Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 32. 7 september 1954 - Ferromagnetisk keramik, av Elmar Umblia
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
14 september 1954
729
vinna dämpningseffekten vid de magnetiska
momentens resonanssvängning (fig. 9).
Vid högre fältstyrkor ökar både rest- och
hys-teresförlusterna, varvid de senare hos
NiZn-ferriter vanligen är påtagligt större än hos
MnZn-ferriter (tabell 1). Däremot uppträder
resonansfenomenet hos de förra först vid påtagligt högre
frekvenser. Det är dock inte lätt att exakt skilja
mellan de båda förlustkomponenterna, eftersom
själva magnetiseringskurvan då beror på
frekvensen (fig. 6). Hysteresförlustkoefficienten (tabell
1) är ett mått på hysteresförlusternas storlek.
Ferritmaterials växelfältförluster stiger med
temperaturen, varvid temperaturkoefficienten är
större hos ferriter med högre permeabilitet.
Som gränsfrekvens för användning brukar man
vanligen ånge den frekvens, vid vilken
materialets förlustfaktor är 0,06 eller dess Q-värde ca
15 (tabell 1). Den högsta teoretiska gränsen för
användning av ferritmaterial borde ligga vid
omkring 109 p/s, där oregelbundna störningar i
fer-riters magnetiska egenskaper börjar uppträda på
grund av ytterligare elektronresonansfenomen.
Curietemperatur
Ferritmaterials Curietemperatur beror på deras
sammansättning och struktur samt på det kemiska jämviktsläge,
som uppnåtts vid sintringen. Då ett magnetmaterial nära
Curiepunkten företer högre permeabilitet på grund av
lägre magnetisk anisotropi, är det ibland fördelaktigt att
sänka Curietemperaturen genom att försätta en
ferromag-netisk ferrit, t.ex. nickelferrit eller manganferrit, med en
paramagnetisk, såsom zinkferrit eller kadmiumferrit.
Orsaken härtill är att den energibarriär, som skall övervinnas
för att ge de magnetiska momenten fullkomligt
oregelbundna lägen, är proportionell mot antalet
ferromagne-tiska grannjoner runt varje ferromagnetisk jon i
spinell-gittret. Vid tillsats av ett paramagnetiskt ämne minskas
givetvis detta antal, varför energibarriären blir lägre och
kan övervinnas vid en lägre temperatur.
Magnetostriktion
Om ett ferritmaterials magnetostriktion är positiv eller
negativ beror på avstånden mellan de ferromagnetiska
jonerna i kristallgittret. Om detta avstånd är större än
vad som behövs för maximal magnetisk polarisation, är
magnetostriktionen negativ, i motsatt fall är den positiv.
Samtliga ferrospineller företer negativ magnetostriktion
utom magnetit, vars magnetostriktion är positiv. Genom
tillsats av magnetit (eller järnoxidul) kan sålunda en ferrits
magnetostriktion minskas varvid dess permeabilitet ökar.
Dielektriska egenskaper
I likhet med andra halvledarmaterial företer
ferritmaterial egendomliga dielektriska egenskaper i det att både
dielektricitetstal och förlustfaktor i synnerhet hos
MnZn-ferriter är ganska höga vid lägre frekvenser men sjunker
påtagligt vid högre. Under vissa förhållanden kan detta
medföra större förluster på grund av hålresonans.
Ferrit-kärnan blir en hålresonator om för dess minsta
dimensionen d gäller
rf>_l i/X
— 2 ny fi • £
där A är de elektromagnetiska vågornas våglängd, [à
materialets permeabilitet och E dess dielektricitetstal.
Hålresonansen orsakar troligen vissa störningar i det magnetiska
kraftfältet i ferritkärnan, vilka vållar ökade förluster.
Tillverkning
Ferritmaterial tillverkas på keramisk väg
(fer-rittillverkning kallas svart keramik).
Utgångsmaterialen är metalloxider med hög renhetsgrad
1 form av mycket finkornigt pulver. För att få
snabba och fullständiga reaktioner vid så låg
sintringstemperatur som möjligt används aktiva
former av utgångsmaterialen. Formgivningen
sker genom torrpressning eller strängpressning.
Det viktigaste tillverkningsmomentet är
sintringen, som oftast genomförs i flera steg, t.ex.
försintring, finmalning, formgivning,
slutsint-ring. Sintringstemperaturen brukar variera
mellan omkring 1 100 och 1 400°C; försintringen
sker vanligen vid något lägre temperatur.
Krympningen brukar uppgå till 15—20 %. Ferritkärnor
kan tillverkas med ungefär samma dimensionella
toleranser som gängse keramik, dvs. med 1—3 %
beroende i huvudsak på formgivningsmetoden
och formen.
Under sintringen skall den mekaniskt
hoppressade oxidpulverblandningen omvandlas till en
tät, homogen och finkristallin ferritprodukt, vars
komponenters oxidationsgrad befinner sig i ett
lämpligt jämviktsläge. Vad som särskilt bör
uppmärksammas är att vid hög temperatur t.ex.
Fe203 omvandlas till FeO, medan Mn203 övergår
till Mn304. Därför måste man hålla
sintringstemperaturen så låg som möjligt och även kunna
reglera redox jämvikten med en lämplig
ugnsatmosfär, som skall kunna varieras mellan
neutral och tämligen kraftigt oxiderande.
Dessutom finns det vissa homogena ferritfaser
med goda magnetiska egenskaper, som är stabila
endast vid hög temperatur och därför måste de
"frysas in" i sinterprodukten genom hastig
avkylning. Ferritmaterial är synnerligen
strukturkänsliga och deras egenskaper beror i hög grad
på utgångsmaterialens reaktionsaktivitet samt på
de betingelser, under vilka sintringsprocessen
genomförs.
Användning
På grund av sin relativt höga permeabilitet och
sina försumbart små virvelströmsförluster ger
mjukmagnetiska ferriter utmärkta kärnmaterial
för högfrekvensspolar och
högfrekvenstransfor-matorer. De ferritmaterial, som för närvarande
förekommer i handeln, kan användas inom
frekvensområdet 103-—3 • 107 p/s, men den övre
gränsfrekvensen kan troligen höjas till 108—
2 • 108 p/s. Ferritkärnor är givetvis särskilt
lämpliga för användning vid små magnetiska
fält-styrkor t.ex. i bärfrekvenstelefoni, radioteknik
osv., men på senaste tiden har de även fått
användning i t.ex. televisionsapparater,
radarapparater osv. vid ganska höga fältstyrkor.
Med hänsyn till ferriters relativt låga
mättningsvärde lämpar de sig självfallet bäst för
användningar, där antingen mättningsvärdets stor-
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
