190494. lajstromszámú szabadalom • Eljárás híradástechnikai mangán-cink-ferrit előállítására
190 494 2 A találmány tárgya eljárás híradástechnikai mangán-cink-ferrit előállítására, amelynek során Fe302, MnO, ZnO kiindulási anyagokat, és a mágneses paraméterek javítására Ti02, Ta2Os, CaO, Si02, valamint adott esetben kobalt-oxid adalékot alkalmaznak. A találmány tárgyát képező eljárással előállított híradástechnikai mangán-cink-ferrit legfontosabb mágneses paraméterei a következők:- kezdőpermeabilitás: p = 2250±20%- fajlagos veszteségi tényező: tga< 1 x 10~6- hiszterézis-veszteség : h/ p? < 0,3 x 10‘6 (10 kHz)- dezakkomodáció: D/ pj < 1,8 x 10~6 (25 °C)- hőfoktényező: a/ p( = 0,5 x 10~® (20...55 °C tartományban). A tudományos-műszaki forradalom viszonyai között rohamosan fokozódnak az átviteltechnikában használt lágy mágneses mangán-cink-ferritanyagokkal szemben támasztott követelmények. E ferritanyagoknak a korszerű híradástechnikai áramkörökben való alkalmazásához fokozottan nagyobb kezdőpermeabilitásra, kisebb veszteségekre, valamint a kezdőpermeabilitás jó hőmérsékleti és időbeli stabilitására van szükség. Az ún. kevert ferromágneses lágyferritek - amilyenek a mangán-cink-ferritek is - sokat fejlődtek megjelenésük, azaz az 1920-as évek eleje óta. A kutatók jelentős eredményeket két „hagyományos” irányban haladva értek el. Az egyik irányzat szerint nagy tisztaságú és kitűnő minőségű alapanyagokat felhasználva igyekeztek a ferritanyag mágneses jellemzőit javítani. A másik irányzat lényege és célja a bonyolult, sok tekintetben kritikus gyártási technológia állandó tökéletesítése volt. Tárgyilagosan meg kell állapítani, hogy mindkét fejlesztési irányzat lehetőségeit már szinte teljesen kihasználták, sőt egyes vonatkozásokban ki is merítették, úgy hogy nagyobb arányú, „áttörésszerű” fejlesztési eredményekkel ma már számolni nem lehet. így kerültek napjainkban előtérbe azok a viszonylag nagyon kis mennyiségű adalékok, amelyek segítségével lényegesen módosítani lehet a ferritek mágneses jellemzőit. A ferrit-adalékok általában olyan fém-oxidok, amelyek jól építhetők be a ferritanyagot képező szilárd oldatba és ezek könnyen be képesek épülni az oxigénionokból álló kristályrácsba is. Ilyen megoldást ismertet például a 2 068 273. sz. francia szabadalmi irat, amely szerint ± 0,1 mól% arányban a titán oxidját alkalmazzák. Az 1 223 734. sz. NSZK-beli szabadalmi leírás szerint, valamint a Chemical Abstract 93. kötet 229 928. sz. referátuma kitanítást ad ferritanyagok előállításánál CoO továbbá Ti, Ca és Si oxidjainak alkalmazására. A 2 642 852. sz. NSZK-beli szabadalmi leírásból megismerhető ón- és titán-oxid tartalmú ferritanyag. A 2 021 906. sz. francia szabadalmi leírás szerint Sn02 + Li20 adalékanyagokat alkalmaznak a ferritanyagok hiszterézisveszteségének javítására. A 2 007 694. sz. francia szabadalmi leírás szerinti ferritanyagnál titán-dioxidot adagolnak a hőfokfüggés paraméterének javítására. A 2 037 831. sz. francia szabadalmi leirás szerint nagyfrekvenciás Ni-Zn-ferritek előállítása során kobalt, mangán, magnézium és bór oxidjait adagolják a ferritanyag frekvenciafüggési paraméterének javítására. A fent említett megoldások azonban nem terjedtek el általánosan az átviteltechnikai mangán-cinkferritek előállítására, ahol a legfontosabb problémát a veszteségek és a stabilitási jellemzők egyidejű optimalizálása jelenti a megfelelő kezdeti permeabilitási értékek tartása mellett. Az átviteltechnikai 0 mangán-cink-ferritek sikeres fejlesztésének egyik fő hátránya az, hogy ha egy bizonyos adalék (fémoxid) javítja a ferritanyag valamelyik mágneses jellemzőjét, úgy rendszerint ezen adalék más egy, vagy több fontos paramétert leront. A másik ok az, hogy 15 az irodalomban sok esetben teljesen eltérő, sőt ellentétes megállapítások olvashatók az adalékanyagok hatásáról, mennyiségéről és hatásmechanizmusáról. Célunk, hogy a fent említett problémákat olyan 20 oxidadalékok alkalmazásával küszöböljük ki, amelyek az ismert híradástechnikai mangán-cink-ferritek paramétereit jelentősen javítják és amely paraméterek nagy sorozatgyártásban könnyen kézbentartathatók. 25 Kutatásaink során olyan oxid-adalékokat találtunk, amelyekben az egyes összetevők ellensúlyozzák egymás káros hatásait, és fokozzák az előnyös hatásokat. Ugyancsak „adaléknak” tekintjük a ferrit-alapanyagokban jelenlévő, és gazdaságosan már 30 nem kiküszöbölhető szennyezőket is. Igyekezünk kihasználni az előnyöket, és ellensúlyozni azon hatásokat, melyek hátrányosak és ha kell még növeljük is az adalékok szokásos mennyiségét. Az adalékban az összetevők részaránya, valamint a ferrit- 35 adagban az egész adalék mennyiségét természetesen változtatni szükséges bizonyos határok között az alapanyagok szennyezötartalma, valamint a gyártandó ferritanyag kívánt paraméterei szerint. Ezen okból kutatásaink során az adalékok és össze- 40 tevőik számára csak „irányértékeket”, azaz intervallumokat határoztunk meg, amelyet az igénypontokban megadott összetétel tartományok határoznak meg. A ferrit-kutatások mai állása szerint az adalé- 45 koknak kettős hatásuk van: 1. külön második fázist képezve az adalék vékonyan bevonja a ferritszemcsék felületét és ez a szigetelő bevonat növeli a ferritanyag fajlagos villamos ellenállását (tehát csökkenti a fajlagos veszteségen 50 belül az örvényáramveszteségeket); főleg ezért alkalmaznak ismert módon CaO és Si02 adalékokat; 2. az adalék ionjai beépülnek a kristályrácsba és ott a ferrit egyes eredeti fémionjait helyettesítve módosítják, vagy megváltoztatják az anyag szerke-55 zetét - előnyösen befolyásolva ezáltal a mágneses jellemzőket is; ilyen adalékként alkalmaznak például Ti02 vagy CoO adalékokat. Az ismert mangán-cink-ferrit gyártási technológiák műveletei a következők: 00 Alapanyagok bemérése, azok száraz vagy nedves homogenizálása, majd szárítása, előszínterelése levegő atmoszférában^ majd megfelelő szemcseméretre való őrlése. Ezután az anyagot granulálják, formatestté sajtolják, és végül védőgáz atmoszférá- 65 jú kemencében színterelik. (I. pl. Rapkin-Sos-2
