 2,44 Mn₃O₄ her. Die Rohmischung wird mit einer 55 Hydroxyden, zu bereiten.

Flüssigkeit, wie z. B. Alkohol, etwa 8 Stunden in einer Die Rohmischung wird getrocknet und länger als

Kugelmühle gemahlen, so daß sich eine innige Mi- 15 Minuten bei Temperaturen zwischen 800 und

schung der Bestandteile ergibt, und anschließend 1050°C gebrannt. Der Zweck dieses Brennens besteht

getrocknet. Die getrocknete Rohmischung wird unge- darin, in der Rohmischung vorhandene flüchtige

fähr 1 Stunde bei ungefähr 1000° C in Luft geglüht. 60 Stoffe soweit wie möglich zu entfernen und die

Nach dem Abkühlen wird das kalzinierte Produkt mit chemischen Reaktionen zwischen den Bestandteilen

Wasser in einer Kugelmühle gemahlen. Gegen Ende der Rohmischung einzuleiten.

des Mahlvorganges wird 1 % eines Bindemittels, wie Nach dem Brennen wird das kalzinierte Produkt das Oleat eines gepufferten aliphatischen Amins, und gemahlen, um eine innige Mischung der Bestandteile 1% eines Formschmiermittels, wie z. B. Stearinsäure, 65 zu gewährleisten. Gegen Ende der Mahlperiode wird zugefügt. Das gemahlene Kalzinat wird dann durch dem Kalzinat ein organisches Bindemittel, beispiels-Pressen zu einem Toroid von ungefähr 7,6 mm Außen- weise Paraffin, oder ein Polymer und ein Schmierdurchmesser und 5 mm Höhe geformt. Preßdrücke mittel, beispielsweise Stearinsäure, zugefügt, um die

Formung zu erleichtern. Bindemittel, Schmiermittel und deren Mengenanteile sind nicht kritisch. Als Bindemittel können etwa 2 Gewichtsprozent einer 50% Wassersuspension von Paraffin und als Formschmiermittel ungefähr 1 Gewichtsprozent Stearinsäure Verwendung finden. Die Gewichtsprozente gelten für das Gesamtgewicht der Mischung.

Das gemahlene Kalzinat wird durch irgendein geeignetes Verfahren zu Kernen verformt, beispielsweise durch Pressen in eine Form. Die Kerne können xo irgendeine beliebige Gestalt haben. Die kommerziell am häufigsten gebrauchten Formen sind Toroide und Platten mit einer Reihe von Öffnungen. Der Formdruck ist nicht kritisch, obgleich für jede spezielle Zusammensetzung und Kernform ein optimaler Preßdruck existiert.

Das geformte Kalzinat wird langsam erhitzt, um das Binde- und Schmiermittel abzubrennen, und wird dann für eine Dauer von 15 Minuten bis 10 Stunden bei einer Temperatur zwischen 900 und 1300⁰C gesintert.

Die Sintertemperatur ist nicht kritisch, außer es soll die maximale Dichte der Körper erreicht werden, um optimale magnetische Eigenschaften zu gewährleisten. Je höher die Sintertemperatur ist, um so kurzer soll die Sinterzeit sein. Nach dem Brennen werden die Körper langsam abgekühlt. Mit langsamem Abkühlen ist eine mittlere Abkühlgeschwindigkeit von nicht größer als 5°C pro Minute gemeint.

Im Anschluß an das Sintern werden die Körper für längere Zeit bei etwa 1000⁰C in Sauerstoff getempert. Als zufriedenstellend haben sich Temperaturen zwischen 900 und 1050⁰C für eine Zeit von 10 bis 100 Stunden erwiesen. Durch das Tempern der Körper in Sauerstoff sollen die gemischten Ferrospinellzusammensetzungen in ihren maximalen Oxydationszustand gebracht werden, vorzugsweise das Mangan und das Eisen, der mit der Herstellung einer Spinellkristallstruktur übereinstimmt. Eine wünschenswerte Eigen

schaft der hier in Frage kommenden Ferrospinelle besteht darin, daß sie sehr stabile Oxydationszustände annehmen. Dies erlaubt den Aufbau der gewünschten Struktur dadurch, daß man die Oxydationsvorgänge vollständig zu Ende verlaufen läßt. Dies ist bei vielen derzeit verwendeten Ferriten nicht der Fall, welche ein kritisches Gleichgewicht zwischen Ionen wie Mn²" und Mn³⁺ erfordern.

Die Ferrospinelle gemäß der Erfindung können als feste Lösungen von NiFe₂O₄, ZnFe₂O₄, ZnMn₂O₄ und NiMn₂O₄ beschrieben werden. Die Zusammensetzungen haben daher alle ein stöchiometrisches Verhältnis von NiO + ZnO : Fe₂O₃ + Mn₂O₃ von 1:1. Von diesem Verhältnis kann bis zu einem gewissen Grade abgewichen werden, ohne die magnetischen Eigenschaften der betreffenden Zusammensetzung grundlegend zu ändern. Der Zusammensetzungsbereich, ausgedrückt in Oxyden, kann folgendermaßen festgelegt werden, wobei die Zahlen in Molteilen angegeben sind:

NiO =

1 — x

ZnO = -£-

Fe₂O₃ =

Mn₂O₃ = ^-

wobei χ = 0,00 bis 0,90 und y = 0,01 bis 0,08 sind. Wünschenswerte Bereiche sind in Molbestandteilen:

NiO 0,50 bis 0,05

ZnO 0,00 bis 0,45

Mn₂O₃ 0,005 bis 0,40

Fe₂O₃ 0,495 bis 0,10

	Zusammensetzung⁰	NiO	Rohmischung (Mol)	Mn₂O₃	ZnO	Bs-Hm	Eigenschaften a	BrIBs	Td⁰K)
		0,50				oder 4nh	H	0,75	843
	*χ \ y*	0,50	Fe₃O₃	0,020	—	1800	(Oersted)	0,6	—
1	0 ^j 0	0,50	0,50	0,0312	—	2070	3,0	0,5	823
2	0 1 0,04	0,50	0,48	0,04	—	1960	4,0	0,85	—
3	0 ■ 0,0625	0,50	0,4688	0,045	—	1730	4,0	0,8	—
4	0 0,08	0,50	0,46	0,05	—	1650	3	0,8	800
5	0 I 0,09	0,50	0,455	0,0938	—	1530	4	0,7	780
6	0 . 0,10	0,35	0,45	0,10	0,15	1700	3,0	0,9	616
7	0 ! 0,1876	0,50	0,4062	0,125		2750	8,0	0,6	742
8	0,30 0,20	0,35	0,40	0,125	0,15	1540	2,0	0,9	—
9	0 0,25	0,35	0,375	0,15	0,15	2700	12	0,9	600
10	0,30 0,25	0,50	0,375	0,17	—	2600	2,0	0,6	742
11	0,30 : 0,30	0,35	0,35	0,1875	0,15	1450	1,5	0,8	—
12	0 ^; 0,34	0,50	0,33	0,1875	—	2500	8	0,6	715
13	0,30 ^: 0,375	0,50	0,3125	0,21	—	1310	1,5	0,4	666
14	0 0,375	0,50	0,3125	0,25	—	1300	12	—	643
15	0 ι 0,42	0,225	0,29	0,275	0,275	—	20	0,6	368
16	0 ; 0,50		0,25			1100	—	0,9^b
17	0,55 i 0,55	0,20	0,225	0,30	0,30	3760^b	0,2	—	310
	ι I					—	3,5"	0,9^b
18	0,60 i 0,60	0,20			2500^b
				5^b

^a Gemessen bei Zimmertemperatur, soweit nicht anderweitig vermerkt.

^b Gemessen bei der Temperatur des flüssigen Stickstoffes.

c χ und y sind Zusammensetzungsparameter, die durch die allgemeine Formel ₄ definiert sind.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verfahren zum Herstellen ferromagnetischer Körper für elektrotechnische Zwecke mit praktisch rechteckiger Hysteresisschleife und niedriger Koerzitivkraft auf der Basis Ni-Mn-Ferrit bzw. Ni-Zn-Mn-Ferrit, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung mit der molaren Zusammensetzung Ni₁-ZZnS(Fe₁-^Mn₃Z)₂O₄, wobei χ = 0,00 bis 0,95 und y = 0,03 bis 0,80 ist, bei 850 bis 1050⁰C von 15 Minuten bis zu einer Stunde in Luft geglüht und diese Mischung nach dem Zerkleinern zu

10

einem geformten Körper gepreßt wird, wonach dieser Körper dann anschließend 15 Minuten bis 10 Stunden lang bei einer Temperatur zwischen 900 und 1300⁰C in Luft geglüht und schließlich in Sauerstoff bei einer Temperatur zwischen 900 und 1050° C für mindestens 10 Stunden getempert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 958 996;
Deutsche Auslegeschrift N 10099 VIII c/21 g
kanntgemacht am 23. 8. 1956).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen