DE2243975B2 - Lithium-titanium-bismuth-cobalt-ferrites - Google Patents

Description

β -r χ + χβ -r χ + χ

2. Ferrit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß \ = 0,006.2. Ferrite according to claim 1, characterized in that \ = 0.006.

-β = 3. -β = 3.

3. Ferrit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß χ = 0,002.3. Ferrite according to claim 1, characterized in that χ = 0.002.

Im Mikrowellenfrequenz-Bereich werden derzeit üblicherweise Granate verwendet. Granate sind jedoch sehr aufwendig und besitzen schlechtes Temperaturverhalten. Zwar wurde bereits die Verwendung von Ferriten vorgeschlagen, ihre Verluste sind jedoch hoch, ihre Dichten niedrig oder ihre Koerzitivfeldstärken zu hoch.Grenades are currently commonly used in the microwave frequency range. Grenade are however very expensive and have poor temperature behavior. The use of Ferrites have been proposed, but their losses are high, their densities low, or their coercive force too high.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es auch bereits vorgeschlagen worden, im Mikrowellenfrequenz-Bereich Ferrite mit schmalen Resonanzlinienbreiten, gutem Temperaturverhalten, niedrigen Verlusten, geringem Aufwand und rechteckförmigen Hystereseschleifen zu verwenden. Entsprechende Ferrite enthalten Lithium und Titan mit einem kleinen Anteil Wismut, wobei gegebenenfalls auch Kupfer, Zink und Mangan zugesetzt sein kann. Als nachteilig erweist sich, daß diese Ferrite nur für Mikrowellengeräte niedriger Leistung brauchbar sind. Bei Lei-To avoid these disadvantages, it has also already been proposed in the microwave frequency range Ferrites with narrow resonance line widths, good temperature behavior, low losses, low Use effort and rectangular hysteresis loops. Corresponding ferrites included Lithium and titanium with a small amount of bismuth, with copper and zinc as well and manganese may be added. It has been found to be disadvantageous that these ferrites are only suitable for microwave ovens lower power are usable. At Lei-

stungen über 1 bis 2 kW treten im Ferrit InstabilitätenWith powers above 1 to 2 kW, instabilities occur in the ferrite

auf, die einen großen Leistungsverlust verursachen.that cause a great loss of performance.

Der vorliegenden Erfindung liegt die AufgabeThe present invention has for its object

zugrunde, einen Ferrit zu schaffen, der insbesonderebased on creating a ferrite, in particular

den vorstehend genannten Nachteil nicht aufweist,does not have the disadvantage mentioned above,

d. h. auch für Mikrowellengeräte größerer Leistung verwendbar ist.d. H. can also be used for higher power microwave ovens.

Zur Lösung dieser Aulgabe sieht die Erfindung einen Lithium-Titan-Wismut-Kobalt-Ferrit folgender Zusammensetzung vor:To solve this problem, the invention provides a lithium-titanium-bismuth-cobalt ferrite as follows Composition before:

,. /.y—ir—.\\ _ / 3.V + if -r λ + 2r\ ._. „ , L10.5- ) Fe_2-5- -„TijCo,,. /.y—ir -. \\ _ / 3.V + if -r λ + 2r \ ._. ", L10.5-) Fe _2-5 - -" TijCo,

wobei 0.001 < λ < 0,1,where 0.001 <λ <0.1,

0,0005 < β < 0,065, 0,30 < .ν < 0,95, 0 < ζ < 0.20,0.0005 < β < 0.065, 0.30 <.ν <0.95, 0 <ζ <0.20,

0 < ιι· < 0.4 und0 <ιι · <0.4 and

Λ —If— \Λ —If— \

2,5- |2-^V-TJ!2.5- | 2- ^V -TJ!

±2± 2

-β = 3. -β = 3.

Vorteilhafterweise ist λ = 0,006, insbesondere 0,002.Advantageously, λ = 0.006, in particular 0.002.

Der Ferrit kann zusätzlich geringe Anteile Zink oder Mangan enthalten.The ferrite can also contain small amounts of zinc or manganese.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele des Gegenstandes nach der Erfindung erläutert.The invention is described below with reference to preferred exemplary embodiments of the subject matter the invention explained.

Zur Herstellung des Ferrit-Materials werden üblicherweise Oxyde der ferritbildenden Metallionen verwendet. Falls die chemische Instabilität des Oxydes eines bestimmten Metallions bewirkt, daß dieses Oxyd eine unreine und unbeständige Verbindung bildet, wird das wasserfreie Karbonat des Metallions verwendet. Die Ausgangsmaterialien werden im stöchiometrischen Verhältnis abgewogen und 1 oder mehrere Stunden in einer Kugelmühle naß gemischt. Der erhaltene Schlamm wird anschließend bei etwa 100" C getrocknet und zur mühelosen Verarbeitung durch ein Sieb mit Maschenweite 20 (US-Siebmaß) gepreßt. Die gesiebte Oxydmischung wird in feuerfeste Schiff-So chen gefüllt. Die Schiffchen werden in einen schachtelartigen Schmelzofen befördert und auf eine bestimmte Temperatur erhitzt. Die exakte Temperatur kann zwischen 700 und 900X betragen. Der Zweck dieser Wärmebehandlung ist zweifacher Art. Zum einen soll eine ausreichende Energie erzeugt werden, um zu bewirken, daß die Oxydmischung durch eine Festkörperreaktion zu einer Mischung aus 70% Ferrit und 30",', Oxyd reagiert. Zum anderen sollen sämtlicheOxides of the ferrite-forming metal ions are usually used to produce the ferrite material used. If the chemical instability of the oxide of a particular metal ion causes that oxide forms an impure and unstable compound, the anhydrous carbonate of the metal ion is used. The starting materials are weighed in the stoichiometric ratio and 1 or more Wet mixed in a ball mill for hours. The resulting sludge is then heated to about 100 "C. dried and pressed through a sieve with mesh size 20 (US sieve size) for easy processing. The screened oxide mixture is poured into refractory Schiff-So chen. The boats are in a box-like Melting furnace transported and heated to a certain temperature. The exact temperature can be between 700 and 900X. The purpose of this heat treatment is twofold Sufficient energy can be generated to cause the oxide mixture through a solid state reaction reacts to a mixture of 70% ferrite and 30 ",", oxide. On the other hand, all

verwendeten Carbonate thermisch versetzt werden. carbonates used are thermally offset.

Die zur Reaktion gebrachte Mischung zeichnet sich üblicherweise durch eine verhältnismäßig große Teilchengröße aus. Bevor die Mischung in Formen gepreßt und zu einem einphasigen Ferritkörper gesintert werden kann, muß die Teilchengröße verringert werden, wa^ in der bereits vorstehend erwähnten Weise durch Kugelmühlen erfolgt. Der Ferrit-Oxyd-Schlamm wird anschließend bei etwa SO³C zu einem feinen Pulver getrocknet. Das Pulver wird in an sich bekannter Weise mit einem Bindemittel gemischt.The mixture brought to reaction is usually distinguished by a relatively large particle size. Before the mixture can be pressed into molds and sintered into a single-phase ferrite body, the particle size must be reduced, which is done in the manner already mentioned by ball mills. The ferrite oxide sludge is then dried to a fine powder ^{at around SO 3 C.} The powder is mixed with a binder in a manner known per se.

wobei zahlreiche Bindemittel, ζ. Β. Polyvinylalkohol,being numerous binders, ζ. Β. Polyvinyl alcohol,

^^Bindemittel kann beim zweiten Mahlprozeß oder 'bei einem sonstigen Prozeß zugesetzt werden,^^ Binder can be used in the second grinding process or 'are added in another process,

der die gleichmäßige Verteilung des Bindemittels gewährleistet. Das mit dem Bindemittel ,mpragn.erte Pulver wird anschließend in Preßformen aus Werkzeugstahl und unter entsprechendem Druck geformt, um eine gleichmäßige Dichte zu schaffen. Die Preß-the even distribution of the binder guaranteed. The powder impregnated with the binding agent is then placed in molds made of tool steel and molded under appropriate pressure to create a uniform density. The press

linge werden in Sauerstoff oder Luft bei einer Temperatur zwischen 950 und 115OtC gesintert.things are in oxygen or air at one temperature sintered between 950 and 115OtC.

Die dieserart erhaltenen Ferrite zeichnen sich durch folgende Zusammensetzung aus:The ferrites obtained in this way are characterized by the following composition:

. / λ — ir— λ wobei . / λ - ir- λ where

0,5-0.5-

3λ-3λ-

0.001 < λ < 0,1, 0,0005 < β < 0,065, 0,30 < χ < 0.95, 0 < ζ < 0,20, 0 < η· < 0,4 und0.001 <λ <0.1, 0.0005 < β < 0.065, 0.30 < χ < 0.95, 0 <ζ <0.20, 0 <η <0.4 and

Λ— Μ'— Λ \ 2,5- Λ— Μ'— Λ \ 2.5-

Iz'Iz '

-β = 3.-β = 3.

Nachstehend sind Beispiele erwähnt, aus denen die Vorteile des Ferrits nach der Erfindung ersichtlich sind, wobei Beispiel 1 einen Co-freien und Beispiel 2 einen Co-haltigen Ferrit behandelt und aus einem Vergleich dieser beiden Ferrite die durch den Zusatz von Kobalt erhältlichen Vorteile erkennbar sind.Examples are mentioned below, from which the advantages of the ferrite according to the invention can be seen are, where Example 1 treats a Co-free ferrite and Example 2 treats a Co-containing ferrite and consists of a Comparison of these two ferrites shows the advantages obtainable by adding cobalt.

Beispiel 1example 1

Es wurde ein in vorgenannter Weise behandelter Ferrit gefertigt, dessen thermische Vorbehandlung bei 800° C und dessen Sinterung bei 1025⁰C in Luft erfolgte.There was a treated in the aforementioned manner ferrite is manufactured, whose thermal pretreatment was carried out at 800 ° C and the sintering at 1025 ⁰ C in air.

Die Zusammensetzung betrug:The composition was:

β = 0,002, β = 0.002,

.ν = 0,66,.ν = 0.66,

r = 0,05,r = 0.05,

η· = 0,10,η = 0.10,

λ = 0.λ = 0.

Dieser Ferrit zeichnete sich durch folgende Mikrowelleneigenschaften aus: Tangens der dielektrischen Verluste = 0,0005, Tangens der magnetischen Verluste = 0,0005, Resonanzlinienbreite = 215 Oe, Spinnwellenlinienbreite = 2,5 Oe, Spitzenleistung = 1,3 kW.This ferrite was characterized by the following microwave properties from: tangent of dielectric losses = 0.0005, tangent of magnetic losses = 0.0005, resonance line width = 215 Oe, spinning wave line width = 2.5 Oe, peak performance = 1.3 kW.

Beispiel 2 Die Zusammensetzung dieses Ferrits betrugExample 2 The composition of this ferrite was

β = 0,002, .ν = 0,66, ζ = 0,05, »ν = 0,10,
λ = 0,006. β = 0.002, .ν = 0.66, ζ = 0.05, »ν = 0.10,
λ = 0.006.

Dieser Ferrit besaß folgende Mikrowelleneigenschaften : Tangens der dielektrischen Verluste = 0,0005, Tangens der magnetischen Verluste = 0,0007, Reso-This ferrite had the following microwave properties: Tangent of dielectric losses = 0.0005, Tangent of the magnetic losses = 0.0007, Reso-

nanzlinienbreite = 210 Oe, Spinnwellenlinienbreite = 6,2 Oe, Spitzenleistung = 7,0 kW.nance line width = 210 Oe, spinning wave line width = 6.2 Oe, peak power = 7.0 kW.

Der Co-haltige Ferrit nach Beispiel 2 besitzt eine um den Faktor 5 größere Spitzenleistung als der Cc-freie Ferrit nach Beispiel 1. Der Ferrit nach Bei-The Co-containing ferrite according to Example 2 has a peak power that is 5 times greater than that Cc-free ferrite according to example 1. The ferrite according to

spiel 2 besitzt etwas größere magnetische Verluste als der Ferrit nach Beispiel 1. Die Verwendbarkeit des Ferrits nach Beispiel 2 als Mikrowellen-Ferrit ist durch den Zusatz von Kobalt jedoch nicht beeinträchtigt worden.game 2 has slightly higher magnetic losses than the ferrite according to example 1. The usability of the ferrite according to example 2 as microwave ferrite is however, it was not affected by the addition of cobalt.

Beispiele 3 bis 8Examples 3 to 8

Es wurde eine Reihe von Ferriten gefertigt, wobeiA number of ferrites were manufactured, whereby

β = 0,002, β = 0.002,

.ν = 0,66,.ν = 0.66,

ζ = 0,05,ζ = 0.05,

η· = 0,10η = 0.10

betrug und λ von 0 bis 0,01 jeweils in Stufen von 0,002 geändert wurde.and λ was changed from 0 to 0.01 each in steps of 0.002.

Es wurde das Quadrat der Spinnwellenlinienbreite, das direkt proportional der Belastbarkeit eines Mikrowellenferrits ist, gemessen und in der Figur über dem Co-Anteil des Ferrits 'lusgetragen. Über den Bereich der untersuchten «-Werte erhöhte sich dasIt became the square of the spinning wave line width, which is directly proportional to the load capacity of a Microwave ferrite is measured and plotted against the Co content of the ferrite in the figure. On the The range of examined «values increased

Quadrat der Spinnwellenlinienbreite um den Faktor 15.Square the width of the spinning wave line by a factor of 15.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentansprüche: 1. Lithiurr.-Titan-Wismut-Kobah-Ferrii, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:Claims: 1. Lithiurr.-Titan-Bismut-Kobah-Ferrii, characterized by the following composition: Fc_a>5-Fc _{a> 5} - wobei 0,001 < \ < 0,1,where 0.001 <\ <0.1, 0,0005 < β < 0,065, 0,30 < .ν < 0,95, 0 < ζ < 0,20,0.0005 < β < 0.065, 0.30 <.ν <0.95, 0 <ζ <0.20, 0 < w < 0,4 und0 < w < 0.4 and