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DE1917009B2 - Verfahren zur herstellung von mangan-zink-ferriten - Google Patents

Verfahren zur herstellung von mangan-zink-ferriten

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Publication number
DE1917009B2
DE1917009B2 DE19691917009 DE1917009A DE1917009B2 DE 1917009 B2 DE1917009 B2 DE 1917009B2 DE 19691917009 DE19691917009 DE 19691917009 DE 1917009 A DE1917009 A DE 1917009A DE 1917009 B2 DE1917009 B2 DE 1917009B2
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DE
Germany
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mol
oxygen
mno
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weight
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Granted
Application number
DE19691917009
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English (en)
Other versions
DE1917009C3 (de
DE1917009A1 (de
Inventor
Manfred Dipl.-Ing 8000 München Zenger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19691917009 priority Critical patent/DE1917009C3/de
Publication of DE1917009A1 publication Critical patent/DE1917009A1/de
Publication of DE1917009B2 publication Critical patent/DE1917009B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1917009C3 publication Critical patent/DE1917009C3/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/26Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on ferrites
    • C04B35/2658Other ferrites containing manganese or zinc, e.g. Mn-Zn ferrites

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Magnetic Ceramics (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

Durch die deutsche Auslegeschrift 11 23 243 ist ein oxydisches magnetisches Material auf der Basis eines Mangan-Zink-Ferrits bekannt, das aus einem gesimerten Gemisch von Eisenoxid, Manganoxid und Zinkoxid mit zusätzlich 0,05-0,3 Gew.-% Calziumoxid und 0,005-0,035 Gew.-% Siliciumdioxid besteht. Die Sinterung dieses Materials kann in einer sehr reinen Stickstoffatmosphäre erfolgen, die gegebenenfalls 0,4% Sauerstoff enthält.
Das vorerwähnte magnetische Material zeichnet sich durch eine hohe Permeabilität (1700 und höher) bei äußerst kleinen Hystereseverlusten aus. Für den Einsatz bis zu einigen MHz geeignete Mangan-Zink-Ferrite mit mittleren Permeabilitätswerten werden bisher aus Mischungen hergestellt, deren Eisengehalt 55 Mol.-% und mehr beträgt. Mit derart eisenreichen Zusammensetzungen können zwar ohne weiteres Ferrite mit günstigen Verlusteigenschaften erhalten werden; gleichzeitig aber geringe Inkonstanzwerte, d. h. nur geringe Veränderungen der Permeabilität bei einer bestimmten Temperatur zu erreichen, gelingt nur mit Hilfe einer verhältnismäßig aufwendigen und komplizierten Sinter- und Abkühlmethode.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Mangan-Zink-Ferriten mit Anfangspermeabilitäten von 300 bis 1000 für Frequenzen bis zu einigen MHz zu schaffen, wobei die Ferrite hohe Güte mit geringer Inkonstanz vereinen.
Zur Erzielung eines durch die vorerwähnten Eigenschaften ausgezeichneten Ferrits sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, daß Kerne aus hochreinen Ausgangsstoffen der Zusammensetzung
50-55 Moi-% Fe2O3,
Rest MnO und ZnO,
die Zusätze von
0-3Gew.-%TiO...
0,l-0.5Gew.-%CaO,
0.003-0,05 Gew.-% SiO..
enthalten, in einer ca. 10 J-l0 -% Sauerstoff enthaltenden Stickstoffatmosphäre in 2-5 Stunden auf 1100-120C0C aufgeheizt, bei i 100- 12500C in einer 10-3—10-' % Sauerstoff enthaltenden Stickstoffatmosphäre gesintert und mindestens 5 Stunden abgekühlt werden, wobei gleichzeitig der Sauerstoffgehalt der Stickstoffatmosphäre mindestens auf 10 - %, Vorzugs weise auf 10 ~i %, verringert wird.
Vorzugsweise wird ein Kern aus hochreinen Ausgangsstoffen der Zusammensetzung
50-55 Mol.-% Fe2Oj,
Rest MnO und ZnO,
der Zusätze von
0,5-1,5 Gew.-o/o TiO2,
0,1 -0,3 Gew.-o/o CaO und
0003-0.02 Gew.-% SiO2
enthält, in einer ca. 10~3—10~2 % Sauerstoff enthaltenden Stickstoffatmosphäre in 2 — 5 Stunden auf ca. 11500C aufgeheizt, bei 11500C in einer 10-J— 10"2 % Sauerstoff enthaltenden Stickstoffatmosphäre gesintert und in mindestens 5 Stunden abgekühlt, wobei gleichzeitig der Sauerstoffgehall der Stickstoffatmosphäre mindestens auf 10~2%, vorzugsweise 10"3%, verringert wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich Ferrite mit äußerst niedrigen Inkonstanzwerten bei gleichzeitiger hoher Güte herstellen, wobei die niedrigen Inkonstanzwerte auf dem geringen Eisengehalt des Ferrits beruhen. Eine wichtige, unabdingbare Voraussetzung dafür, daß sich mit den genannten eisenarmen Zusammensetzungen niedrige Verlustwerte ergeben, sind der bereits erwähnte Einsatz sehr reiner Ausgangsstoffe und die vorstehend definierten Zusätze von TiO2, CaCO3 und SiO2 innerhalb der vorgenannten Grenzen.
Ausführungsbeispiele für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
1. Ausführungsbeispiel
Es wurde ein Ferrit mit der folgenden Zusammensetzung der Ausgangsstoffe verwendet:
50 MoL-% Fe2O3,
35 Mol.-% MnO,
15Mol.-%ZnO,
Zusätze
1,2 Gew.-% TiO2,
0,2 Gew.-% CaO,
0,02 Gew.-% SiO2.
Die Ausgangsstoffe wurden trocken gemischt, 1 Stunde bei 850° C ferritisiert und nach Einwaage der Zusätze ca. 4 Stunden naß gemahlen. Das erhaltene Pulver wurde anschließend getrocknet, mit Polyviol angerührt, granuliert und mit einem Druck von 1 t/cm2 zu ringförmigen Kernen verpreßt.
Die Kerne bzw. Preßlinge wurden in einer etwa 10-3—io-2 % Sauerstoff enthaltenden Stickstoffatmo sphäre in 5 Stunden auf 11500C aufgeheizt, bei 11500C und der gleichen Atmosphäre gesintert und im Zeitraum von etwa 12 Stunden abgekühlt, wobei gleichzeitig der Sauerstoffgehalt der Stickstoffatmosphäre derart verringert wurde, d. h. mindestens auf 10~2 %, vorzugswei-
se aber auf 10-3%, herabgesetzt wurde, daß nur eine geringfügige Oxydation der Kerne erfolgen konnte. Es wurden folgende Werte gemessen:
u, = 500,
tano/μ. = 20 · 10"° (beil MHz), -iJV-ä < 1 ■ ΙΟ"6.
2. Ausführungsbeispiel
Ein nach dem Verfahren nach Ausführungsbeispiel ί behandelter Ferrit der folgenden Zusammensetzung der Ausgangsstoffe
52 Mol.-% Fe3O3, 35 Mol.-°/o MnO, 13 MoL-0ZoZnO,
Zusätze
1,1 Gew.-% TiO2, 0,2 Gew.-% CaO, 0.02 Gew.-% SiO2
zeichnete sich durch folgende Werte aus: "(bei 1 MHz),
μ, = 520.
tano/μ, = 15,4 · IQ -U^ = 2 · 10-".
3. Ausführungsbeispiel
Ein nach dem gleichen Verfahren gefertigter Mangan-Zink-Ferrit mit der nachstehenden Zusammensetzung der Ausgangsstoffe
53 Mol.-% Fe2O3, 35 Mol.-o/o MnO, 12 Mol.-0/«) ZnO,
Zusätze
0,2Gew.-%CaO, 0,02 Gew.-o/o SiO2
besitzt Werte für
μ. = 680,
tano/μ, = 15 ■ 10-"(beil MHz), -ϋμ> = 3 ■ 10-".
4. Ausführungsbeispiel
Verbesserte magnetische Eigenschaften und vor allem sehr niedrige Verlustwerte lassen sich durch einen nach vorstehendem Verfahren behandelten Mangan-Zink-Ferrit der folgenden Zusammensetzung der Ausgangsstoffe gewinnen:
54 Mol.-% Fe2O3, 35 MoL-% MnO, 11 Mol.-o/o ZnO,
Zusätze
1 Gew.-% TiO2, 0,4 Gew.-% CaO, wobei gegebenenfalls MnO und CaO als MnCO3 bzw. CaCO3 zugesetzt werden.
Die gemessenen Werte betragen
μ* = 600,
tano/μ, = 15 · 10"6(bei 1 MHz), -Μμι = 10 · ΙΟ-6. ΤΚ/μ4zwischen20und60°C = 2,5 · 10-6/°C.

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Mangan-Zink-Ferriten mit Anfangspermeabilitäten von 300 bis 1000 für Frequenzen bis zu einigen MHz, die hohe Güte mit niedriger Inkonstanz vereinen, dadurch gekennzeichnet, daß Kerne aus hochreinen Ausgangsstoffen der Zusammensetzung
50 bis 55 Mol-% Fe2O3,
Rest MnO und ZnO,
die Zusätze von
0bis3Gew.-%TiO2,
0,1 bis 0,5 Gew. % CaO,
0,03 bis 0,05 Gew.-% SiO2
enthalten, in einer ca. 10"J bis 10~2% Sauerstoff enthaltenden Stickstoffatmosphäre in 2 bis 5 Stunden auf 1100 bis 1200°C aufgeheizt,
bei 100 bis 12500C in einer 10"3 bis 10"'% Sauerstoff enthaltenden Stickstoffatmosphäre gesintert
und mindestens 5 Stunden abgekühlt werden, wobei gleichzeitig der Sauerstoffgehalt der Stickstoffatmosphäre mindestens auf 10'2, vorzugsweise auf 10"3 % Sauerstoff verringert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kerne aus hochreinen Ausgangsstoffen der Zusammensetzung
50 bis 55 Mol-% Fe2O3,
Rest MnO und ZnO,
Zusätze
0,5 bis 1,5 Gew.-% TiO2,
0,1 bisO,3Gew.-%CaO,
0,003 bis 0,02 Gew.-% SiO2
in einer ca. 10~3 bis 10~2 % Sauerstoff enthaltenden Stickstoffatmosphäre in 2 bis 5 Stunden auf ca. 1150" C aufgeheizt,
bei 11500C in einer 10~3 bis 10"2% Sauerstoff enthaltenden Stickstoffatmosphäre gesintert
und in mindestens 5 Stunden abgekühlt werden, wobei gleichzeitig der Sauerstoffgehalt der Stickstoffatmosphäre auf mindestens 10~2, vorzugsweise auf 10-3 % Sauerstoff verringert wird.
3. Mangan-Zink-Ferrit, gefertigt nach dem Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung der Ausgangsstoffe
50 Mol-% Fe2O3,
35 Mol-% MnO,
15 Mol-% ZnO,
Zusätze
i,2 Gew.-%TiO2,
0,3 Gew.-%CaO,
0,02 Gew.-% SiO2.
4. Mangan-Zink-Ferrit, gefertigt nach dem Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung der Ausgangsstoffe
52 Mol-% Fe2O3,
35 Moi-% MnO,
13 Mol-% ZnO1
Zusätze
1.1 Gew.-% TiO2,
0,2 Gew-% CaO,
0,02 Gew. °/o SiO2.
5. Mangan-Zink-Ferrit, gefertigt nach dem Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung der Ausgangsstoffe
53 Mol-% Fe2O3,
35 Mol-% MnO,
12 Mol-% ZnO,
Zusätze
0,2 Gew.-% CaO,
0,02 Gew.-% SiO2.
6. Mangan-Zink-Ferrit, gefertigt nach dem Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung der Ausgangsstoffe
54 Mol-% Fe2O3,
35 Mol-% MnO,
11 Mol-% ZnO,
Zusätze
1 Gew.-% TiO2.
0,4 G ew.-% CaO,
wobei gegebenenfalls MnO als MnCO3 und CaO als CaCO3 zugesetzt wird.
DE19691917009 1969-04-02 1969-04-02 Verfahren zur Herstellung von Mangan-Zink-Ferriten Expired DE1917009C3 (de)

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DE1917009A1 DE1917009A1 (de) 1970-10-08
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DE2721531A1 (de) * 1977-05-12 1978-11-16 Siemens Ag Mangan-zink-ferrit
NL8403282A (nl) * 1984-10-30 1986-05-16 Philips Nv Titaan- en kobalt-houdende mangaan-zink ferrietkern en werkwijze voor het vervaardigen daarvan.

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