DE1446985C - Ferromagnetisches Stoffgemisch - Google Patents
Ferromagnetisches StoffgemischInfo
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Description
1 2
Die Erfindung bezieht sich auf ein neues Stoff- Die neuartigen ternären Ferrite» der Erfindung be-
gemisch. Genauer gesagt: die Erfindung betrifft eine , sitzen außerdem als Magnetkerne erheblich verbesserte
neue Familie ferromagnetischer, keramischer Materia- Eigenschaften im Vergleich zu bisher bekannten
lien, die man gemeinhin als Ferrite bezeichnet. Magnetkernen. Insbesondere sind sie hinsichtlich
Magnetisches Ferritmaterial hat in den letzten 5 niedriger Koerzitivkraft, niedrigen Temperaturkoeffi-Jahren
umfangreiche Anwendung gefunden. Das be- zienten der Koerzitivkraft und hohen Schaltgeschwinsondere
Anwendungsbereich dieses Materials, mit digkeiten überlegen. Diese Eigenschaften ermöglichen
dem sich die vorliegende Erfindung befaßt, betrifft es, die Speicher zu vereinfachen Diese Vereinfachung
Speicher- und Schalteinrichtungen in digitalen Com- ergibt sich teilweise auf Grund des breiten Temperaturputern
und verschiedenen Datenverarbeitern. Diese io bereichs, der von diesen Kernen toleriert werden kann.
Verwendung schließt den Gebrauch von Mikro- Bei bisherigen Kernen trat nämlich bei einer Temsekundenimpulsen
zur Behandlung von Informa- peraturänderung auch eine Änderung der Eigenschaftionen,
die in einem binären Kode ausgedrückt sind, ten auf, so daß eine Kompensation durch Änderung
ein. des Betriebsstroms erforderlich war, wodurch natürlich
Lm zwei stabile Zustände der rerranenten Magneti- 15 der Speicher beträchtlich kompliziert wurde. Daher
sierung heiteisufiihren sowie zur Erzeugung einer in lassen sich mit den erfindungsgemäßen Magnetkernen
höchstem Mal?e nichtlinearen B-H-Relation, die einen , verhältnismäßig billige und weniger komplizierte
endgültigen und raschen Wechsel des Magnetisierungs- magnetische Speicherkernsysteme schaffen, als dies
zustar.des eirr.cglicht, bedarf es jener Materiafeigen- bisher möglich war.
schäften, die sich in einer rechtwinkeligen Hysteresis- 20 Ein weiterer, sehr erheblicher Vorteil liegt in der
schleife ausdrücken. Das Maß der Rechteckigkeit so- Verminderung der Schaltzeit der erfindungsgemäßen
wie die Gleichmäßigkeit und Stabilität der Eigenschaf- Magnetkerne. Da durch die Erfindung eine höhere
ten stehen in direkter Beziehung zur Anzahl der Kerne, Ausgangsspannung ermöglicht wird, arbeiten die mit
die in zuverlässiger Weise in einem Speicher verwend- diesen Magnetkernen aufgebauten Speicher mit höhebar
sind, und zur Kapazität des Speichers. Die Werte 25 ren Geschwindigkeiten als die bekannten Speicher, so
der Koerzitivkraft bestimmen die Geschwindigkeit, daß die Gefahr eines Irrtums bei der Feststellung von
mit der eine Information verarbeitet werden kann. Das ' Ausgangssignalen in Gegenwart von Rauschen infolge
erfindungsgemäß verwendete Ferrit ist gewöhnlich der der höheren Ausgangsspannung verringert wird.
Mangan-Magnesium-Gruppe entnommen. Wie ge- Diese überlegenen Eigenschaften, die den ternären
zeigt werden wird, schließt die Erfindung eine neue 3° Ferriten der erfindungsgemäßen Magnetkerne zu-
und höchst verbesserte Vielfalt von Ferriten für den kommen, ließen sich auch nicht aus den bekannten
angegebenen Zweck ein. Eigenschaften für reine Ferrite vorhersagen. Da
Wie erwähnt, besteht die überwiegende Zahl der nämlich kein lineares Verhältnis zwischen Zusammen-
derzeit verwendeten Speicherkerne aus substituierten Setzung und Magnetostriktionskoeffizienten besteht,
Magnesium-Mangan-Ferriten, ähnlich denen, die in 35 konnte aus den bekannten Magnetostriktionskoeffi-
der USA.-Patentschrift 2 981 689 beschrieben sind. zienten reiner Ferrite der entsprechende Koeffizient
Diese besondere Ferritfamilie zeigt niedere Koerzitiv- der erfindungsgemäßen ternären Ferrite nicht vorher-
kraft und hohe Schaltgeschwindigkeiten im Verhältnis gesagt werden. Zum Beispiel hierfür sollen die Werte
zu den meisten anderen Ferritmaterialien. Jedoch be- für A111 für Zusammensetzung im System NiFe2O4Fe3O4
steht der wesentlichste Nachteil bei der Verwendung 40 betrachtet werden. Durch A. B. Shmith und R. I.
von Magnesium-Mangan-Ferriten darin, daß ihre Jones, J. Appl. Phys., 37, S. 1001 (1966), Tabelle,
Koerzitivkraft mit der Zunahme der Temperatur sehr rechte Spalte, wird für NiFe2O4 ein Wert von —21,6 ·
rasch abnimmt. Dieser Nachteil prägt sich dann am 10~e mitgeteilt. Für Fe3O4 wird ein Wert von +78· 10~e
deutlichsten aus, wenn die Kerne in Vorrichtungen von L. R. Bickford Jr., J. P a ρ ρ i s und J. L.
arbeiten sollen, die notwendigerweise Temperatur- 45 Stull, Phys., Rev. 99, S. 1210 (1955), mitgeteilt.
Schwankungen unterworfen sind. Die derzeit verfüg- Läge ein lineares Verhältnis zwischen den beiden
baren Ferrite mit kleinem Temperaturkoeffizienten Werten für NiFe2O4 und Fe3O4 vor, so wäre A111 für
der Koerzitivkraft besitzen dafür hohe Werte der die Zusammensetzung 0,78 NiFe2O4 · 0,22 Fe3O4 = O.
Koerzitivkraft selbst. Folglich erfordern diese Kerne Der Versuch zeigt, daß der Null-Wert für die Zusam-
unangenehm hohe Antriebsstrcme. Beispiele dieser 50 mensetzung 0,70 NiFe2O3 · 0,30 Fe3O4 zutrifft, wie
letztgenannten Materialien sind die magnetisch aus- durch H. P. J. Wijn, E. W. G orter, C. J. Es-
geglühten Nickel-Eisen-Ferrite, wie sie in dem USA.- ν e 1 d t und P. Geldermansin Philips Tech. Tev.,
Patent 3 055 832 beschrieben sind. 16, S. 52, rechte Spalte unten (1954), mitgeteilt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Ferrit: Aber selbst wenn ein lineares Verhältnis der Zusam-
gemisch zu schaffen, das sich durch vorteilhafte Eigen- 55 mensetzungen existieren würde/so ließe sich doch eine
schäften für Speicherkerne in Computern eignet. rechteckige Hystereseschleife auf Basis der Magneto-
Dazu soll eine neue Familie von Ferritmaterialien striktionskonstanten allein nicht vorhersagen. Das
geschaffen werden, die bei Verwendung als bistabile Auftreten von rechteckigen Hysteresisschleifen hängt
Speicherelemente in Computern über einen weiten ab vom richtigen Verhältnis zwischen Magnetostrik-
Temperaturbereich verbesserte Eigenschaften zeigen. 60 tion und der magnetokristallinen Anisotropie. Die
Weiterhin soll eine neue Familie von Ferritmateria- Anisotropiekonstante K für feste Lösungen gehorcht
lien geschaffen werden* die keiner Stromkompensation keiner linearen Beziehung und läßt sich ohne direkte
über einen ICO0C überschreitenden Temperaturbereich Messung nicht vorhersagen. Dies ergibt sich klar
bedarf. aus den Versuchsergebnissen von N. M iy ata, J.
Ferner sollen die Ferrite der neuen Familie in 65 Phys. Soc. Japan, 16, S. 1294, Fig. 4a und 4c, für
"Kombination niedrige Koerzitivkraft, einen niedrigen die Systeme MnFe2O4-Fe3O4 und NiFe2O4-Fe3O4,
Tcmperati;rkocfiizientcn der Koerzitivkraft sowie eine mit denen sich die vorliegende Erfindung befaßt,
bislang unerreichte Schallgeschwindigkeit aufweisen. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe wird
nunmehr an Hand, der folgenden Beschreibung erläutert.
In der Abbildung ist ein Dreistoff diagramm gezeigt, das das erfindungsgemäße Stoff gemisch erkennen
läßt. ..
Die erfindungsgemäßen Ferrite bestehen aus Nickel- :.5
ferrit NiFe2O4, Manganferrit MhFe2O4 und Eisenferrit
Fe^+Fe3+ 2Ö4. Bezüglich der Mplprozente eines
jeden dieser Bestandteile wird auf das durch die Punkte A B Ct) begrenzte Gebiet in dem in der Abbildung
dargestellten Dreistoffdiagramm verwiesen. Es wurde gefunden, daß die obenerwähnten, in besonderer
Weise erwünschten Eigenschaf ten durch jene Gemische verkörpert werden, die innerhalb des Gebietes ABCD
liegen. Die an den Eckpunkten auftretenden Gemische sind die folgenden:
A 75 Molprozent NiFe2O4
20 Molprozent MnFe2O4 ......
5 Molprozent Fe3O4
B 30 Molprozent NiFe2O4
65 Molprözent MnFe2O4
5 Molprozent Fe3O4
65 Molprözent MnFe2O4
5 Molprozent Fe3O4
C 40 Molprözent NiFe2O4 ··■·■; :
35 Molprozent MnFe2O4
25 Molprozent Fe3O4
25 Molprozent Fe3O4
D 65 Molprozent NiFe2O4
10 Molprözent MnFe2O4
25 Molprozent Fe3O4
10 Molprözent MnFe2O4
25 Molprozent Fe3O4
Wie im folgenden gezeigt wird, besitzen die im obigen
Gebiet liegenden Gemische die erörterten, höchst erwünschten Eigenschaften. Jedoch werden solche Eigenschaften
nicht in den binären Systemen gefunden, die durch die Seiten des Diagramms dargestellt sind.
Besonders hervorragende Gemische aus dem Gebiet ABCD der Abbildung enthalten:
60 Mölprozerit Nickelferrit,
20 Molprözent Mangähferrit,
20 Molprözent Eisenferrit;
55 Molprözent Nickelferrit,
25 Molprözent Mänganferrit,
20 Molprözent Eisenferrit;
40 Molprözent Nickelferrit,
45 Molprözent Mänganferrit,
15 Molprözent Eisenferrit;
40 Molprozent Nickelferrit;
50 Molprözent Maiiganfefrit,
10 Molprözent Eisehferrit.
20 Molprözent Mangähferrit,
20 Molprözent Eisenferrit;
55 Molprözent Nickelferrit,
25 Molprözent Mänganferrit,
20 Molprözent Eisenferrit;
40 Molprözent Nickelferrit,
45 Molprözent Mänganferrit,
15 Molprözent Eisenferrit;
40 Molprozent Nickelferrit;
50 Molprözent Maiiganfefrit,
10 Molprözent Eisehferrit.
Die vorzügliche Wirkung dieser bevorzugten Gemische wird aus den in Tabelle II dargestellten Ergebnissen
sofort erkennbar.
Im allgemeinen können in den erfindungsgemäßen Gemischen geringe Anteile von Verunreinigungen vorhanden sein. Es ist jedoch vorzuziehen daß diese Verunreinigungen 2 Molprozent des Gemisches nicht übersteigen. Solche Verunreinigungen bestehen beispielsweise aus Zink, Zinn, Lithium und Aluminiums ohne daß die Möglichkeiten damit erschöpft wären; Das einzige Element, das mit Sicherheit als schädlich befunden wurde, sobald sein Anteil mehr als nur Spuren beträgt, ist Kobalt.
Im allgemeinen können in den erfindungsgemäßen Gemischen geringe Anteile von Verunreinigungen vorhanden sein. Es ist jedoch vorzuziehen daß diese Verunreinigungen 2 Molprozent des Gemisches nicht übersteigen. Solche Verunreinigungen bestehen beispielsweise aus Zink, Zinn, Lithium und Aluminiums ohne daß die Möglichkeiten damit erschöpft wären; Das einzige Element, das mit Sicherheit als schädlich befunden wurde, sobald sein Anteil mehr als nur Spuren beträgt, ist Kobalt.
Um das Betriebsverhalten eines typischen, gemäß der Erfindung hergestellten Kernes bezüglich der
Impuls-Empfindlichkeit im Vergleich mit einem typischen, schnellschaltenden Magnesium-Mangan-Ferritkern
gleicher Größe [von der Größenordnung 0,05 Zoll (1,27 mm) Außendurchmesser, 0,03 Zoll (0,76 mm)
Innendurchmesser und 0,017 Zoll (0,43 nun) Höhe] zu zeigen, wird auf die nachfolgende Tabelle verwiesen:
Völler Antriebs strom .'../*.'.... |
Stör strom J PW |
Tabelle | I | Ausgangs spannung CiV1 |
Gestörte Nullspannung dVz |
Schaltzeit ti |
Temperatür- grenzen |
|
Kern | 480 mA 48OmA |
29OmA 29OmA |
Impuls- Anstiegs zeit |
6OmV 4OmV |
10 mV 8,5 mV |
0,9$ μβέο 1,10 {xsec |
0 bis 80° C 22 bis 30° G |
|
Erfindungsgemäßer Kern* .:; Mg-Mn-Ferrit bekannter Art |
0,2 μβεο 0,2 μβεο |
|||||||
*) = 0,4 (NiFe2O1) 0,5 (MnFe2O4) o,l (Fe3O4).
Wie der Tabelle I entnommen werden kann, weist das erfindungsgemäße Gemisch verbesserte Eigenschaften
auf Gebieten auf, die bezüglich seiner Verwendung als Kern in Computereinrichtüng vöh größter
Wichtigkeit sind. Vor allem ist die verbesserte Schaltzeit und die höhere Tempefaturgrenze zu vermerken,
deren Bedeutung mit deh folgenden Erörterungen und
Tabellen erklärt werden-soll.
Die Aufbereitung des ι erfindungsgemäßen Materials und die Herstellung keramischer Toroide findet in
einer ähnlichen Weise statt wie die anderer keramischer Ferrite. Kurz gesägt besteht das j Verfahren aus dem
Mischen der Rohmaterialien j dem Aufeinander-Einwirken-Lassen;
derselben, dem Zermahlen des entstandenen Produktes, dem Züfügbn vöh Bindern und
Schmiermitteln, dem Pressen zu ;Toroideri und dem
Sintern unter Luftabschluß bei Temperaturen zwischen
55 2350 und 2500° F (1288 und 1370° C). Die Formstücke
werden dann von der Sintertemperatur auf eine niedrigere Temperatur von etwa 1900° F (1040° C) gekühlt
Und dann rasch unter Luftabschluß weiter bis auf Zimmertemperatur. Vermutlich ist dieser Vorgang
aus dem folgenden Beispiel besser zu verstehen.
Die verwendeten Rohmaterialien; sind
. Chemikalien. Um ein Mol des Gemisches
. Chemikalien. Um ein Mol des Gemisches
reaktive
0,6 (NiFe2O4) 0,25 (MnFe2O4) 0,15 (Fe3G)4) '~
herzustellen, wurden 44,83 g Nickeloxid, das .sehr
wenig Verunreinigung an Kobalt (weniger als 0,01 Gewichtsprozent) enthielt, 72*557-g Mahgän-Karbönat
(mit 60 % MnO) und 171,7 g Eisenoxyd abgewogen
und in ein mit Gummifutter ausgekleidete, 1,21 fassendes
Kugelmühlengefäß gegeben. Das Gefäß enthielt im übrigen 2,78 kg Stahlkugeln von 3I16 Zoll (4,76 mm)
Durchmesser. Zur Herstellung einer breiigen Konsistenz der Mischung wurde genügend Wasser zugegeben,
worauf die Mischung 16 Stunden lang gemahlen wurde. Danach wurde der Brei aus der Mühle entfernt,
von den Kugeln getrennt und in einem Trockenofen zu einem Kuchen getrocknet. Der Kuchen wurde
dann durch ein 20-mesh-Sieb getrieben und hierauf in einen Schmelztiegel aus reinem Aluminium verbracht,
der auf eine Temperatur von annähernd 17500F (955° C) erhitzt wurde, und bei dieser Temperatur
1 Stunde lang durchweicht. Nach dem Erkalten wurde das entstandene Pulver erneut 16 Stunden lang in der
Kugelmühle gemahlen und dann, wie beschrieben, getrocknet. Der trockene Kuchen wurde dann abermals
mittels eines 20-mesh-Siebes 2erbröselt. Dann wurde der Binder, nämlich 21I2 Gewichtsprozent Polyvinylalkohol
in 10%iger wäßriger Lösung, zugegeben und die Mischung getrocknet. Die trockene Mischung
wurde handgesiebt und das durch ein 100-mesh-Sieb gehende und von einem 250-mesh-Sieb zurückgehaltene
Pulver gewonnen. Nach Beifügung eines 1 Gewichtsprozent Stearinsäure enthaltenden Gleitmittels
wurde dieses Pulver dann sorgfältig durch ein 80-mesh-Sieb geschüttelt. Danach wurde das Pulver in die gewünschte
Toroid- oder Kernform gepreßt.
Die Kerne wurden sorgfältig erhitzt, wobei die Temperatur zunächst langsam auf 1000°F (538°C) gesteigert
wurde, um den flüchtigen Binder auszutreiben, und danach auf 2400°F (13150C). Während der gesamten
Erhitzungsphase wurde rund um den Kern eine kontrollierte Atmosphäre aufrechterhalten. Hierfür
eignet sich eine Atmosphäre, welche dem Kernmaterial gestattet, eine Verbindung einzugehen, die
der allgemeinen Formel M3O4 entspricht, wobei M ein
allgemeines Symbol für das vorhandene Metallatom darstellt. Eine solche Atmosphäre ist Kohlendioxyd.
Einige andere Gase, wie etwa vorgereinigter Stickstoff, können ebenfalls verwendet werden. Es muß jedoch
bemerkt werden, daß Luft eine dafür ungeeignete Atmosphäre darstellt, weil sie das Material bis zu
einem wesentlich höheren Sauerstoffgehalt, als der Formel M3O4 entspricht, oxydieren läßt. Wasserstoff
oder reines Kohlenmonoxyd eignen sich ebenfalls nicht, weil der. Sauerstoffgehalt während der Erhitzung
auf einen wesentlich niedrigeren Wert herabgedrückt würde, als durch die Formel M3O4 vorgegeben
ist.
Die Kerne wurden auf eine hohe Temperatur aufgeheizt,
die zwischen 2350 und 25000F (1288 und 13700C) h'egt. Die Spitzentemperatur herrschte dabei
I1I2 bis 3 Stunden lang. Dann wurden die Kerne im
' 5 Heizofen abgekühlt, indem man denselben abschaltete.
Nachdem der Heizraum des Ofens eine Temperatur zwischen 1800 und 2000° F: (984 und 10920C) erreicht
hatte, wurden die Kerne aus dem Heizraum entfernt und in ein Gebiet ■ nahe der Raumtemperatur verbracht,
wo man sie auf Raumtemperatur abkühlen ließ. Sie wurden erst aus dem Heizofen, in dem sie
die kontrollierte Atmosphäre umgab, en'.fernt, nachdem sie Raumtemperatur angenommen hatten.
Es versteht sich, daß das obige Beispiel ein typisches Verfahren für die Herstellung des erfindungsgemäßen Gemisches darstellt. Die Verfahrensweise kann geändert werden, wenn man Abweichungen in den Rohmaterialien kompensieren oder die Eigenschaften des Endproduktes steuern möchte. Auf diese Weise kann man zu einer Vielfalt von Kernen kommen. Wie beschrieben, sind die beiden wichtigsten Kriterien für eine erfolgreiche Herstellung des erfindungsgemäßen Gemisches eine sehr sorgfältige Durchmischung des Materials vor der Ausheizung und eine kontrollierte Atmosphäre während derselben. Nach der Ausheizung ist keine weitere Behandlung der Kerne mehr erforderlich.
Es versteht sich, daß das obige Beispiel ein typisches Verfahren für die Herstellung des erfindungsgemäßen Gemisches darstellt. Die Verfahrensweise kann geändert werden, wenn man Abweichungen in den Rohmaterialien kompensieren oder die Eigenschaften des Endproduktes steuern möchte. Auf diese Weise kann man zu einer Vielfalt von Kernen kommen. Wie beschrieben, sind die beiden wichtigsten Kriterien für eine erfolgreiche Herstellung des erfindungsgemäßen Gemisches eine sehr sorgfältige Durchmischung des Materials vor der Ausheizung und eine kontrollierte Atmosphäre während derselben. Nach der Ausheizung ist keine weitere Behandlung der Kerne mehr erforderlich.
Die von den beschriebenen neuen Gemischen herrührenden verbesserten Eigenschaften werden klar
ersichtlich, wenn man sie einem Standard-Pulstestprogramm unterwirft, wie es normalerweise verwendet
wird, um Speicherkerne bezüglich ihrer Verwendbarkeit zur Koinzidenzstromschaltung und Speicherung auszuwerten.
In der nachstehenden Tabelle II ist Iw die Amplitude
des vollen Schreib- oder Lesestroms, der mit Ib
bezeichnet ist. Ipw = Ipr stellt den Störstrom dar.
Die Anstiegzeit des Stromimpulses ist tr, während die
Impulsdauer mit ta bezeichnet ist. Der Spannungsausgang
des Kernes, der beim Umschalten von einem stabilen Zustand in den anderen abzulesen ist, wird als
UV1 dargestellt. Der Lesestromimpuls folgt nach
zwanzig Störimpulsen von der Amplitude Ipr. Die gestörte Nullspannung dVz ist abzulesen nach einer Folge
von zwanzig Impulsen der Amplitude Ipw, die gleich Ipr ist, aber von entgegengesetztem Vorzeichen. Die
Pulsfrequenz betrug 40 kHz. Die Tests wurden bei 25°C abgewickelt. Der angegebene Temperaturgrenzwert
zeigt die Temperatur an, bei der die Eigenschaften des Kerns schnell und kräftig absinken.
Tabellen
A. Probestück: 0,76 mm Außendurchmesser; 0,5 mm Innendurchmesser; 0,18 mm Höhe
A. Probestück: 0,76 mm Außendurchmesser; 0,5 mm Innendurchmesser; 0,18 mm Höhe
Zusammensetzung | X | y | Z | Iw — Ir | IPW = IpR | tr. | mV | dVz | /, ■ | Temperatur grenze |
|
0,65 | 0,15 | 0,20 | mA | mA | 32 | mV | ysec | °c | |||
1. | 0,65 | 0,15 | 0,20 | 660 | 390 | 0,1 | 32 | 7 | 0,38 | 0 bis 60 | |
2. | 0,60 | 0,20 | 0,20 | 630 | 370 | 0,1 | 31 | 6,5 | 0,41 | 0 bis 60 | |
3. | 0,60 | 0,20 | 0,20 | 560 | 330 | ο,ι | 30 | 7 | 0,49 | 0 bis 60 | |
4. | 0,60 | 0,20 | 0,20 | 530 | 310 | 0,1 | 27 | 6 | 0,55 | 0 bis 60 | |
5. | 0,55 | 0,25 | 0,20 | 470 | 270 | 0,2 | 27 ■ | 5 | 0,63 | 0 bis 60 | |
6. | 450 | 260 | 0,1 | 6 | 0,53 | 0 bis 60 | |||||
7 8
B. Probestück: 1,27 mm Außendurchmesser; 0,76 mm Innendurchmesser; 0,43 mm Höhe.
Zusammensetzung | Y | Z | Iw = Ir | Ipw — IpR | /r | dVt | dVz | h | Temperatur grenze |
|
χ ι | 0,25 | 0,10 | mA | mA | μβεο | mV | mV | 0C | ||
1. | 0,65 | 0,20 | 0,20 | 730 | 470 | 0,2 | 80 | 13,5 | 0,64 | 0 bis 80 |
2. | 0,60 | 0,25 | 0,15 | 730 | 410 | 0,2 | 90 | 13 | 0,66 | 0 bis 80 |
3. | 0,60 | 0,40 | 0,10 | 580 | 350 | 0,2 | 80 | 13 | 0,75 | 0 bis 80 |
4. | 0,50 | 0,45 | 0,15 | 620 | 390 | 0,2 | 80 | 13,5 | 0,70 | 0 bis 80 |
5. | 0,40 | 0,50 | 0,10 | 440 | 280 | 0,2 | 70 | 13 | 1,00 | 0 bis 60 |
6. | 0,40 | 470 | 300 | 0,3 | 70 | 10 | 1,10 | 0 bis 60 |
Wie der vorstehenden Tabelle II zu entnehmen ist, weisen die erfindungsgemäßen Gemische, die in das
Gebiet ABCD der Abbildung fallen, hervorragende Eigenschaften auf. Um Speicherkerne mit Koinzidenzstrom
zu verwenden, ist es erforderlich, daß ein partieller Schreiberstrom ein Amplitude von 50% derjenigen
des vollen Schreibstromes keine <iFz-Spannung
verursacht, die verglichen mit der beim Schalten eines Kernes erzeugten dVx ins Gewicht fällt. Man sieht an
der vorstehenden Tabelle, daß für Verhältnisse Ipb/Ir
größer als 0,58 und oft größer als 0,6 das Verhältnis von dVx zu dVz groß genug ist, um ein befriedigendes
Arbeiten der Kerne zu gestatten. Ferner ist zu sehen, daß diese erwünschten Umstände bis zu einer Temperatur
von 60° C bei 30 mil (0,76 mm) Kernen und von 80°C bei 50 mil (1,27 mm) Kernen erhalten bleiben.
In letzterem Fall, für den das Störverhältnis sehr groß ist, nämlich größer als 0,6, ergibt sich ein weiterer
Vorteil, nämlich daß unter einer Einschränkung des brauchbaren Temperaturbereiches die Kerne mit
Strömen höherer Amplituden betrieben werden können und damit schneller schalten. Die erforderlichen
Antriebsströme sind anfangs ausreichend niedrig, so daß diese besondere Betriebsweise sowohl zweckmäßig
als auch durchführbar ist. So ist zu sehen, daß die Kerne nach der Erfindung unter Verwendung von
Strömen der gleichen Stärke betrieben werden können, wie Magnesium-Mangan-Ferritkerne. Dabei werden
gleiche oder kürzere Schaltzeiten erreicht, und die Kerne können ohne Temperaturkompensation bis auf
eine Temperatur von 80°C betrieben werden. Zum Vergleich dient die nachstehende Tabelle III, welche
die Änderung des Verhaltens der Impulsempfindlichkeit mit der Temperatur bei einem typischen Nickel-Mangan-Eisen-Ferritkern
zeigt, der aus 0,60 NiFe2O4, 0,25 MnFe2O4 und 0,15 Fe3O4 besteht.
Iw = Ir | Ipw — IPR | tr | td | Temperatur 0C |
dV1 | dVz | K | t5 |
580 | 290 | 0,2 | 2,0 | 0 | 57 | 9,5 | 0,44 | 0,83 |
25 | 81 | 9,5 | 0,43 | 0,78 | ||||
50 | 105 | 9,5 | 0,41 | 0,76 | ||||
75 | 125 | 10,0 | 0,38 | 0,75 | ||||
100 | 142 | 10,3 | 0,36 | 0,71 |
Ein anderes bevorzugtes Gemisch nach der Erfindung besteht aus 60 Molprozent Nickelferrit, 30 Molprozent
Manganferrit und 10 Molprozent Eisenferrit. Es ist deshalb vorteilhaft, weil es ein leichtes Gemisch
ist, das sich aus einfach zu beschaffenden Materialien zusammensetzt und ebenfalls die wünschenswerten
Eigenschaften der anderen erfindungsgemäßen Ferritgemische aufweist.
Angesichts der obigen Ergebnisse liegt es auf der Hand, daß mit der Erfindung hervorragende neue
Ferritgemische geschaffen worden sind. Insbesondere ist gezeigt worden, daß diese Gemische Eigenschaften
besitzen, welche bei ihrer Verwendung als Kernmaterial in verschiedenartigen Computern zu hohen
Schaltgeschwindigkeiten und niederen Temperaturkoeffizienten führen.
Claims (10)
1. Ferromagnetisches Stoff gemisch, insbesondere für Speicherkerne von Computern und anderen
Datenverarbeitungsvorrichtungen, dadurchgekennzeichnet, daß seine in Molprozenten
ausgedrückte Zusammensetzung aus Nickelferrit (NiFe2O4), Manganferrit (MnFe2O4) und Eisenferrit
(Fe3O4) durch einen Punkt im entsprechenden
Dreistoff diagramm (A b b.) bestimmt ist, der innerhalb eines durch Eckpunkte ABCD definierten
Vierecks liegt, wobei diese Eckpunkte durch die den folgenden Gemischen zugeordneten Punkte
des Diagramms gebildet sind:
A 75 Molprozent
20 Molprozent
5 Molprozent
B 30 Molprozent
65 Molprozent
5 Molprozent
C 40 Molprozent
35 Molprozent
25 Molprozent
35 Molprozent
25 Molprozent
D 65 Molprozent
10 Molprozent
25 Molprozent
10 Molprozent
25 Molprozent
NiFe2O4
MnFe2O4
Fe3O4
NiFe2O4
MnFe2O4
Fe3O4
NiFe2O4
MnFe2O4
Fe3O4
NiFe2O4
MnFe2O4
Fe3O4
2. Stoff gemisch nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch 60 Molprozent Nickelferrit, 20 Molprozent
Manganferrit und 20 Molprozent Eisenferrit.
3. Stoff gemisch nach Anspruch 1, gekennzeichnet
109517/306
durch 55 Molprozent Nickelferrit, 25 Molprozent Manganferrit und 20 Molprozent Eisenferrit.
4. Stoff gemisch nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch 40 Molprozent Nickelferrit, 45 Molprozent
Manganferrit und 15 Molprozent Eisenferrit
5. Stoffgemisch nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch 40 Molprözent Nickelferrit, 50 Molprozent
Manganferrit und 10 Molprozent Eisenferrit.
6. Stoff gemisch nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch 60 Molprozent Nickelferrit, 30 Molprozent
Manganferrit und 10 Molprozent Eisenferrit.
7. Stoffgemisch nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch 65 Molprözent Nickelferrit, 15 Molprozent Manganferrit und 20 Molprozent Eisenferrit.
8. Stoffgemisch nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch 65 Molprozent Nickelferrit, 25 Molprozent
Manganferrit und 10 Molprozent Eisenferrit.
9. Stoffgemisch nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch 60 Molprozent Nickelferrit, 25 Molprozent
Manganferrit und 15 Molprozent Eisenferrit.
10. Stoffgemisch nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch 50 Molprozent Nickelferrit, 40 Molprozent
Manganferrit und 10 Molprozent Eisenferrit.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Family
ID=
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