NO116103B

NO116103B -

Info

Publication number: NO116103B
Application number: NO16401066A
Authority: NO
Inventors: S Van Uffelen
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1965-07-23
Filing date: 1966-07-20
Publication date: 1969-01-27
Also published as: NL6509552A; BE684418A; CH461051A; AT268583B; ES329319A1

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av en magnetkjerne med en nesten rektangulær form av hysteresissløyfen. Method for manufacturing a magnetic core with an almost rectangular shape of the hysteresis loop.

Magne tkjernen som har en nesten rektangulær hysteresissløyfe er av betydning The magnetic core which has an almost rectangular hysteresis loop is of importance

for forskjellige anvendelser. Blant annet for different applications. Among other things

benytter man denne type kjerner for såkalte «magnetiske lagringsanordninger» do you use this type of core for so-called "magnetic storage devices"

(se f. eks. W. N. Papian, Proceedings of the I. R. I., april 1952, side 475—478 og D. R. (see e.g. W. N. Papian, Proceedings of the I. R. I., April 1952, pages 475-478 and D. R.

Brown og E. Albers-Schoenberg, «Electro-nics», april 1953, side 146—149). Slike magnetiske lagringsanordninger benyttes blant Brown and E. Albers-Schoenberg, "Electro-nics", April 1953, pages 146-149). Such magnetic storage devices are used among

annet i regnemaskiner og for automatiske other in calculators and for automatic ones

styreanordninger. Videre finner disse kjerner anvendelse i magnetiske brytere. control devices. These cores are also used in magnetic switches.

Den grad hvormed hysteresissløyfen The degree to which the hysteresis loop

nærmer seg til rektangulærform kan gis et approaching rectangular shape can be given a

kvantitativt uttrykk på"forskjellige måter. quantitative expression in “various ways.

Br Bro

Et vanlig mål er f. eks. kvotienten . A common goal is e.g. the quotient.

B„ B„

Til forklaring av betydningen av denne To explain the meaning of this

kvotient skal det henvises til tegningens figur 1, som skjematisk viser en del av en quotient, reference should be made to figure 1 of the drawing, which schematically shows part of a

metnings-magnetiseringskurve. I denne saturation magnetization curve. In this

figur betegner Br den remanente induksjon figure denotes Br the remanent induction

og BoI den induksjon ved hvilken hystere-sissløyfen nettopp lukker seg. I praksis er and BoI the induction at which the hysteresis loop just closes. In practice is

det ofte ikke lett å måle Bcl med stor nøy-aktighet. Man finner derimot en tilnærmet it is often not easy to measure Bcl with great precision. On the other hand, one finds an approximate one

riktig verdi for Bcl på grunnlag av middel-verdien av induksjonene etter delvis magnetisering resp. delvis avmagnetisering correct value for Bcl on the basis of the mean value of the inductions after partial magnetization resp. partial demagnetization

(med metning i mellomtiden), hvor de to (with saturation in the meantime), where the two

induksjoner måles ved den samme felt-styrke, som velges slik at induksjonene avviker mere enn 1 pst., men mindre enn 3 inductions are measured at the same field strength, which is chosen so that the inductions differ by more than 1 per cent, but less than 3

pst. fra hverandre. Ved de forsøk som ble pst. apart. In the attempts that were made

utført ved utviklingen av den foreliggende carried out in the development of the present one

oppfinnelse ble det gått frem på denne invention was proceeded with this

måte; det ble for disse målinger anvendt manner; it was used for these measurements

et ballistisk galvanometer (se Bozorth, «Ferromagnetism», side 843). Når det her a ballistic galvanometer (see Bozorth, "Ferromagnetism," page 843). When it here

B r B r

tales om kvotienten forutsettes det talk about the quotient it is assumed

B ci B ci

alltid, at målingene ble foretatt på en ringformet magnetkjerne hvor det ferromagnetiske materiale over hele ringens omkrets har et konstant tverrsnitt og med en ytre diameter av høyst 1,6 ganger den innvendige diameter. always, that the measurements were made on an annular magnetic core where the ferromagnetic material over the entire circumference of the ring has a constant cross-section and with an outer diameter of no more than 1.6 times the inner diameter.

Et annet mål for hysteresissløyfens rektangulærhet er det såkalte rektangu-lærhetsforhold (Rs)maks. Hva betydningen av denne størrelse angår henvises det til den foran nevnte litteratur. For fullsten-dighets skyld gis det imidlertid nedenfor en kort forklaring i forbindelse med tegningens fig. 2, som likeledes skjematisk viser en del av en magnetiseringskurve for et tilfelle hvor avmagnetiseringen ble påbe-gynt før den magnetiske metning var nådd. Størrelsen (Rs),„.lks defineres som Another measure of the hysteresis loop's rectangularity is the so-called rectangularity ratio (Rs)max. As far as the meaning of this size is concerned, reference is made to the aforementioned literature. For the sake of completeness, however, a brief explanation is given below in connection with the drawing's fig. 2, which likewise schematically shows part of a magnetization curve for a case where the demagnetization was started before the magnetic saturation was reached. The size (Rs),„.lks is defined as

Kvotienten The quotient

er en funksjon av is a function of

den påtrykkede største feltsstyrke Hm. Det viser seg, at denne kvosient har en største-verdi for en bestemte verdi av Hm, der som regel avviker litet fra koersitivkraften H0. Denne størsteverdi av kvosienten betegnes med symbolet (<R>a)m.lks nødvendige målinger the applied maximum field strength Hm. It turns out that this quotient has a maximum value for a certain value of Hm, which usually differs little from the coercive force H0. This largest value of the quotient is denoted by the symbol (<R>a)m.lks necessary measurements

av <B>(Hm) og B(_ i/2 ,Im) kan likeledes skje med et ballistisk galvanometer. Som måle-gjenstander tjener også i dette tilfelle ringformede magnetkjerner med konstant tverrsnitt av det feromagnetiske materiale langs hele ringens omkrets og med en ut-vendig diameter av høyst 1,6 ganger den innvendige diameter. of <B>(Hm) and B(_ i/2 ,Im) can likewise be done with a ballistic galvanometer. Ring-shaped magnetic cores with a constant cross-section of the ferromagnetic material along the entire circumference of the ring and with an outer diameter of no more than 1.6 times the inner diameter also serve as measuring objects in this case.

Når man anvender ferromagnetiske materialer med nesten rektangulær hyste-resissløyfe dreier det seg oftest om høy-frekvente vekselsstrømmer, og det gjelder altså å unngå hvirvelstrømmer så meget som mulig. Benyttes det ferromagnetiske legeringer kan dette til en viss grad opp-nås ved at magnetkjernene bygges opp av innbyrdes isolerte, meget tynne lag av det ferromagnetiske materiale. Imidlertid er det ofte ytterst vanskelig å bygge opp kjerner med nesten rektangulær hystere-sissløyfe av slike tynne lag. Ved disse høye frekventer er det altså fordelaktig, og ved ennå høyere frekvenser endog nødvendig å benytte magnetisk bløte, ferrioksydhol-dige materialer med spinellstruktur. Disse stoffer har allerede i seg selv en meget liten elektrisk ledningsevne. When using ferromagnetic materials with an almost rectangular hysteresis loop, it is most often about high-frequency alternating currents, and it is therefore important to avoid eddy currents as much as possible. If ferromagnetic alloys are used, this can be achieved to a certain extent by the magnetic cores being built up from mutually insulated, very thin layers of the ferromagnetic material. However, it is often extremely difficult to build up cores with an almost rectangular hysteresis-siss loop from such thin layers. At these high frequencies it is thus advantageous, and at even higher frequencies even necessary, to use magnetically soft, ferric oxide-containing materials with a spinel structure. These substances already in themselves have a very low electrical conductivity.

For vedkommende magnetkjernes brukbarhet i magnetiske hukommelser og magnetiske brytere er det ennvidere en vesentlig betingelse at koersitivkraften H0 er lav (fortrinsvis ikke over 10 ørsted og helst endog under 5 ørsted), da det ellers kreves for sterke magnetfelter for å få kjernens magnetisering til å forandre for-tegn. For the relevant magnetic core's usability in magnetic memories and magnetic switches, it is also an essential condition that the coercive force H0 is low (preferably not over 10 ørsted and preferably even below 5 ørsted), as otherwise too strong magnetic fields are required to cause the core's magnetization to change for sign.

I henhold til oppfinnelsen har det vist seg, at magnetkjerner med en nesten rektangulær form av hysteresissløyfen, According to the invention, it has been shown that magnetic cores with an almost rectangular shape of the hysteresis loop,

hvor betingelsene ^- ;> 0,7 og (RB)maU ' where the conditions ^- ;> 0.7 and (RB)maU '

clcl

> 0,6 og Hc < 4 ørsted er oppfylt kan fås hvis kjernene er fremstilt av et materiale som iallfall i det vesentlige består av minst en forbindelse med følgende formel. > 0.6 and Hc < 4 ørsted is fulfilled can be obtained if the cores are made from a material which at least essentially consists of at least one compound with the following formula.

hvor forbindelsene fremstilles derved at en blanding av nikkel-, mangan-, magnesium-og jernforbindelser i ønsket vektsforhold opphetes i luft eller kvelstoff ved en temperatur av 1400—1475° C, fortrinsvis ca. 1450° C. Opphetningen kan også skje i surstoff ved de samme temperaturer, men de ovennevnte grenser, innenfor hvilke x og y kan varieres i den ovennevnte formel, ligger da noe annerledes. I dette tilfelle må følgen-de betingelser oppfylles. where the compounds are produced by heating a mixture of nickel, manganese, magnesium and iron compounds in the desired weight ratio in air or nitrogen at a temperature of 1400-1475° C, preferably approx. 1450° C. The heating can also take place in oxygen at the same temperatures, but the above-mentioned limits, within which x and y can be varied in the above-mentioned formula, are then somewhat different. In this case, the following conditions must be met.

Eksempel. Example.

En blanding av nikkelkarbonat, NiC03, mangankarbonat, MnC03, magnesiumkarbonat, MgCOs, og ferrioksyd, Fe203 males 5 timer i absolutt alkohol. Det erholdte pulver foropphetes 1 time ved 900° C i luft. Etter avkjøling males reaksjonspro-duktet videre 2 timer i absolutt alkohol, hvoretter det erholdte produkt presses til en ring. Denne ring opphetes 2 timer ved ca. 1450° C i kvelstoff, luft eller surstoff. A mixture of nickel carbonate, NiC03, manganese carbonate, MnC03, magnesium carbonate, MgCOs, and ferric oxide, Fe203 is ground for 5 hours in absolute alcohol. The powder obtained is preheated for 1 hour at 900° C in air. After cooling, the reaction product is ground for a further 2 hours in absolute alcohol, after which the product obtained is pressed into a ring. This ring is heated for 2 hours at approx. 1450° C in nitrogen, air or oxygen.

Ved å forandre forholdet mellom mengdene av nikkelkarbonat, mangankarbonat og magnesiumkarbonat i utgangs-materialet får man kjerner av forskjellig sammensetning. I nedenstående tabell er det for noen slike kjerner angitt sammen - By changing the ratio between the quantities of nickel carbonate, manganese carbonate and magnesium carbonate in the starting material, cores of different composition are obtained. In the table below, some such cores are listed together -

Br setning og verdiene av^- av (Rs)mak9 og av H0Br theorem and the values of^- of (Rs)mak9 and of H0

a. Opphetet i teknisk kvelstoff. a. Heated in technical nitrogen.

Sammensetning Composition

b. Opphetet i luft. Sammensetning c. Opphetet i surstoff. b. Heated in air. Composition c. Heated in oxygen.

Sammensetning Composition

Claims

Method for producing a magnetic core with an almost rectangular shape of the hysteresis loop, characterized in that a magnetic core is produced which essentially consists of a compound with the following formula:

as the compound is produced by a mixture of nickel, manganese, magnesium and iron compounds in the desired weight ratio

is heated in air or nitrogen or oxygen at a temperature of 1400-1475° C, preferably approx. 1450° C, so that the shape of the hysteresis loop is determined by: