DE2261183A1

DE2261183A1 - Polykristallines, ferromagnetisches material und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2261183A1
Application number: DE19722261183
Authority: DE
Inventors: Mieczyslaw Hildebrandt; Alain Lagrange; Jean Nicolas
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1971-12-14
Filing date: 1972-12-14
Publication date: 1973-06-20
Also published as: FR2165011A5; GB1414771A; DE2261183C2; JPS4866609A; JPS5742585B2

Description

173, Bd. Haussmann
Paris 8e/Frankreich

Unser Zeichen; T 1314

Polykristallines, ferromagnetisches Material und Verfahren

zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Material vom Ferrit-Typ, das sich sehr gut für die Herstellung von Schreib- Lese- und Löschköpfen oder -kopfsystemen für Magnetschichtenspeicher eignet. Es handelt sich insbesondere um Magnetband-, Magnetplatten- oder Magnettrommelspeicher, bei denen die Magnetschicht auf einen Träger aufgebracht ist, der sich unter dem Kopf bzw. unter dem Mehrfachkopfsystem vorbeibewegt.

Der Kopf enthält im wesentlichen einen mit einem Luft- ' spalt versehenen Magnetkreis und wenigstens eine Wicklung aus Leiterdraht für eine oder mehrere Funktionen (Schreiben, Lesen, Löschen). Jede Funktion kann von einem besonderen Kopf durchgeführt werden. Beim gegenwärtigen Stand der

Dr.Ha/Mk

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Technik liegen die Luftspalte in der Größenordnung von einem Mikron, und der Abstand zwischen Kopf und Magnetschicht liegt in der gleichen Größenordnung.

Damit die verschiedenen Funktionen unter diesen Bedingungen mit gutem Wirkungsgrad durchgeführt werden, muß der Magnetkreis aus einem Material gebildet sein, das die folgenden Bedingungen erfüllt:

- Ein großer Wirkungsgrad beim Schreiben und beim Löschen bedingt eine große Induktion im Magnetkreis aufgrund eines gegebenen Magnetfelds, was eine beträchtliche Sättigungsmagnetisierungsfeldstärke und eine sehr hohe maximale Induktion voraussetzt;

- ein großer Wirkungsgrad beim Lesen bedingt eine große magnetische Permeabilität auch bei den höchsten Betrlebsfrequenzen sowie auch geringe Verluste, was voraussetzt, daß der Imaginärteil der komplexen relativen Permeabilität verhältnismässig klein ist (wie später noch dargelegt wird);

- ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, insbesondere Härte, Kompaktheit (sehr feines Korn), geringe Porosität; diese Eigenschaften ermöglichen eine sehr präzise Bearbeitung des Luftspalts (praktisch optisch poliert), und es kann mit einem guten Schutz gegen Verschlechterung infolge von mechanischer Abnutzung, Feuchtigkeit oder Staub gerechnet werden.

Keines der bekannten Materialien erfüllt die vorstehenden Bedingungen gleichzeitig.

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Die Erfindung betrifft ein diese Bedingungen erfüllendes Material. Dieses Material erlaubt insbesondere eine Anpassung an die optimalen Bedingungen für ein vorgegebenes Frequenzband unter gleichzeitiger. Bewahrung ausgezeichneter mechanischer Eigenschaften.

Das erfindungsgemässe Material ist polykristalliner Ferrit mit Spinellstruktur dessen chemische Zusammensetzung der folgenden allgemeinen Formel entspricht:

^Ni1-x ^Znx ^Fe2₊2e
wobei 0,50^x^0,70

-0,08^e ^+0,015

Dieses Material kann nach verschiedenen Herstellungsverfahren erhalten werden, die sich in drei Hauptvarianten eingruppieren lassen.

a) Erste Variante des Verfahrens

Die Herstellung beginnt mit der Wahl von Ausgangsstoffen in Form von Salzen, beispielsweise Zink-, Eisen- und Nickelsulfate mit großer Reinheit in Bezug auf die Metallionen. Die Reinheit des Eisensulfats ist höher als 99,5 %, diejenige des Nickelsulfats liegt über 99% und diejenige des Zinksulfats über 99,5$. Diese Sulfate werden in Wasser in den Anteilen gelöst, welche die Erzielung der allgemeinen chemischen Formel ermöglichen.

Das gemischte Salz wird bei etwa 220⁰C entwässert und dann bei etwa 800⁰C zersetzt. Das erhaltene Pulver wird mit einem organischen Bindemittel (Polyvinylalkohol) auf bekannte Weise gemischt und durch Aussieben erhält man

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-A-

ein Granulat.

Das Granulat kann auch ausgehend von einer Aufschlämmung durch ein bekanntes Zerstäubungsverfahren hergestellt werden. Eine Platte wird durch Pressen des Granulats unter einem Druck von einer Tonne/cm in einer zylindrischen Form erhalten. Eine Wärmebehandlung zwischen 500 und 600 C ermöglicht anschliessend die Abtrennung des organischen Bindemittels. Die Platte wird dann in eine Preßform mit einem oberen und einem unteren Kolben aus Aluminiumoxid mit einem um etwa 2mm größeren Durchmesser als der Durchmesser der Platte gebracht. In diesen freien Zwischenraum sowie zwischen das Werkstück und die Kolben wird pulverförmiges Aluminiumoxid gegeben. Diese Vorrichtung wird dann in einen Ofen mit senkrechter Achse gebracht, die den oberen Kolben überstehen läßt. Das Ganze, nämlich Ofen und Form, wird unter einer Presse angeordnet. Die Temperatur wird zuerst ohne Anwendung von Druck gleichmassig während fünf bis zehn Stunden bis auf etwa 1100 bis 120O⁰C erhöht (sogenannte Sintertemperatur). Wenn die für die Stufe feststehende Temperatur erreicht ist, wird ein Druck von etwa 1/2 bis 1 Tonne/cm während 15 bis 300 Minuten angewendet. Die Einwxrkungszeit des Drucks soll umso länger sein je tiefer die Temperatur ist. Eine Erhöhung des Drucks kann die erforderliche Zeit herabsetzen. Nach Nachlassen des Drucks wird die Temperatur allmählich innerhalb 5 bis 10 Stunden auf die Umgebungstemperatur erniedrigt. Die Temperaturanstiege und -abfalle sollen so langsam erfolgen, daß die im Innern des Ofens befindlichen Teile nicht infolge Wärmeschock zerbrechen. Das Werkstück wird dann aus der Form entnommen. Es kann dann zu jeder gewünschten Form bearbeitet werden.

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b) Zweite Variante des Verfahrens

Die gewählten Ausgangsstoffe sind hochreines Eisen-, Nickel- und Zinkoxid ( über 99?ό). Die Einwaagen erfolrrn so_? daß Metallionen in den der allgemeinen chemischen j'ormel entsprechenden Anteilen vorhanden sind, jedoch mit eir anderen Eisengehalt, um dem während späterer Mahlverfahren Angeführten Eisen Rechnung zu tragen und zwar so, daß in der verbleibenden Zusammensetzung die Anteile an Metallionen der allgemeinen chemischen Formel entsprechen«

Die während Misch- und Mahlvorgängen eingeführten Eisenmengen werden nach bekannten chemischen Analysenverfahren ermittelt.

Bei den Einwaagen trägt man natürlich den während der späteren Wärmebehandxunge.u auftretenden- Brennverlusten der Ausgangsmaterialien Rechnung. Diese, nämlich Zink-,. Nickel- und Eisenoxid werden gemischt, dann in Stahlkolben mit Stahlkugeln in Anwesenheit von destilliertem Wasser 24 Stunden gemahlen. Die Mischung wird dann getrocknet und das erhaltene Pulver wird gesintert (Wärmebehandlung zwischen etwa 900 und 1100⁰C während 1 bis zu einigen Stunden-). Das so behandelte Produkt v/ird in wässriger Phase in einem Eisenkolben in Anwesenheit von Stahlkugeln 48 Stunden gemahlen. Nach dem Mahlen wird das Wasser abgedampft und das erhaltene Pulver wird wie bei der ersten Variante bis zur Erzielung des fertigen Werkstücks behandelt.

c) Dritte Variante des Verfahrens

Diese Ausführungsform besteht darin, daß man das Material mit dⁿ.'c zwei ten Aufiführungsforin, jedoch ohne vorherige 5! ititer'Ufif,, erhält und direkt die pulverförmig« Mischung

J0DÖ2G/ M h'J

BAD QRlGiNAl.

der Ausgangsstoffe sintert. In diesem Fall ist die rohe Ausgangszusamraensetzung, die zur Berechnung der Einwaagen der Ausgangsstoffe dient, nicht genau die gleiche, denn es wird während eines vorhergehenden Mahlens der Schamotte kein Eisen eingefü.hrt.

An allen nach den vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten Materialien kann man bei ziemlich niedriger Temperatur Glühungen durchführen, um Rekristallisationserscheinungen nicht auftreten zu lassen. Diese Glühungen können durch V/achsen der Kristallite die Eigenschaften, z.B. die Permeabilität und die Verluste bei hoher Frequenz verändern.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung besser verständlich.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine grafische Darstellung von drei elektrischen oder magnetischen Eigenschaften eines beispielsweisen erfindungsgemässen Materials, wenn man den Parameter e in der allgemeinen chemischen Formel variiert;

Fig. 2-4 grafische Darstellungen der Realteile und der Imaginärteile der komplexen magnetischen Permeabilität als Funktion der Frequenz für drei Beispiele des erf Lndunsgemässen Materials.

Fig. [) eine grafische Darstellung, welche die SLnterungstemperatur als Funktion der Einwirkungsdauer des Sinterdrucks zeigt.

BAD ORtGtNAL

Ü - I I 4 /

Da die verschiedenen Größen und die einzelnen Parameter im folgenden ziemlich zahlreich sind, hat sich ihre nachstehende alfabetische Aufstellung als nützlich erwiesen:

Magnetisierung pro Gramm "S" (Magnetisierungsdichte in C.G.S.E.M.-Einheiten);

Koerzitivfeld in Gauß: H ; '

scheinbare Dichte (gemessen nach der hydrostatischen Methode): d :

CL

theoretische Dichte, bestimmt durch Röntgenstrahlen: d j mittlerer Durchmesser der Kristallite in Mikron: φ;

Härte in Vickerseinheiten unter einer Belastung von 80 g Kraft: MHV;

Betriebsfrequenz in Megahertz: F;

Überkreuzungsfrequenz: F_ diejenige, für welche /^U1= /^U2,

siehe die nachstehende Definition dieser Symbole;
magnetische Induktion bei 5 Oersted B ( 5 Oe);
maximale Induktion in C.G.S-E.M.-Einheiten: B ;
Magnetisierungsintensität: 4π ig ( in C.G,S.E.M.-Einheiten);

magnetische Permeabilität (relative Werte im Verhältnis zu Luft), nämlich: .

3 09825/1U7

Realteil: /^u>|;

Imaginärteil: /^U2»

Ausgangspermeabilität (Realteil): /^u _oj Permeabilität bei der Uberkreuzungsfrequenz: /^u _c; Porosität: π·

Sinterdruck in Tonnen/cm : P^;

spezifischer Widerstand des Materials:P in Ohm-cmj Sintertenperatur: t°C;

Einwirkungszeit des Sinterdrucks in Minuten: T

Neun Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Materials werden nachstehend beschrieben.

1 . Beispiel

^NiO,35 ^Zn0,65 ^Fe2 (1+e) °4

hergestellt nach der ersten Variante mit 0,08^e ^ + 0,015 und den folgenden Sinterbedingungen:

t = 1150⁰C
p_= 0,5 t/cm
T = 60 mn

Die Ergebnisse sind die folgenden:

a) etwa konstante Parameter, unabhängig von e:

Φ = 2 bis 3 Mikron (siehe die nachstehende Tabelle 1); Verhältnis der scheinbaren Dichte zur theoretischen Dichte grosser als 99/100 ( sehr geringe Porosität);

b) Änderung der Parameter /^u _o»^ und H .

30982B/1U7

In Fig. 1 ist die Kurve der Änderung dieser Parameter in Abhängigkeit des positiven oder negativen Werts von e aufgezeichnet.

Wie man sieht, durchläuft die Permeabilitätskurvr¹ ein Maximum für einen sehr geringen positiven Wert v- a und die für 0,005<e^+ 0,005 erhaltenen Werte ;lnd gleich oder höher als Tausend.

c) Tabelle der Parameter e, s", B

und Φ (Tabelle 1)

e	S	^Bm	993	F	C	Φ
+ 0,005	56,1	2	917	'7	,5	2,2
+ 0,002	55,8	2	935			3,2
0	55,3	2	082	7	j ■*	2,5
- 0,002	54,9	3	018	8		1,9
- 0,004	55,4	3	7	,5	3,5

2. Beispiel

^Ni1-x ^Znx ^Fe2 °4

hergestellt nach dem Verfahren der ersten Variante mit χ variabel von 0,5 bis 0,7 (siehe Tabelle 2) wobei die Sinterung" unter den gleichen Bedingungen wie in dem 1. Beispiel durchgeführt wurde.

Die Ergebnisse sind die folgenden:

3Ü982S/ 1 1 47

- ίο -

a) Tabelle 2

Eigenschaften	χ = 0,5	χ = 0,6	χ= 0,7
^da	5,30	5,30	5,30
4ttI_s	5 028	4 274	2 802
^Bm	3 836	3 386	2 150
^Hc	0,75	0,35	0,20
/^Uo	380	740	1 550
^Fc	25	12,5	4.
Φ	2,8	3,7	2,7
P	1,11O⁷	10¹¹	0,510⁶

Wie man sieht, ist die Ausgangspermeabilität größer für die großen Vierte von χ als für den V/ert χ = 0,5 und die Uberkreuzungsfrequenz, die 25 MHz für χ = 0,5 beträgt, nimmt für einen höheren x-Wert stark ab.

b) Kurven für komplexe relative magnetische Permeabilität:

In Fig. 2 und 3 sind für χ = 0,5 und χ = 0,6 die Werte der Realteile und der Iinaginärteile (/^u-, und /^Up auf den Ordinaben) in Abhängigkeit von den Betriebsfrequenzen F des Magnetkreises ( auf den Abszissen)dargestellt.

Wie man sieht, erstreckt sich der durch die Überkreuzungsfrequenz bestimmte Betriebsbereich für das Material der

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Fig. 2 ( χ = 0,5) viel weniger weit in das Gebiet der hohen Frequenzen als für das Material der Fig. 3 ( x= 0,6).

3. Beispiel ·^!

Nach dem Herstellungsverfahren der zweiten Variante erhaltenes Material mit der allgemeinen Formel (endgültig)

Ni,

-x ^Znx ^Fe2(1+e) °4

ausgehend von einem Gemisch von Ausgangsstoffen, das einer Rohformel entsprechen würde; .

• ^Ni1-x ^Znx ^Fe2(1-a) °4

für zwei werte von χ (0,65 und 0,7O)₉ wobei a von 0,01 bis 0,015 variiert. Die Werte von e sind nicht angegeben und tatsächlich hängen die Werte von a von der Technologie ab. Vorausgesetzt jedoch, daß das angewendete Herstellungsverfahren genau festliegt, weichen die Werte von a nur sehr wenig von den nachstehend angegebenen ab (Tabelle 3 und 4).

a) Eigenschaften, die praktisch unverändert in dem ÄnderungsIntervall des Parameters χ bleiben, vorausgesetzt, daß a ^ /,015.

scheinbare Dichte von 5,30

sehr kompaktes und wenig poröses Material

sehr feine Textur ( Korngröße in der Größenordnung von Mikron φ = 1 bis 2 Mikron)

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große Härte MHV: 900 bis 950

Material kann eine sehr schöne' Politur erwerben.

b) Tabelle der anderen Eigenschaften ( für einen ziemlich großen Änderungsbereich von a)

Tabelle 3 ( x = 0,65)

a	O	L	"J	945	P	10³	^Bm	2	913	^Hc	/^u ' O
0,01	3	?80	4,3.	10^	2	934	0,75	474
0,014	3	766	5,6.	10³	2	868	0,7	595
0,016	3	661	11,5.	10⁴	2	825	0,6	695
0,018	3	613	4.	.10^	2	735	0,55	755
0,020	3	654	9,95	.1O⁵	2	831	0,45	813
0,022	3	677	8,50	.10^b	2	726	0,50	798
	8,53	0,55	783

Tabelle 4 ( χ = 0,70 )

a	3	057	P	2	^Bm	^Hc	1	/^u ' O
0,005	2	996	3,6.1O³	2	222	0,45	1	690
0,01	2	832	5,3.1O³	2	222	0,45	1	749
0,015	2	768	2.12.10⁴	1	143	0,25		986
0,018	2	626	5,41.10^	2	963	0,20	119
0,02	2	790	3.5O.1O⁵	2	063	0,20	160
0,024	2	857	8,1.10°	2	080	0,25	010
0,028		1,15.10⁷	224	0,30	879

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Tatsächlich kann man den Wert von a = 0,015 nicht überschreiten da jenseits Kristallisationserscheinungen auftreten, die eine zu starke Porosität und eine Zerstörung der mechanischen Qualitäten mit sich bringen.

4. Beispiel

Dieses Beispiel"entspricht einer Einstellung üe3 Werts des Parameters χ ( a wird konstant gehalten, z.B. auf 0,01) für ein Material, entsprechend der Definition des 3.Beispiels jedoch unter Einstellung der Sintertemperatur auf 1000⁰C.

Die Tabelle 5 gibt die Werte der für vier Werte von χ gemessenen Eigenschaften.

Tabelle 5 (a = ϋ,ϋΐ)

X t	^da	4ttI_s	P	^Bm	^HC	/^U ' O	^Fc	/^U ' C
0,55	5,30	4 790	5,0.10³	3 275	1,45	250	32	160
0,60	5,30	4 345	5,3.1O³	3 180	1,05	420	17	240
0,65	5,30	3 780	5,6.10³	2 934	0,70	595	10,5	350
0,70	5,30	2 996	5,3.10³	2 222	0,45	800	6,2	440

Aus Tabelle 5 ist ersichtlich, daß der Parameter x, wenn sonst alles gleich ist, die Induktion B_m, die Ausgangspermeabilität (d.h. bei niedriger Frequenz) und die Überkreuzungsfrequenz regelt. Man kann daher χ so wählen,

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daß man je nachdem erhält:

Entweder Materialien mit größeren Permeabilitäten jedoch kleineren Induktionen B und Uberkreuzungsfrequenzen,

oder Materialien mit höheren überkreuzungsfrequenzen und Induktionen B jedoch mit geringeren Permeabilitäten.

5. Beispiel Material der allgemeinen Formel:

^Ni0,35 ^Zn0,65 ^Fe2 °4 '

das nach dem Verfahren der zweiten Variante hergestellt wurde, und zwar ausgehend von hydratwasserhaltigen kristallisierten Sulfaten von Ni, Zn und Fe, deren Gewichte die folgenden sind:

Ni So₄, 6 H₂O : 77,05 Zn SO₄, 7 H₂O : 156,53 Fe SO₄, 7 H₂O : 465,68

Diese Salze werden in 1 bis 1,2 Liter warmem Wasser gelöst und dann gemischt. Die Lösung wird dann in einem Zerstäuber bei einer Temperatur von etwa 200⁰C getrocknet. Die so erhaltene Mischung von Sulfaten wird dann zwischen und 900⁰C zur Zersetzung dieser Sulfate und zur Erzielung des Ferritpulvers behandelt. In diesem Stadium wird das Produkt mit Bindemittel umhüllt, in Form von Tabletten gepreßt und der folgenden Behandlung unter Druck unterworfen:

Temperatur: 1100⁰C Druck: 1/2 Tonne/cm Einwirkungsdauer des Drucks: 1 Stunde Die erhaltenen Eigenschaften sind die folgenden: 30982S/1U7

^da	= 5,30	4nl_s =	3	645
Φ	= 4	^Hc		0,25
MHV	= 850	/u * O	1	170
P	= 17,10³	•Π» _ C ~		8
		/u		480

Dieses Material eignet sich sehr gut für die Verwendung bei Frequenzen unter 8 MHz.

6. Beispiel

Die zweite Herstellungsvariante wird angewendet. Man v/ägt die der folgenden chemischen Rohformel entsprechenden Oxidmengen ein:

^Ni0,45 ^Zn°'^{55 Fei}'⁹⁸ °⁴

und zwar, indem man den Brennverlusten der verschiedenen Oxide Rechnungträgt: Die Gewichtsanteile sind dann die folgenden:

Fe₂	O₃ :	201,	29
Ni	0 :	43,	02
Zn	0 :	56,	99

Die vorstehenden Oxide (Reinheit über 99,5 %) wurden eingewogen, dann gemischt und in Kolben mit Stahlkugeln gemahlen ( 790g) in Anwesenheit von destilliertem Vfasser ( 380 ecm), wobei das Gewicht der Pulvermischung etwa 300 g beträgt. .

309

Die so erhaltene Aufschlämmung wird im Trockenofen bei etwa 12O⁰C und dann gesiebt. Das Produkt wird dann bei 1000⁰C unter Luft gesintert. Die erhaltene Schamotte wird 48 Stunden unter den gleichen Bedingungen wie vorher gemahlen. Das Produkt wird dann mit einem organischen Bindemittel überzogen und in Form von Scheiben gepreßt. Die Drucksynthese verläuft wie folgt: Erhitzen der Probe auf 1150⁰C, dann Druckeinwirkung ( 1/2 Tonne/cm während 1 Stunde). Der Druck wird dann aufgehoben und die Probe wird in geregelter Weise bis auf Umgebungstemperatur abgekühlt.

Die erzielten Eigenschaften sind die folgenden:

^da =	5,32	4iTlg	= 4 790
Φ sr	1	^Bm	= 3 275
P —	5,1Ο³	^Hc	= 1,45
MHV =	930	/^u _o	» 250
		/^u _c	160
		F	32

Wie man sieht, eignet sich dieses Material für Frequenzen -unterhalb 32 MHz (siehe die Kurve von Fig.4 analog derjenigen der Fig. 2 und 3).

7. Beispiel

Die zweite Verfahrensvariante wird angewendet, indem man die Sintertemperatur auf 1000⁰C hält.

Man wägt der chemischen Rohformel entsprechende Oxidmengen ein:

^Ni0,4 ^Zn0,6 ^Fe1,98 °4

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wobei man den Brennverlusten der verschiedenen Oxide Rechnung trägt:

Fe₂	°3	: 201,	29	g
Ni	O	: 38,	24	g
Zn	O	: 62,	17	g

Die erhaltenen Eigenschaften sind die folgenden¹

d	5,32	4ττ I_s =	Beispiel	4 345
Φ =	1,1		3 225
P =	5,3.1	°^{3 H}c =	1,05
MHV =	920	/^Uo =	420
		/^u _c	230
		^Fc =	17
	8.

Die zweite Verfahrensvariante wird angewendet, wobei man· die Sintertemperatur auf 1100⁰C hält.

Man wägt die der chemischen Rohformel
^NiO,35 ^Zn0,65 ^Fe1,98 °4

entsprechenden Oxidmengen ein, wobei man den Brennverlusten j der verschiedenen Oxide Rechnung trägt: Ϊ

Fe₂ O₃ : 199,07 g .

Ni 0 : 33,22 g

Zn 0 : 66,87 g ·

0 W 8 2 5 / 1 U 7

Die erhaltenen Eigenschaften sind die folgenden:

^da ■	5,32	4π I₃	= 3 690
Φ	1,2	^Bm	= 2 960
P	10⁴	^Hc	= 0,55
MHV =	920	/^U ' O	700
		' C	= 350
		^Pc	= 10,5

9. Beispiel

Man "unterwirft das Material von Beispiel 8 einer einstündigen Y/ärmebehandlung bei 1150⁰C an der Luft. Die erhielten Eigenschaften sind die folgenden:

^da	= 5,32	4π I₃	= 3 785
Φ	= 1,3	^Bm	= 3 060
P	= 18.10³	"V	= 0,52
MHV	= 930	^/Uo	= 800
		/^u _c	= 440
		^Fc	= 7,4

In Bezug auf die erste Verfahrensvariante wurde die Möglichkeit aufgezeigt, die Sinterzeit und der Druck in Abhängigkeit von der Temperatur zu regulieren. Diese Eigenschaft trifft für alle» Verfahrensvarianten zu.

» 7

Außerdem ermöglichte die Erfahrung das Auffinden einer Relation zwischen der Einwirkungszeit des Sinterdrucks und der Temperatur dieser Sinterung. Auf der Kurve von Fig. 5 ist auf der Ordinate die Sintertemperatur ausgehend von 110O⁰C (Anfangstemperatur auf der Ordinate) und auf der Abszisse die Einwirkungsdauer des Drucks in Minuten (logarithmischer Maßstab) aufgezeichnet. Die Änderungskurve von t in Abhängigkeit von T ist eine Gerade.

Die Sinterzeit variiert von 10 bis 30 Minuten.

Außer den ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften, welche die srfindungsgemässen Materialien besitzen, sei noch der Vorteil unterstrichen, daß man im Bereich der vorstehend beschriebenen Beispiele Materialtypen wählen kann, welche entsprechen:

Entweder einer maximalen Leistung beim Schreiben und. beim Löschen, indem man die Zusammensetzung mit der größten Sättigungsmagnetisierung und der höchsten maximalen Induktion wählt;

oder einer maximalen Leseleistung für eine bestimmte Frequenz oäer für bestimmte Frequenzgebiete, indem man die Materialien wählt, die eine geeignete Überkreuzungsfrequenz besitzen.

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Claims

Patentansprüche

1. Polykristallines, ferromagnetisches Material mit Spinellstruktur insbesondere für die Herstellung von Schreib-, Lese - und Löschköpfen und -kopfsystemen für Magnetschichtenspeicher, dadurch gekennzeichnet, daß seine chemische Gesamtzusammensetzung der allgemeinen Formel entspricht:

^Ni1-x ^Znx ^Fe(1₊e) °4

wobei : 0,50^x^0,70
und : -0,08<e^0,015

und daß seine Porosität etwa 1% beträgt.

2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Körnern mit einem Durchmesser von nicht über 5 Mikron besteht.

3. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß seine chemische Gesamtzusammensetzung der Formel entspricht:

^NiO,35 ^Zn0,65 ^Fe2(1₊e) °4

wobei : -0,005<e^ + 0,005

und daß seine Porosität unter Λ% beträgt.

4. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine chemische Gesamtzusammensetzung der folgenden Formel entspricht:

^Ni0,5 ^Zn0,5 ^Fe2 °4 .

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5. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine chemische Gesamtzusaimnensetzung der folgenden Formel entspricht: '

■ ^Ni0,45 ^ZnO,55 ^Fe1,98 %

und daß es aus Körnern mit einem mittleren Durchmesser von etwa 1 Mikron besteht.

6. Verfahren zur Herstellung von ferromagnetischem Material gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensstufen: Herstellung von Zink-, Nickel- und Eisensalzen ausgehend von Stoffen mit einem Reinheitsgrad über 99 % in Bezug auf die Metallionen; Auflösung dieser Salze in Wasser in der allgemeinen chemischen Formel entsprechenden Anteilen; Entwässerung dos so erhaltenen Salzgemischs durch Erhitzen, gefolgt von der Zersetzung bei einer Temperatur mindestens gleich derjenigen der Oxidbildung; Mischung des so erhaltenen Pulvers mit einem organischen Bindemittel; Erzielung eines Granulats, ausgehend von dieser Mischung nach einer bekannten Methode; Pressen des Granulats in - einer geeigneten Form; Wärmebehandlung unter Entfernung des Bindemittels; Sinterung unter Druck unter den folgenden Bedingungen:

Temperatur zwischen 1100 und 1200⁰C;

, ρ

Druck zwischen 0,5 und 1 Tonne/cm ; Einwirkungsdauer des Drucks 15 bis 300 Minuten;

allmähliche Abkühlung an der Luft während mehrerer Stunden.

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Verfahren zur Herstellung von ferromagnetischem Material nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensstufen:

Mischung von Oxiden von Zink, Nickel und Eisen mit einem Reinheitsgrad über 99# zur Erzielung von Anteilen an Metallionen und Sauerstoff, die der folgenden Rohformel entsprechen:

Ni.

^Znx ^Fe2(1-a) °4

wobei χ zwischen 0,55 und 0,70 und a zwischen 0,01 und 0,015 liegt, wobei den bekannten Brennverlusten,die bei späteren Wärmebehandlungen eintreten, Rechnung getragen wird; Mahlen in Stahlkolben in Anwesenheit von Stahlkugeln und destilliertem Wasser während etwa 24 Stunden; Trocknung der so erhaltenen Mischung; Fischen des erhaltenen Pulvers mit einem organischen Bindemittel; Erzielung eines Granulats aus dieser Mischung nach einer beliebigen bekannten Methode; Pressen des Granulats in geeigneten Formen; Wärmebehandlung zur Austreibung des Bindemittels durch Drucksinterung unter den Bedingungen von Anspruch6 und allmähliche Abkühlung an der Luft während mehrerer Stunden.

8. Verfahren nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch eine weitere Wärmeschamottierungsbehandlung bei einer Temperatur zwischen 900 und 1200⁰C, die an dem nach dem Mahlen erhaltenen Gemisch durchgeführt wird und weiter gekennzeichnet durch ein erneutes Mahlen des durch Schamottierung erhaltenen Pulvers unter den gleichen bedingungen wie die vorhergehende Mahlung, jedoch während etwa 48 Stunden.

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9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß a = 0,01, χ zwischen 0,55 und 0,65 liegt und die Schamottierungstemperatur zwischen 1000 und 1150⁰C beträgt.

10. Magnetischer Lese-, Schreib- und Löschkopf für ablaufende Magnetschiohtenspeieher, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschicht aus einem Material gemäß Anspruch 1 besteht.

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