Магнитострикционный ферритовый материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к ферритовому мзгнитострикционному материалу, предназначенному для использования в электромеханических преобразователях Цель изобретения - уменьшение температурного коэффициента антирезонансной частоты магнитострикционного феррита при сохранении высокой механической прочности и пьезомагнитной добротности. Предложенный материал содержит в мол.% Ге О - 43,0 - 49,9, СиО - 3.0 - 9,0, Сг О 0 ,1 - 1.0, Ш) - 0,3 - 1 22гтО - 3,0 - Ю.О, NiO - остальное Из предложенного материала получены магнитострикционные сердечники с коэффициентомантирезонанснойчастоты ТКЧ(-1,5)-{+8) 10 /°С при пьезомагнитной добротности Q 92 - 11,5 и прочности на изгиб о- 120-130МПа 1 табл™

(в)Я (и) 1бб2275 А1 (51)5 Н01 1 10 H01F 34

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4698139/02 (22) 1503.89 (46) 30.12.93 Б(ол. Мя 47-48 (72) Понкратьева P.È.; Обухов АА; Закгейм ЕЛ„. Ковалева Л.В.; Чиж ТА; Тимофеева СА (54) МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ фЕРРИТОВЫЙ МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к ферритовому магнитострикционному материалу, предназначенному для использования в электромеханических преобразователях Цель изобретения — уменьшение температурного коэффициента антирезонансной частоты магнитострикционного феррит а при сохранении высокой механической прочности и пьезомагнитной добротности. Предложенный материал содержит в мол.96 Fe Π— 43,0 — 49,9; CuO — 3,0 — 9,0; Cr О— г з

0,1 — 1,0; СоΠ— 0,3 — 12;2пΠ— 3,0 — 10,0; NiO — остальное. Из предложенного материала получены магнитострикционные сердечники с коэффициентом антирезонансной частоты

ТКЧ=(-1,5)-(+8) ° 10 / С при пьезомагнитной добротности Q = 92 — 11,5 и прочности на изгиб оизг

120 — 130 ЧПа. 1 табл.

1662275

Оксид железа (Ге20з)

Оксид меди (CU0)

Оксид хрома (Сг20з)

Оксид кобальта (СоО)

Оксид цинка (Zn0)

О ксид и и кел я (Ni 0) 43,0 — 49,9

3 — 9

0,1 — 1,0

0,3-1,2

3 — 10

Остальное, причем молярное соотношение оксида меди к оксиду цинка Cu0/Z 10 = (0,9 — 1,1), а соотношение оксида цинка к оксиду кобальта

Zn0/Co0=(8,0 — 12,5), одновременное присутствие в материале в строго определенных количествах и при определенном соотношении между собой оксидов меди, кобальта и цинка обеспечивает существенное снижение температурного коэффициента антирезонансной частоты (ТКЧ) в интервале температур (20100) С до (-1,5)-(+0) 10 1/ С при сохранении высокой механической прочности (о,„ 120 MÏà) и пьезомагнитной добротности (К х Q > 9,0).

Введение небольшого количества оксида кобальта (0,3 — 1,2 моль. /) обеспечивает получение достаточно высокого коэффициента магнитомеханической связи (К ), а следовательно, и требуемой величины пьезомагнитной добротности.

Присутствие оксида цинка в количестве

3 — 10 мол.% обеспечивает поддержание высокой магнитомеханической добротности (Q), а следовательно, и пьезомагнитной добротности без ухудшения температурного коэффициен га антирезонансной частоты, Присугстиие оксидз меди и количестве

3 — 9 мол., обеспечивает высокую плотность

Изобретение относится к магнитным материалам, в частности к магнитострикционным ферритам, предназначенным для изготовления электромеханических преобразователей микросварочных аппаратов и хирургических инструментов:

Целью изобретения является уменьшение температурного коэффициента антирезонансной частоты магнитострикцион ного феррита при сохранении высокой механической прочности и пьезомагнитной добротности, Поставленная цель достигается введением оксидов кобальта и цинка в магнитострикционный феррит, содержащий оксиды железа, никеля, меди и хрома при следующем соотношении компонентов, мол, ; феррита, а следовательно, и высокую механическую прочность при использовании низких температур обжига (1040-1080)ОC.

Кроме того, оксид меди способствует уменьшению температурного коэффициента антирезонансной частоты, Изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в таблице, Предложенный материал изготавлива"0 ли по окисной технологии. .Исходные компоненты (оксиды), взятые в соотношениях, приведенных в таблице (примеры 1 — 11), подвергали шаровому помолу в течение 24 ч, Температура ферритизации шихты составляла 860 — 880 С с выдержкой 4 ч. Спекание сердечников производили в атмосфере воздуха в интервале температур (1040-1080j Ñ с выдержкой 12 ч при температуре спекания и подъеме температур со скоростью 50 С в час, Измерение магнитомеханических параметров (ТКЧ, К 4 4 и Q) проводили на пластинах 70х30х13, а механической прочности на изгиб — на стержнях прямоугольного сечения 4х4 мм при длине 70 мм.

Примеры 1-11 в таблице относятся к предложенному материалу, примеры 12 — 23 к материалу, выходящему за пределы изобретения по соотношению компонентов или

30 по соотношению оксидов меди и цинка или цинка и кобальта в материале, пример 24 к известному материалу.

Как следует из таблицы, предложенный магнитострикционный ферритовый матери35 ал (примеры 1-11) характеризуется более низким температурным коэффициентом и антирезонансной частоты (ТЧК=-(1-1,5)(+8,0) 10 61 1/" С при значении антирезонансной частоты = 39685-43736 Гц, чем известный (ТКЧ=60 10 I/ С), При этом по механической п рочности (о „,= 120-130 МПа) ипьезомагнитнойдобротности(К Q=9,2— — 11,5) предложенный материал не уступает известному.

Из таблицы следует также, что при выходе за пределы изобретения (примеры 1223) характеристики магнитострикционного ферритоиого материала ухудшаются. (56) Сыркин Л.Н. Пьезомагнитная керамика.

Л„Энергия, 1980, с,170.

Авторское свидетельство СССР

N 136465, кл. H 01 F 1/10. 1985.

1662275

Coor ношение компонентов материала, мол, Молярное со- Параметры серде отношение ков

Пример

Cuo/

ZnO

Zn0/ ТКЧ, СоО 10 1/ С (20100 С

РегОз NiO CaO

СиО Zn0 СггОз

-1,5 10,8

1 45,5 48, 1 0,30

3,0

130

1,0 10

3,0

Q,2

+1,0

8,3

0,9

45,5 43,46 0,44

45,5 43,4 0,60

5,0

0,1

5,5

0,9

12,5 +2,0 9,2

4,5 5,0

1,0

5,0

9.2

-1,0

8,3

1,0

4 455 438 060

5,0

0,1

45,5 44,0

12,5 +1,0 9,2

8,0 +8,0 11,5

8,3 +8,0 11,0

1,0

0,40

5,0

5,0

0,1

45,5 38,07 0,93

7.5

0,5

1,0

7,5

1,2

9.0 10,0 0,1

0,9

7 45,5 34,2

8 45,5 43,3

9 45,5 39,5

+0,1

8,3

9,2

0,6

5,0

5,5

0,1

0,6

12,5 +3,0

12,5 +2,0

9,5

9,2

125

6.8

7,5

0,1

1.20

10 43,0 46,5 0,4

5,0

5,0

0,1

1,0

11 49,9 39,0

12 45,5 38,9

13 45,5 35,3

+4.0

120

0,6

1,0

8,3

9,8

5,0

5,0

0,5

9.0

1,8 8,3 +23,0 9,9

120

0,6

5,0

1,0

6,2 +14,0 11,0

7,5 +30.0 10,6

130

9,0

1,2

7,5

1,5

1,2

3,0

3,0 1,0

0,4

9,0

3,0 3,75 +10,0»,0

9.0

100

0,8

1.,0

3,0

3,0

-20,0

0,3

7,5 . 1,5

0,4

6,0

2,0 7.5

0,1

0,26

S,0

1,0

0,91

5.9

0,1

0,8

9,0

1,0

О, i

12,0

16,9

3,0

5,0

5,0

1,4

0,3

1О,О»,0 01

0,6

5.0

5,0

0,1

1,0

1,0

7,5

7,5

0,5

1,0

45,5 43,85 0.6

5,0 0,05

5.0

8,3

-0,5

1,0

43-51 Остал ь6-12

0,5-5,0

+60,0 ное

Формула изобретения

МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ФЕРРИТОВЫЙ МАТЕРИАЛ, содержащий оксид железа, оксид никеля, оксид меди, оксид хрома, отличающийся тем, что, с целью уменьшения температурного коэффициента антирезонансной частоты при сохранении высокой механической прочности и пьезомагнитной добротности, он дополнительно содержит оксид цинка и оксид кобальта при следующем соотношении компонентов, мол. Д:

Оксид железа 43,0 - 49,9

Оксид меди 3-9

Оксид хрома 0,1-1,0

Оксид цинка 3-10, Оксид кобальта 0,3 - 1,2

Оксид никеля Остальное ,причем молярное соотношение оксида меди к оксиду цинка находится в пределах

0,9 - 1,1, а соотношение оксида цинка к оксиду кобальта находится в пределах 8,0—

12.5.

17

18

19

21

22

23

45,5 41,1

45,5 40,7

45,5 42,2

45.5 43,9

45,5 43,6

45,5 40.1

45,5 33,1

51,0 38,3

42,0 41,5

75 -25,0

1,25 +120,0

3,57 +50,0

36,6 +15,0

8,3 +12,0

75 +10,0

5,8

10,0

12,0

9,2

9,0

125

120