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Barium Ferrite Disc Magnet: Barium Carbonate and Iron Oxide Sintered (Went, Philips 1956)
The dark grey ceramic magnet on fridges and in loudspeakers is barium ferrite. It is made from two cheap powders: one part barium carbonate to six of iron oxide, milled, fired, milled again, pressed and sintered. No cobalt or nickel is needed. This is Example 34 of the Philips patent. Fired 4 hours at 1100 °C, its rod held 1,375 gauss with a coercive force of 3,350 oersted.
Source: J. J. Went, G. W. van Oosterhout and E. W. Gorter (Philips), US 2,762,777 (1956). They pressed rods; the claim covers "a body of a desired shape", and the disc size is ours. The patent does not say how to magnetise it; our way is stated. Picture: ferrite magnets, Omegatron, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0.
Avançado
2 days
Instruções
1
1
Weigh one part barium carbonate to six of iron oxide
Weigh one part barium carbonate to six of iron oxide
Weigh 39.5 g of barium carbonate (0.2 mol) and 191.7 g of ferric oxide, Fe2O3 (1.2 mol). Barium carbonate is poisonous if swallowed: ours, gloves and a dust respirator.
Materiais para este passo:
Carbonato de bário (witherita)39.5 g
Óxido férrico191.7 gFerramentas necessárias:
Balança de pratos
Luvas de borracha
Respirador P1002
2
Mill with ethanol for 4 hours
Mill with ethanol for 4 hours
Grind the mixture with ethanol in an iron ball mill for 4 hours. Let the ethanol evaporate, then dry the powder in a drying oven.
Ferramentas necessárias:
Moinho de bolas de ferro
Etanol de laboratório, 95 %
Estufa de secagem3
3
Presinter at 1000 °C for 4 hours
Presinter at 1000 °C for 4 hours
Fire the dry powder in air at 1000 °C for 4 hours (ours: in a lidded porcelain crucible in a muffle furnace). Let it cool.
Ferramentas necessárias:
Forno mufla
Cadinho com tampa (porcelana)
Tenaz para cadinho
Luvas resistentes ao calor4
4
Mill again for 4 hours
Mill again for 4 hours
Grind the presintered product with ethanol in the ball mill for another 4 hours. Let the ethanol evaporate.
Ferramentas necessárias:
Moinho de bolas de ferroEtanol de laboratório, 95 %Estufa de secagemRespirador P1005
5
Press discs at 1.5 tons per cm²
Press discs at 1.5 tons per cm²
Press the powder at 1.5 tons/cm². The patent pressed rods; we press discs. Ours: a die 20 mm across, so about 4.7 tonnes on the punch (our arithmetic: 1.5 × 3.14 cm²).
Ferramentas necessárias:
Prensa hidráulica
Matriz de prensagem de discos6
6
Sinter for 4 hours
Sinter for 4 hours
Sinter the discs for 4 hours in oxygen or in air. The patent's results: at 1100 °C, 1,375 gauss and 3,350 oersted; at 1200 °C, 1,400 and 3,100; at 1300 °C, 1,850 and 1,780. Hotter gives a stronger but less stubborn magnet.
Ferramentas necessárias:
Forno muflaTenaz para cadinhoLuvas resistentes ao calor7
7
Magnetise the discs
Magnetise the discs
The patent gives no magnetising method. Ours: lay a disc with its faces against the poles of a strong electromagnet, switch the current on, then off. Find which face is north with a compass.
Ferramentas necessárias:
Eletroíman
BússolaMateriais
2- Referência
- 191.7 gReferência
Ferramentas necessárias
14- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
- Referência
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