Ферритовый монокристаллический материал

Реферат

 

(19)RU(11)1167997(13)C(51)  МПК 6    H01F1/34, C04B35/26Статус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина:

(54) ФЕРРИТОВЫЙ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к магнитным материалам, в частности к ферритовым монокристаллическим материалам, предназначенным для изготовления сердечников магнитных головок в устройствах видеозаписи и воспроизведения. Известен ферритовый монокристаллический материал, содержащий окись марганца, окись цинка и окись железа при следующем соотношении компонентов, мас.%: Окись марганца 18,6 Окись цинка 12,5 Окись железа Остальное Однако известный материал имеет низкую магнитную проницаемость на частоте 10 МГц ( ' =200 Гс/Э), низкое удельное электросопротивление ( = 0,2 Ом . см) и высокие значения тангенса угла магнитных потерь (tg =1,5), что ограничивает его использование в устройствах, работающих при частоте 10 МГц. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является ферритовый монокристаллический материал, содержащий окись марганца, окись цинка, окись кобальта, окись титана и окись железа при следующем соотношении компонентов, мас.%: Окись марганца 21,8 Окись цинка 13,4 Окись кобальта 1,0 Окись титана 1,0 Окись железа Остальное Недостатком известного материала является относительно низкое значение магнитной проницаемости на частоте 10 МГц (' =300 Гс/Э) и низкие значения магнитной индукции в поле 10 Э (B10 3100 Гс), что ограничивает его использование в производстве сердечников магнитных головок с высокой разрешающей способностью. Целью изобретения является повышение магнитной проницаемости на частоте 10 МГц при низких значениях тангенса угла магнитных потерь и увеличение магнитной индукции в поле 10 Э. Для достижения поставленной цели предложен ферритовый монокристаллический материал, содержащий окись марганца, окись цинка, окись кобальта и окись железа, который согласно изобретению дополнительно содержит окись германия при следующем соотношении компонентов, мас.%: Окись марганца 18,1-21,6 Окись цинка 9,7-13,4 Окись кобальта 0,05-1,00 Окись германия 0,05-1,30 Окись железа Остальное Такое сочетание компонентов и их соотношение обеспечивают получение ферритового монокристаллического материала с оптимальными, с точки зрения функционального назначения, параметрами: ' =400-650 Гс/Э (f=10 МГц) tg 0,8 (f=10 МГц) 4 s=3800-4000 Гс B10=3700-3800 Гс; =10-30 Ом см. Это связано с тем, что присутствующие в предложенном материале ионы четырехвалентного германия с малым ионным радиусом в тетраэдрической подрешетке шпинели способствуют сверхструктурному упорядочению, что приводит к стабилизации действительной составляющей магнитной проницаемости за счет сдвига частоты резонанса доменных границ в сторону более высоких частот (до 10 МГц). При введении в предложенный ферритовый монокристаллический материал окиси германия и окиси кобальта в количестве менее 0,05 мас.% невозможно получить ' более 400 Гс/Э на частоте 10 МГц. При содержании окиси германия больше 1,3 мас.% в объеме кристалла наблюдается выделение посторонних магнитных фаз в виде сложных окислов. При концентрации окиси кобальта более 1 мас.% увеличивается содержание ионов двухвалентного железа, что ухудшает прочность и повышает трещиноватость кристалла. Содержание окиси цинка более 13,4 мас.% и окиси марганца менее 18,1 мас.% приводит к снижению намагниченности насыщения, а следовательно, и магнитной индукции B10 до величины менее 3700 Гс. При содержании окиси марганца более 21,6 мас.% и окиси цинка менее 9,7 мас.% магнитная проницаемость на частоте 10 Гц становится ниже 400 Гс/Э. П р и м е р 1. Исходные компоненты в вид окислов, взятые в соотношении, мас. % : Окись марганца (MnO) 21,86 Окись цинка (ZnO) 13,37 Окись кобальта (CoO) 1,10 Окись германия (GeO) 0,49 Окись железа (Fe2O3) 62,28, перемешивают в водной среде до получения однородной по составу смеси. Смесь окислов обжигается при 1000-1050оС, полученный ферритовый порошок измельчается в вибромельнице, после чего из него прессуются гранулы строго определенного размера и веса, применяемые для подпитки расплава. Гранулы обжигаются при 1300 10оС в протоке азота. Выращивание монокристалла производится модифицированным методом Бриджмена по следующему режиму: температура выращивания 1620-1650оС; скорость выращивания 2 мм/ч; давление кислорода до 2 атм; температурный градиент 10 град/см; скорость охлаждения до 1200оС 50 град/ч; от 1200оС до 300оС 25 град/ч. Габариты полученного кристалла: 50 мм и l=100-150 мм. Состав монокристалла (мас. % ) был определен микрорентгеноспектральным анализом: MnO 21,6 ZnO 12,5 CoO 1,0 GeO2 0,4 Fe2O3 64,5 Полученный материал имеет следующие параметры: ' (f=10 МГц), Гс/Э 420; tg 0,75; 4 S, Гс 3820; B10, Гс 3780; Ом см 23,4. П р и м е р 2. Исходные компоненты в виде окислов взяты в соотношении, мас.%: MnO 21 ZnO 10,9 CoO 1,0 GeO2 0,5 Fe2O3 66,6 Способ получения такой же, как в примере 1. Состав получаемого монокристалла, мас.%: MnO 20,0 ZnO 9,7 CoO 0,96 GeO2 0,44 Fe2O3 68,9 Полученный материал имеет следующие параметры: ' (f=10 МГц, Гс/Э) 500; tg 0,8; 4 S, Гс 3900; B10, Гс 3800; , Ом см 12,0. Аналогичным образом были получены ферритовые монокристаллы при других соотношениях компонентов, в том числе и выходящих за заявленные пределы, а также известные ферритовые монокристаллические материалы. Составы полученных материалов и их основные параметры приведены в таблице в сравнении с параметрами известных ферритовых монокристаллических материалов. Как следует из таблицы, предложенный ферритовый монокристаллический материал имеет более высокую магнитную проницаемость, чем известный, так как действительная составляющая комплексной магнитной проницаемости предложенного материала на частоте 10 МГц ' =400-650 Гс/Э, в то время как для известного ' =300 Гс/Э. При этом предложенный материал характеризуется более высокой магнитной индукцией в поле 10 Э (B10=3700-3860 Гс), чем известный материал при более низких значениях тангенса угла магнитных потерь (tg =0,56-0,8 по сравнению с tg =1,1 для известного материала). Такой комплекс свойств позволит создавать на основе этого материала видеоголовки с высокой разрешающей способностью, что улучшит качество магнитной записи в условиях ее постоянно возрастающей плотности. В частности замена предлагаемым материалом феррита марки 500МК (ПЯО. 707.542 ТУ) обеспечит создание магнитных головок с более высокой ЭДС воспроизведения на частотах 5-10 МГц для кассетных видеомагнитофонов, а использование нового материала взамен горячепрессованного феррита марки 1000МТ (ПЯО. 707.391 ТУ) в производстве магнитных головок для студийной и спецвидеозаписи обеспечит существенное повышение износостойкости последних.

Формула изобретения

ФЕРРИТОВЫЙ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, содержащий окись марганца, окись цинка, окись кобальта и окись железа, отличающийся тем, что, с целью повышения магнитной проницаемости на частоте 10 МГц при низких значениях тангенса угла магнитных потерь и увеличения магнитной индукции в поле 10 Э, он дополнительно содержит окись германия при следующем соотношении компонентов, мас.%: Окись марганца - 18,1 - 21,6 Окись цинка - 9,7 - 13,4 Окись кобальта - 0,05 - 1,00 Окись германия - 0,05 - 1,30 Окись железа - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 11-2002

Извещение опубликовано: 20.04.2002