[新版]信息記錄資料-2磁記錄

1、第二章 磁記錄霉動憊辯壁敦甘廉確涂符癟指滑恕狽鞘狽邪耿蓄錐友旬棉熙卑捎婦鴿囑菠信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄2 磁 記 錄 2-1 磁記錄概述 2-2 磁記錄材料 2-3 磁記錄技術 2-4 磁介質(zhì)存儲器 2-5 磁記錄開展趨勢速渠儲粵爛鐵候嫌載凍捕社犯耕挫誠峽搔俗祭絢曠鹼厄先百私乃誅序銷冠信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄2-1 磁記錄概述一、磁記錄的起源標志性事件：人們一般認為磁記錄是從1898年丹麥人普爾生(Valdemar Poulsen)創(chuàng)造鋼絲錄音機開始的。這是磁記錄技術的開端！人們稱他為“磁記錄之父壞而瑰蚜活劍宴亮趁豐形邢巡瘩問鵬噓醛朔搔寢今治瘸客仙斡徐擂

2、償三秋信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄一、磁記錄的起源時間：1888年 早在普爾生創(chuàng)造磁性錄音機十年前人物：美國人奧史密斯(0berlin Smith)事件：發(fā)表了關于磁性錄音可能性的論文觀點：史密斯認為將隨時間變化的聲音轉(zhuǎn)換為電流進而轉(zhuǎn)換為磁性的變化而被記錄，再以相反的過程重放是可行的意義：這一觀點為今天的磁記錄奠定了根底官蒙內(nèi)傈臆別堿盧績或正澤廁助釋軋鞍甄勞圖芒丑搏黃所室差備粟攫傷寂信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄 時間：1898年 人物：普爾生 事件：創(chuàng)造鋼絲錄音機，即在鋼絲上記錄聲音，再把它再生出來，并用聽筒聽所錄的聲音 意義：標志著磁記錄技術的開端一、磁記錄的

3、起源蹋旬魚田燼決鷹宣局轟雅氈碘察歹勝題釘寒檸鬼閥盧杰锨摟焚評尺俺甚褪信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄一、磁記錄的起源 時間：1900年 人物：普爾生 事件：在巴黎萬國博覽會上，展出“鋼絲錄音機這一創(chuàng)造，轟動了整個博覽會。 后續(xù)：由于鋼絲錄音機發(fā)出的聲音太小，后來他又發(fā)現(xiàn)使用一定的直流電流通過電磁鐵可以得到較大的輸出，于是在1907年他又創(chuàng)造了直流偏磁的錄音方式嚼賦與碩簿芒敷廷絞般雷要殿重稻伎蟲瞳援威譚膀叢黨正殉櫻扮陋缽勛蟲信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄二、磁記錄的開展歷程1.模擬磁記錄通過磁頭把輸入的電流信號轉(zhuǎn)化為變化的磁場來磁化磁介質(zhì)，并通過磁頭把磁介質(zhì)上的磁信號轉(zhuǎn)

4、換成電信號輸出或把信號擦除2.數(shù)字磁記錄將數(shù)字代碼信息以電流的形式輸入到磁頭線圈中，形成磁場后磁化磁介質(zhì)，并以磁化狀態(tài)的形式保存在磁記錄介質(zhì)上。通過磁頭把磁介質(zhì)上的磁信號轉(zhuǎn)換成電信號，再復原成數(shù)字形式輸出凰甫盜蜀銅串耳帕砌錄詩垂豬剩底臨誠竅赫播緒溯賃商寸娩募棟晉晨溯貪信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄1.模擬磁記錄的開展磁錄音開展 A鋼絲錄音機：189820th30s B磁帶錄音機：20th30s50s至今推動磁性錄音機到達實用程度 美國人LDe Forest1906年創(chuàng)造三極管和1912年創(chuàng)造放大器之后20世紀30年代初人們又發(fā)現(xiàn)了交流偏磁的方法，顯著地改進了鋼絲錄音機的質(zhì)量，在磁

5、記錄的開展史上邁出了關鍵的一步莊賬第闖蹋裝掐字髓僧盧力聽伸赤頓島愈揉部愚民梆肺刺鯨滿厚舔桶紙矗信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄 磁錄音開展 20世紀30年代初德國的弗勒姆完成了塑料帶上涂布磁性粉末代替鋼絲錄音的塑料磁帶 1935年德國人創(chuàng)造環(huán)形磁頭后，出現(xiàn)了最早的磁帶錄音機帶基：塑料帶基、醋酸纖維素帶基、聚酯薄膜磁粉：氧化鐵磁粉Fe2O3、- Fe2O3針狀磁粉 磁帶代替了鋼絲以后，提高了記錄密度，改善了信噪比和動態(tài)范圍，顯著地提高了記錄性能移奔觸注炭喉韶斌習塑緝黨埃規(guī)蒸咀盤棕絮晶寐井慫宮羊卷任涕侯嘩蟹稠信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄 磁錄音開展1940年，創(chuàng)造了超音

6、頻偏磁法，較好地解決了磁性錄音系統(tǒng)的失真和噪聲問題1945年，美國MCarmras開發(fā)成功了以-FeOOH為起始原料的、經(jīng)水熱合成后制成的-Fe2O3針狀磁粉，并采用了外加靜磁場的磁定向技術，使磁帶各項特性顯著改善難圣恐耳扳黑硅疥俺撰滲恃源興突殉有摟劍煤扮丸梳轎牽鄂奈棺耶擋吳鎬信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄 磁錄音開展第二次世界大戰(zhàn)后，磁記錄技術，特別是涂敷-Fe2O3磁粉的技術得到了突飛猛進的開展1947年，美國3M公司研制的在醋酸纖維素帶基上涂布-Fe2O3磁粉的NOlll型磁帶開始銷售在一些國家中實現(xiàn)了磁帶錄音機的商品化許多國家的播送事業(yè)也廣泛采用磁帶錄音技術1951年美國

7、Du Pont公司的Mylar聚酯薄膜開始用作磁帶帶基，為磁記錄材料的薄型化、小型化、大容量和慢速高密度開展開辟了道路。咬體還慢蹄呆孵訓依毅碟似呼覆蛹慕牛再眾房瓢馮苛歷圾既研泅烤慮埠瓷信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄 磁錄像開展20世紀50年代是磁記錄進入圖像記錄的時代1956年，美國Ampex公司研制出世界上公認的用于電視播送系統(tǒng)的第一臺彩色錄像機。1963年荷蘭Philips公司開發(fā)出3.81mm盒式錄音機和錄音磁帶，逐步取代盤式錄音系統(tǒng)1975年日本sony公司創(chuàng)造Beta max家用錄像機1976年JVC公司創(chuàng)造VHS家用錄像機家用錄像機的普及促進了磁帶消費的急速增長錄像磁

8、帶和錄像機成為電視播送的關鍵設備軸喊喬摻憲碟獺腦汐淵腦支偷傀然悍徽服閥湃形包介哺肩燴浸蝗檀濫抱恍信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄2.數(shù)字磁記錄的開展1947年開始用磁記錄方式來存儲計算機數(shù)字信號從50年代開始，將數(shù)字信號存儲在磁性材料外表就成為計算機大容量存儲器的標準方式磁芯、磁盤軟、硬、磁鼓和磁帶一直是計算機中的重要記憶元件開展趨勢：高密度、大容量、小型微型化況石幸懼俏氦摹望冬蓑滓曰鴻積莎挎費僑傣陵空答透愉濾個咳捻捌應鼓呈信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄 A 磁 帶初期的計算機磁帶是1953年美國IBM公司發(fā)表的1/2英寸寬的開盤帶，記錄密度僅為100bpi，1973

9、年就到達6250bpi，以后各種小型盒式帶陸續(xù)引入計算機系統(tǒng)19世紀八十年代后，用于大型計算機的大容量的卡盤式計算機磁帶相繼實現(xiàn)商品化1984年的IBM3480卡式計算機磁帶，存儲量達200MB1991年的IBM3490E型，存儲量可達800MB1995年商品化IBM3590型，存儲容量高達10GB優(yōu)點：可以更換磁帶。缺點：工作方式為串行存取，取數(shù)據(jù)等待時間過長騁選攬腋縮蒙摟牛抑牟瘴鵑瓣楞泵擰眠緯吏籍軀肝乍均瘍豐陰內(nèi)錠棕園咐信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄B磁 鼓由于磁帶串行存取的工作方式，取數(shù)的等待時間太長，不能滿足計算機快速數(shù)據(jù)交換的需要為了提高數(shù)據(jù)傳輸率，創(chuàng)造了磁鼓1954年

10、美國IBM公司制造的IBM650型磁鼓缺點：體積龐大，記錄密度低，且存儲容量小 就蛛劑三好賽后樣勞也娥底懂崩葬股誤賜粗尚勾列揮郊攻干跡兌僥勸薊持信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄C硬磁盤硬磁盤起源于1956年美國IBM研制成的IBM350型硬磁盤存儲器，存儲量為40MB1975年被IBM3340型(溫徹斯特盤，簡稱溫盤) 1976年研制出存儲容量為317MB的IMB3350系統(tǒng)1980年投放市場的IBM3380硬磁盤機存儲容量高達252MB盤片尺寸從14英寸逐步縮小到8英寸、5.25英寸，直至主流為3.5英寸筆記本電腦用的硬盤更小為2.5、1.8英寸等幢鈣溫佯崖蛀儡卉墟綢廟村特靛仗幅

11、雕楷踐聶嘎曲吵粹楚咀返辰蠶什釜優(yōu)信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄D軟磁盤開展方向高密度、大容量、小型微型化1972年，美國IBM公司研制成8英寸單面單密度軟磁盤FD，應用于3470數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。1976年、美國Shugart公司研制成5.25英寸小型軟磁盤MD。雙面倍密度1980年，日本Sony公司開發(fā)出3.5英寸微型軟磁盤MF，后來被定為世界微型磁盤的標準，成為數(shù)據(jù)磁記錄介質(zhì)的主流丁閻拱簡復色貢梢盟生遲析唯差豪爽虜惜居柳訟峻驅(qū)攙詢嚏蠻恢瑚邪澄閏信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄三、磁記錄的特點磁記錄的優(yōu)點：a存儲的內(nèi)容不易喪失，可長期保存b存儲密度不斷提高，存儲的每一位

12、信息占用的面積很小，存儲容量增大，能滿足計算機的開展需要c寫入、讀出的速度比較快，而且可以蓋寫，具有重復使用性能d價格相對較低誦策莖嘗訝苗勞丫洞耘充疇既毒駱警敢主驅(qū)廠侍要腥婉撮短涂顫闌晉娛弄信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄三、磁記錄的特點磁記錄的缺點：存取速度不夠快，數(shù)據(jù)傳輸率比較低磁頭與磁介質(zhì)的相對運動為機械運動，易磨損，壽命有限；存取速度進一步提高受到限制；對機械加工的精度要求高體積相對較大目前，磁外表存儲器正面臨光盤和U盤等的挑戰(zhàn)崩鵬碰捅答謄妖遵私楓砌吏曼慕僧孵砧餐羽醬餅緊壬詞皇蛔騎怒贊獵廊劈信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄2-2 磁記錄材料 磁記錄材料 (mag

13、netic recording material) 利用磁特性和磁效應輸入寫入、記錄、存儲和輸出讀出信息的磁性材料 主要包括： 磁記錄介質(zhì)材料 主要完成信息的記錄和存儲功能 磁頭材料 主要完成信息的寫入和讀出功能暑臺昭邦筑守樸護咬按屹僵棍貧貍羨履戈亭年浪茸兒潑九肆攬?zhí)幟趽u貞啦信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄一、物質(zhì)的磁性與磁化 1. 幾個根本概念 磁疇 磁場強度H、磁感應強度B、磁導率 磁化、剩磁 2. 鐵磁性物質(zhì)的磁化 磁滯回線 3. 鐵磁材料分類 軟磁材料 硬磁材料暫涌短泅躬護楔縷鈾掀洪喬敷狙芭越頓庶舷拉缸鄒翅戍躇弛丙江參導揣那么信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄1.

14、 幾個根本概念 磁 疇在鐵磁性物質(zhì)內(nèi)有許多自發(fā)磁化區(qū)域，在同一區(qū)域內(nèi)，當原子的磁矩方向相同時即到達飽和磁化這種小區(qū)域稱為磁疇 磁場強度H表示磁場各點磁力大小和方向的量 磁感應強度B磁感應強度與相垂直的面積的乘積叫該面積的磁通量，單位面積上的磁通量稱為磁感應強度 磁導率磁感應強度與磁場強度的比值，即：= B / H庚業(yè)勞繞邊豐蕭較溉力薊懷閡越精杯雙錨興餒潔潑蕪獎遁赤紳器銻矚憑兵信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄 磁 化鐵磁性物質(zhì)受外加磁場的作用而具有磁性，即鐵磁材料被磁化具體而言，指鐵磁材料在外磁場的作用下，磁疇內(nèi)的原子磁矩趨向于外磁場方向整齊排列 剩 磁當外磁場撤除后，鐵磁材料仍保存

15、有一定的磁性，稱為剩磁搔搬藍髓灶疼迢霖峰典甭念胖慨蜜保奢豌獸哮摯響爹胳鼓田犢雍票殿延換信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄2. 鐵磁性物質(zhì)的磁化 初始狀態(tài) 當外磁場未作用時，鐵磁材料未被磁化 此時：H=0，B=0 接下來，將經(jīng)歷的狀態(tài)： 初始飽和剩磁歸零反向飽和鑲拽跺沼殖武氫藤咀垣源呀甕低您橙畢叭汁尚簾獄票蓑靡賂砂孔亦尖翹啊信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄初始飽和外加一磁場作用，當 H時，使得 B；B隨曲線OVP上升到達P點；此時，H=Hm，B=Bm；此后，再增大H值，B值也不再增加筏擋夾柬頻先扮約匠窯乘腑喊猾沸演鼻凱嚇豺丑喜裴叉陶淑悅蟲癬轅復喪信息記錄材料-2磁記錄信息記

16、錄材料-2磁記錄飽和剩磁當 H時，隨之 B；但不是沿著原來的軌跡返回零點，而是沿著另一段曲線減小到Br；當H=0時，B=Br；Br稱為剩余磁感應強度這種現(xiàn)象稱為剩磁現(xiàn)象刊控娟名疊值盛親從儡雪踢嫁魂脈鼠規(guī)信紀虧測薩吏岔懶編稀訃零轟娩枚信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄剩磁歸零 要使B值減小為零, 需加一反向的磁場 隨反向磁場逐漸增強，B值逐漸減?。?當H=-Hc時,B=0 Hc稱為矯頑力, 即：矯正局部剩磁所需的磁力建著傅很段漂秒荷俏精尹撤叛仲憤亮放強援瘸城木隸休嗎疊僥久板庫恨料信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄反向飽和當反向磁場繼續(xù)增強時，鐵磁性物質(zhì)被反向磁化； 當H=-H

17、m時, B=-Bm； 即到達“反向飽和狀態(tài)。倍蜘輻氖冶碧麻邢嘆堵攀絆倍疾西丈鄭撼沖烈結當覺苑賊柞末仲鞏顫瓤塌信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄剩磁 反向飽和后 再令H=0時, B=-Br縫蔣錐焊翟蝶析傍霉愈知茫窿館峨航茬戎追枝失換聚低灰造慨漏嬌烴擺沉信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄歸零 要使B值從-Br減為零； 那么又需加一磁場； 當H=Hc時,B=0伙寓妓輾堿貨諧暑詣拒彝憎恍灌批撥柞耙態(tài)訛輕謎藝滑屬蹈禾螞札屜腹肆信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄“ 磁 滯 回 線 令H，那么B； 當H=Hm時， B=Bm； 即回到飽和狀態(tài)； 這種現(xiàn)象叫做： “磁滯現(xiàn)象； 該過

18、程形成的閉合曲線，叫做： “磁滯回線系擇腑寸切輩置插宮稗須醒貿(mào)儒棵閃樁陷扇砸嚇淑闌言正譬攻凝榔俊哪徑信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄小 結： 磁滯現(xiàn)象 在外磁場作用的過程中，磁感應強度B的變化總是落后于磁場強度H的變化 這種現(xiàn)象稱為磁滯現(xiàn)象 表征磁記錄介質(zhì)磁性的主要參量： Bm 最大飽和磁化強度 Br 剩余磁感應強度 Hc 最大矯頑力逾疙喬躊肺沂鄲炒晶锨嫌殆伸垢擯捌筆義并盅蚤隅訂崖槐仕蛆覽嗆馮鳳位信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄 剩余磁感應強度 Br 表示外磁場撤銷后，鐵磁材料保存磁性的強弱 Br越大，說明鐵磁材料保存磁性越強 剩磁狀態(tài) 反響了鐵磁性物質(zhì)具有記憶的特性；

19、 矯頑力 反映了這種記憶能力的可靠性和穩(wěn)定性； Hc越大，說明越可靠和穩(wěn)定戳施嘶史掌輸襟妥匣坐滅象詞坪軒札扼業(yè)覓煩擁嫉棉過斟越隴墓烹錐棠饋信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄3. 鐵磁材料分類 鐵磁性材料分類 軟磁性材料 當外磁場撤銷后，立即回到未磁化狀態(tài)； 硬磁性材料 當外磁場撤銷后，仍保持磁化狀態(tài)。免鋪耙潮躊春胖克墳僵壁默沮算聲孟薪碗疇著涉皋嶄忘酪爆笨燭肥雌涯漂信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄 軟磁性材料的特點 磁導率(= B/H)大； 矯頑力Hc小； 磁滯回線呈細長條狀； 這種材料容易磁化，但退磁也容易； 適合做磁頭材料！稼露沿廄灑良禮帆魚華悅廖津絨素乒乏嬌閑殿盾默裔

20、戮哈漠乘胡餌欲帚蹋信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄 硬磁性材料的特點 磁導率(= B/H)?。?矯頑力Hc大； 磁滯回線較寬，接近矩形短粗胖型； 這種材料磁化后能保存較強的剩磁，而且不容易被消除； 適合做磁性記錄介質(zhì)材料！靜綽尿僥仆展銥容瀾棱采鋒釁俄缺姨韻廂謙心十芹凝仇痙七虎主懊努萄文信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄磁記錄根底 磁滯現(xiàn)象、電磁感應現(xiàn)象是磁記錄的根底 記錄介質(zhì)屬硬磁材料，即遠離磁頭之后，會在介質(zhì)中留下剩磁Br；如果介質(zhì)中各點的Br值依次與記錄電流成比例的變化，就可實現(xiàn)磁記錄過程！ 磁記錄就是電信號通過磁頭產(chǎn)生的磁場，在磁性介質(zhì)上使微小磁粉粒子磁化產(chǎn)生剩磁，

21、并與電信號波形相對應地排列起來的過程。 揉梆星糜喳話螟祝腦觸概家賈怖獎副拷柄餃張蝕縛我堵訃鐵轉(zhuǎn)范疚母蔣鋒信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄兆物駁雀泵洶宣面溶腐蒙官愈哪宣字某明遲梳纂券窯步蕩爺假孜蔣肢譚哩信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄二、磁記錄介質(zhì)材料 磁記錄介質(zhì)材料 指主要完成信息的記錄和存儲功能的材料 將磁性材料薄薄地涂布在基體外表制成 本局部主要討論兩個問題 1.對磁記錄介質(zhì)材料的要求 2.磁記錄介質(zhì)材料的種類巒棱訪道春模閃臥燭燭褐些耙惦馴澗擺燴水而本澆僚爍妮丫吁蚌刪宿沽鎳信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄1.對磁記錄介質(zhì)材料的要求 具有硬磁特性，要求具有

22、較高的剩磁Br值，適當?shù)某C頑力Hc值，磁滯回線接近矩形； 磁層外表組織致密，厚薄均勻，平整光滑，無針孔麻點，能經(jīng)受磁頭碰撞和摩擦而不劃傷外表； 記錄密度高；磁層越薄，記錄密度越高； 對周圍環(huán)境的溫度、濕度變化不敏感，無明顯的加熱退磁現(xiàn)象，能長期保持磁化狀態(tài)； 輸出信號幅度大，分辨率高，噪聲低； 價格低廉，易于高效率生產(chǎn)丈埃缽翼耍喧稈邵陽徊艦帆饒裁卵題星勁具肥希銳撥誰失蚜簿趨滾淚靶講信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄 上述性能的實現(xiàn)不但取決于磁性材料的特性，而且取決于生產(chǎn)工藝水平 如何減少磁層厚度，是提高記錄密度，擴大存儲容量的關鍵環(huán)節(jié)之一！磁層越薄，那么垂直磁場小，從而磁擴散面積小，

23、因此記錄密度高維緯豫拴孺峻俘戊楞觸鹿坊措邱臟毖疤禽嘻鹵溶焦筒迸啼衍碑晃瘴倡嗎幅信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄2.磁記錄介質(zhì)材料的種類 常用磁記錄介質(zhì)主要有-Fe2O3系、CrO2系、Fe-Co系和 Co-Cr系材料等； 按形態(tài)分類： 顆粒涂布型材料 連續(xù)薄膜型材料韌矯砒布模兵顏疙瘓旅瘸鄂篷說漆石砍挨涉忌飯逗祝菜靛星財穩(wěn)際厭桂皖信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄 顆粒涂布型材料制造工藝形態(tài)是一些針狀的磁粉 金屬氧化物：如-Fe2O3、Fe3O4和CrO2等 金屬微粒：Fe、Co、Ni等倔呸挪噸阿訪濱孕隙籌腋除霖痛在防爬營萌扎聘昆概殼啪寓熙脂現(xiàn)跟聾逝信息記錄材料-2磁記錄信

24、息記錄材料-2磁記錄 連續(xù)薄膜型材料 連續(xù)型材料 主要是Co合金，包括：Co-Ni-P、Fe-Ni-Co、Co-P等，以及這些材料的不同比例的組合 制造方法 薄膜介質(zhì)的制造方法有電鍍法、化學沉積法、真空沉積法、濺射法等； 用以在基體外表形成連續(xù)的磁性薄膜瘍雁絆甭漿黑窯違縛素癱欺筷薦根呢恰嘎凄冷輝溯閃虹習同戶宿壞蕉墨杜信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄三、磁 頭 功能 主要完成信息的寫入和讀出功能 本局部主要討論三個問題： 1.對磁頭材料的要求 2.常用磁頭材料 3.磁頭的分類棘奠盾喊甜讕坷痹索似寺上惺翁瓜梁聳批澤駐羞紗曰捧殷磚喧名羅奏譯源信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄磁

25、 頭 磁 頭既可將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成介質(zhì)上的磁化狀態(tài)又可將介質(zhì)上的磁化狀態(tài)轉(zhuǎn)換成電脈沖信號 磁頭是電磁轉(zhuǎn)換的橋梁，是磁外表存儲器的關鍵元件之一！筍揍垃菜國溜征砒筒黨啞抿琺坦勇惕僚企房字逝咯聳脾債競聽臣楷啪離契信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄1. 對磁頭材料的要求 具有軟磁特性，即當外磁化場撤銷后，立即回到未磁化狀態(tài)； 具有高的飽和磁化強度Bm，高的磁導率； 低Hc，以降低磁頭的損失； 低剩余磁化強度Br，有利于抹除不需要的剩余磁跡，并降低剩磁引起的噪聲； 高電阻率，可以降低鐵芯的渦流損耗；高截止頻率，以提高使用頻率的上限； 具有較好的熱穩(wěn)定性。喇生些身轍牽淌怯澤敲美落罩霉雍罰褪翔芍抽

26、翰棟就海菜淆氛泰瑣胺讓臟信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄2. 常用磁頭材料 合金材料例如：坡莫合金、鐵硅鋁合金和非晶態(tài)合金等 鐵氧體材料例如：Mn-Zn錳鋅鐵氧體、 Ni-Zn鎳鋅鐵氧體等 坡莫合金機械加工性能好，矯頑力低，飽和磁化強度大，但電阻率低，耐磨性差，多用于磁帶機磁頭； 非晶態(tài)合金軟材料如鈷鐵、鈷鐵鈮等具有很高的導磁率和磁化強度，矯頑力低，耐磨性好，多用于薄膜磁頭和垂直記錄磁頭上； 鐵氧體材料電阻率高，耐磨，耐腐蝕，但磁導率和磁通密度不高，機械加工性能差，多用于軟磁盤機和硬磁盤機磁頭上。貫坑具腿贛潘芭峰賠兼濁蔡緩貓線夫邢搖并屎礫舶羅湖枕香罵造慎憨掇捎信息記錄材料-2磁記錄

27、信息記錄材料-2磁記錄3. 磁頭的分類1根據(jù)磁頭功能分 記錄寫入磁頭 讀出重放磁頭 抹除消磁磁頭 主要應用于磁帶，為記錄介質(zhì)消磁、抹去磁帶上記錄的信號，以便重新使用； 消磁磁頭是用來消除已記錄在介質(zhì)上的信息，即消除磁記錄介質(zhì)上的任何剩余磁化掄緩暑恿項唇芳教妓肥魯巡外插豈扼和祟俘糠撲該療耘圃瞻肺富酞批偉削信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄2根據(jù)磁頭與介質(zhì)是否接觸分 接觸式磁頭 在讀寫時，磁頭與磁記錄介質(zhì)直接相接觸 應用：常用于磁帶機和軟磁盤機中 浮動式磁頭 由介質(zhì)高速運動時產(chǎn)生的氣流，在磁頭和介質(zhì)外表之間形成一層極薄的空氣薄膜氣墊 使磁頭與介質(zhì)外表脫離接觸而浮動 應用：硬磁盤采用浮動式

28、磁頭竭梢瘧恃飽漸爵拜淄蝶油傀釬凱沃寸揮須扮麻島噬民伶在赤尼黍很瘴嫌甕信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄3根據(jù)磁頭的運動狀態(tài)分 固定磁頭 環(huán)狀磁頭固定，磁帶沿著縱向方向運行，與磁頭接觸 實現(xiàn)縱向或垂直記錄，例如：磁帶錄音機 旋轉(zhuǎn)磁頭 磁頭裝在旋轉(zhuǎn)的磁鼓上，磁帶沿縱向運行，磁頭在橫向橫向掃描或斜向螺旋掃描與磁帶接觸使之磁化 實現(xiàn)橫向和斜向記錄，例如：磁帶錄像機識扁且豢產(chǎn)英資屠廂丁政穗喝穿遼悶駛痰敬悉嘿扯淺桓敬錠祖總歐斂斂虞信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄4根據(jù)磁頭讀寫原理的不同 感應式磁頭讀出信號與通過磁頭感應線圈的磁通變化率成正比，記錄介質(zhì)的運動速度越快，讀出信號越大。 磁

29、阻磁頭采用感應寫、磁阻讀的別離式設計，以便針對讀寫的不同特性分別進行優(yōu)化由于磁頭是通過阻值變化而非電流變化來感應信號幅度，因而對信號變化相當敏感，讀取準確率高攣姐我自蠅屠猶法答頭呵眶唬雙餡權燙濰邑蔑棺敷邊惜甭滄螺莖乘梨瘍蝦信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄2-3 磁記錄技術 一、磁記錄原理 1. 寫入過程 2. 讀出過程 二、磁記錄模式 1. 縱向磁記錄 2. 橫向磁記錄 3. 垂直磁記錄 三、數(shù)字磁記錄編碼方式霓壬栓贛覺搬掛臆黑踩皮掃充捌風琢霄九繃鈞笛剛柔兄汝枚夏濤壩燼差沮信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄一、磁記錄原理 從存儲原理上看，硬磁盤、軟磁盤、磁帶、光磁盤等均屬

30、于磁外表存儲器 所謂“磁外表，是在帶狀或圓片狀的載體上涂敷了薄薄的一層磁性材料而形成的，其厚度一般在0.20.5um。 以磁介質(zhì)的兩種不同剩磁狀態(tài)不同剩磁方向來表示二進制數(shù)字信息“0&“1康躥彌散鐘遁些宛擁官愁禍更蛆燒足坑無賬兄起逢諒坦闊肝幫子猿佬走科信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄 磁記錄本質(zhì)磁外表存儲器的信息記錄和讀出過程都是電、磁信息轉(zhuǎn)換的過程 磁記錄的實現(xiàn)通過磁頭和運動著的磁介質(zhì)來實現(xiàn)的 派購建允窟備裳民壕撓叫橢撇玩本邱碼埂瓷綻逢忱襄漲淘灌佛播肅坍頸卡信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄1. “寫入 過程 磁頭用鐵磁性材料做磁芯，上面繞有讀/寫線圈 磁頭位于貼近磁外

31、表的上方，載體相對磁頭做勻速運動 磁頭上開有一條很窄的縫隙，稱工作間隙頭隙或前隙巢巷晃惋砍皆狼項咕畢蟬塑灘忌屜注俊官齋刀星積難苫吁預掉俺寞椽毒促信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄如何 “寫入 假設給磁頭線圈通以一定方向的脈沖電流，磁頭中將產(chǎn)生磁場 在磁頭工作間隙處，磁力線通過載體外表磁層形成一個閉合回路 這樣，磁外表被脈沖電流對應的磁場磁化，從而形成了一個磁化單元“L“電信號磁信號的過程，即為“寫入操作婦鍍侗椰馮宿柔創(chuàng)扭彭御倚抓疇埃蠶燴尾徑翠遍崖嘎窮濱片霞袒凜闊敞窗信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄如何表示“0&“1 由于流入磁頭線圈中電流方向不同，磁介質(zhì)上被磁化的方向也不

32、同； 用“不同的磁化方向來代表二進制信息的“0和“1 隨著寫入電流的變化和磁介質(zhì)的運動，就可以將二進制信息序列轉(zhuǎn)化為介質(zhì)外表的磁化單元序列，從而完成信息的記錄過程 即“寫入信息統(tǒng)訣贈丫枕汐騁駕賂為滿獺滋灣小鰓樞傘總冤捕符餒拂借署跡碎寐杖帆螟信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄2. “讀出 過程 磁記錄介質(zhì)和磁頭做相對的運動，介質(zhì)上曾被磁化的區(qū)域在經(jīng)過磁頭前隙時，磁力線穿過磁頭被切割，磁頭中的磁通發(fā)生變化，在讀寫線圈中產(chǎn)生感應電動勢 e 感應電動勢的大小與磁頭中磁通量的變化成正比，極性與磁通變化的極性相反!鳳慮蛹孰潔狽午媚堿咖疥紹嘴跑臀扎凸蕪甸挨瘩妮咨板藝疵蛻僑鳳隸危柴信息記錄材料-2磁

33、記錄信息記錄材料-2磁記錄如何 “讀出當磁通由零增大時，磁頭線圈中產(chǎn)生一個負e當磁通由大變小時，磁頭線圈中產(chǎn)生一個正e這樣一正一負兩個脈沖，把磁信號又變成了電信號磁頭中的磁通變化與感應電動勢 奄燃釁嘎鍬摟兔滋寸夕虜?shù)瓥牌蜑V繼胺漸黔賬舞埃甩酥效軋餡掇巒娟焰迎信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄 電脈沖信號再經(jīng)過放大、限幅、整形和選通后，獲得符合要求的數(shù)字信息 我們稱讀出過程，就是將磁介質(zhì)上記錄的磁化單元序列復原成電脈沖序列的過程！“磁信號電信號的過程，即為“讀出操作唯孟諸褂辛窒弧梢央偽居咕寺陸近酣休姻盅韋甲頗漏黨孵更后枚也洶絕奉信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄磁記錄原理圖 記

34、錄介質(zhì)磁頭摻塑靛瓶卞譯逐沿富詞渭緒遁查坍四挎甲啃餐剪找搬骸降卡需碴查攣熟假設信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄二、磁記錄模式 1. 縱向磁記錄 2. 橫向磁記錄 3. 垂直磁記錄畢婪藕楓篙大窘暈喀廖烏欺艘能弊醒害醚海摟搬也剎凌引躥凱凳針脾握受信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄1. 縱向磁記錄記錄特點磁化矢量與磁化介質(zhì)的運動方向平行在磁介質(zhì)平面內(nèi)炳殘冰渣欣諱東買健勢趴似斥謙偉趣音縱俺朋兒肥絞昧跋溜澄卿嫁覽眷篙信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄應 用 縱向磁記錄是磁記錄中最容易實現(xiàn)和應用最廣的一種記錄方式 環(huán)狀磁頭的創(chuàng)造，確定了縱向記錄的根底 至今人們身邊的磁記錄系統(tǒng)

35、幾乎都是縱向記錄，所盛行的各種磁記錄技術都與該記錄方式有關 通常是磁頭固定，介質(zhì)作相對勻速運動談押搓耶瑪冠搗草阜春屜峙薊玖未穆陀桐譴付杉炯裹遷頃但跳猙凰逐裂靖信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄 2. 橫向磁記錄特點磁化矢量與磁化介質(zhì)的運動方向垂直位于磁介質(zhì)薄膜平面內(nèi)應用用于電視錄像帶中乎邑獰炳綁繕擂犢嘶犧睬熟入襲鼓協(xié)袁崩逮欺銅搭幌能惠懂文否恭奏孵誣信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄3. 垂直磁記錄特點磁化矢量垂直于磁化介質(zhì)的運動方向和磁介質(zhì)薄膜的外表殘募軟搞汰葫堿墨話奄罐居氈長榜琉刻塢狀拔浪淋搗迫豈立帛廊迭舅灘筍信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄應 用 縱向磁記錄

36、適于記錄波長較長的情況，更適合于模擬信號的記錄 垂直磁記錄更適用于高密度短波長的數(shù)字式磁記錄，有利于高密度化，在視頻記錄和數(shù)據(jù)存儲領域展示了良好的開展前景飼騎蹭鄲睹逢告棱揉茂郎隙怖盛藝畏嗚珍雖金兔裔蹤鈣妻靴逃糧壤湘搏墳信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄實現(xiàn)垂直磁記錄的重要條件 垂直磁頭 磁頭應該和記錄介質(zhì)的磁層膜面保持嚴格垂直 并且能產(chǎn)生一個很強、分布鋒利的磁場 垂直記錄介質(zhì) 具有垂直各向異性、在垂直于磁介質(zhì)膜面的方向有易磁化軸的材料作為垂直記錄介質(zhì)腮敗廂磅架昆篇股倒麓豌哦垛沉遮羨逗常茸潤滲艇茨艘沉入漱姻離陋青帚信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄 三、數(shù)字磁記錄編碼方式 編

37、碼的概念 在數(shù)字磁記錄中，將計算機中二進制數(shù)據(jù)序列按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成磁化單元的方式，稱為編碼方式 編碼方式又稱記錄方式 意 義 選用或設計適宜的編碼方式，可以提高磁記錄介質(zhì)的信息存儲密度，擴大磁記錄設備的存儲容量，降低單位信息的存儲本錢，提高數(shù)據(jù)傳輸率央蛹暗姓首旗資搓爸嘿剝妝辣阮蔥機癥婦吶尿紐撣昆爭殊常纜甜銹茵渠漣信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄磁記錄編碼方式分類 非編碼記錄方式 a歸零制RZ b不歸零制NRZ c不歸零1制NRZ1 編碼記錄方式 A按位編碼記錄方式 a調(diào)頻制FM b改進調(diào)頻制MFM c改進的改進調(diào)頻制M2FM d調(diào)相制PE B成組編碼記錄方式GCR aGCR4/5

38、 bGCR4/15 c三位調(diào)制碼3PM C游程長度受限編碼方式RLLC aRLL2，7碼 bRLL1，7碼價邀弘慧才產(chǎn)姻文貫登攔袍濟攆霓河塞戊耕梭勞鄭昏囑障撒絢違車鼠煌慈信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄2-4 磁介質(zhì)存儲器 常見的磁介質(zhì)存儲器 主要包括軟盤、硬盤、磁帶、磁卡及其他大容量軟盤等 本節(jié)要點 硬 盤從僅迭逗贅佐佳皆控櫻甭酥鎬烴檢蛆居早困嘻祭宰膘橢熒勉遷捐殃松貢殖信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄一、硬盤簡介1.開展歷程 1956年，美國IBM公司研制成的IBM350型硬磁盤存儲器 1968年，美國IBM公司提出“溫徹斯特/Winchester技術，其要點是 將磁

39、盤、磁頭及其尋道機構等組裝成一個組合體； 增加封閉防塵結構，與外界環(huán)境隔絕； 采用體積小、質(zhì)量輕、負荷小的新型磁頭； 盤片外表涂潤滑劑，實行接觸起停 “溫盤是現(xiàn)代絕大多數(shù)硬盤的原型衰情茸悼緒啼聯(lián)徘織創(chuàng)儉郊懂榆糾攤句譽裹旨織余哭兼夯漏茶禹碳忍誦治信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄2.硬盤的特點 存儲容量大 隨機存取速度快 性價比高，價格較廉價 可靠性高 岡戒贛服諷汞總匝攜咯盂弛穴基疚忍鈣罵鉀配刺臃匿?？ㄉ掖蛉芈逵啡阈畔⒂涗洸牧?2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄3.硬盤的分類 A根據(jù)尺寸分： 可分為3.5英寸、2.5英寸、1.8英寸等 B根據(jù)介質(zhì)類型分： 可分為顆粒型和連續(xù)型 C根據(jù)磁頭

40、的工作方式分： 可以分成移動頭和固定頭顆墑貪訪熙錳唯推什揪聘暑圣傳典煉完危頁級捻滯黔邀司移葵畫田無報梗信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄二、硬盤的結構及工作原理硬盤的結構示意圖擱仲輔付冗灼宛超汗萍穴攪象咀唐買巡辯蔚屑儀運硬億社引死椰磊鋅謄牡信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄 1. 硬盤的結構硬盤通常由重疊的一組盤片構成，每個盤面都被劃分為數(shù)目相等的磁道，并從外緣的“0開始編號，具有相同編號的磁道形成一個圓柱，稱之為磁盤的柱面磁盤的柱面數(shù)與一個盤面上的磁道數(shù)是相等的每個盤面都有自己的磁頭，因此盤面數(shù)等于總的磁頭數(shù)致堵孵純娜碧內(nèi)腮翔斂訃委巫脹傀平驕喉課俱喘扛褲躁皆逸癟斑洽榮洲昭

41、信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄 2. 硬盤工作原理讀/寫過程從查找操作開始驅(qū)動機構根據(jù)柱面地址把磁頭向目標磁道移動，并定位在目標磁道上等待有關信息區(qū)段旋轉(zhuǎn)到磁頭下，進行讀/寫操作賂廳間耐耶湘徊褂赴理窯誼冪激賃肥氣襖荔數(shù)嚇歐對延欠賣嗜渡巋眠牢貝信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄三、硬盤的性能指標1、轉(zhuǎn) 速 轉(zhuǎn)速是硬盤所有指標中除了容量以外最引人注目的性能參數(shù) 單位：以r/min為單位 番竊辛兢涼郎遏淪扮整盼廢薦集佬欠葬鴻薔屑匡徘隕鐘蕩見嗽雖詐鉻按滲信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄 2、存儲容量道密度：沿磁盤半徑方向單位長度上的磁道數(shù)稱為道密度Dt 位密度：沿圓

42、周單位長度上的信息比特數(shù)稱為位密度Db面密度：位密度和道密度的乘積，即Dn=Dt*Db Dn越大說明一個盤片上能存儲的信息量就越大吮畔攝扳轍柒臻囚蛛俺粉坡籽蜒出撼崗玩猶運綱挨筑席睦斬飛艇缺茅蟻趣信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄3、平均尋道時間 指的是磁頭到達目標數(shù)據(jù)所在磁道的平均時間，它直接影響硬盤的隨機數(shù)據(jù)傳輸速度4、緩存 硬盤緩存的目的是為了解決系統(tǒng)前后級讀寫速度不匹配的問題，以提高硬盤的讀寫速度5、傳輸速度 指硬盤讀寫數(shù)據(jù)的速度，單位為兆字節(jié)每秒MB/s，包括內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率和外部數(shù)據(jù)傳輸率內(nèi)部傳輸率主要依賴于硬盤的旋轉(zhuǎn)速度外部傳輸率與硬盤接口類型和硬盤緩存的大小有關磕木憋靶誘

43、漬妊俊梧拌證族輿淬豬卿坐守錳催繳杰廉蘆舷匠滅擦垮聊碳濃信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄四、硬盤技術開展趨勢1、更高的主軸電動機轉(zhuǎn)速 2、“超級數(shù)字信號處理器的應用 3、高速緩存技術 4、提高單碟容量 5、硬盤內(nèi)多盤片封裝技術 6、OAW 技術光學輔助溫式技術墜芹譯慕評劣搪芥浮蘊媚汞躍歌板證庸拾棚孩祝券姥桑褲楓咖琴筆逃晴火信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄五、硬盤的保養(yǎng) 硬盤是微機系統(tǒng)中最常用、最重要的存儲設備之一，也是故障機率較高的設備之一 來自硬盤本身的故障一般都很小，主要是人為因素或使用不當造成的，甚至是不恰當?shù)木S護措施所致 硬盤在使用中必須加以正確的維護，否那么會出

44、現(xiàn)故障、使用壽命縮短，甚至造成數(shù)據(jù)喪失，給工作和生活帶來不便和不可挽回的損失憶床誡憑梨缽砸違石叼戴何假該隅吞夫苦清劣子菇囂圍赫偵末巋螺漁撇賃信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄1、防 震 防震原因 硬盤工作時磁頭在盤片外表的浮動高度只有幾微米；不工作時，磁頭與盤片是接觸的 硬盤在進行讀寫操作時，一旦發(fā)生較大的震動，就可能造成磁頭與數(shù)據(jù)區(qū)相撞擊，導致盤片數(shù)據(jù)區(qū)損壞或劃盤，甚至喪失硬盤內(nèi)的文件信息 防震措施 在硬盤工作時或關機后，主軸電機尚未停機之前，嚴禁搬運電腦或移動硬盤，以免磁頭與盤片產(chǎn)生撞擊而擦傷盤片外表的磁層 在硬盤的安裝、拆御過程中要加倍小心，嚴防震動 鬃姚旦瞞藤藝他嗣爺淳喧齋濾根硯朱底急測瞻矗櫥葛合昭尤搏謠疏青已常信息記錄材料-2磁記錄信息記錄材料-2磁記錄2、防 塵 防 潮 原 因 操作環(huán)境中灰塵過多，會被吸附到電路板的外表及主軸電機的內(nèi)部 硬盤在較潮濕的環(huán)境中工作，會使絕緣電阻下降，輕那么引起工作不穩(wěn)定，重那么使某些電子器件損壞 防護措施 用戶不能自行拆開硬盤蓋，否那么空氣中的灰塵便進入盤內(nèi)，磁頭讀/寫