硬盘磁头/图案化盘面瞬态接触的热力场耦合研究

发布时间：2021-04-02 17:11

　　由于磁记录介质的超顺磁效应,传统的磁记录方式已经达到理论极限。为了实现硬盘面存储密度达到1Tb/in2的目标,各种磁记录方案正在探索之中,其中图案化（bit patterned media, BPM）存储技术被认为是最有发展潜力的方向之一。在硬盘正常工作过程中,磁头与盘面间的间歇性瞬态接触是不可避免的,瞬态接触造成的塑性破损和盘面温升被认为是造成硬盘数据丢失的主要原因之一,由于BPM的磁记录层是由离散化的磁岛构成,因而在瞬态接触过程中更易损坏,但目前关于磁头/BPM盘面瞬态接触的研究还很少,本文采用有限元方法对磁头/BPM盘面瞬态接触的热力场规律进行了较为全面的研究,具体研究内容包括以下几个方面:由于BPM盘面尚在实验研究阶段,构成BPM的磁岛形状还没有确定,因此本文选取了四种常见的几何形状:立方体、圆柱、圆台、斜置的立方体,根据实际工况和理论模型进行合理简化,分别建立有限元模型,分析对比各磁岛形状在瞬态接触过程中的力学性能,以确定在瞬态接触过程中力学性能最佳的磁岛形状。为充分揭示瞬态接触的热力场规律,本文以立方体磁岛为例,建立了磁头/BPM盘面瞬态接触的三维有限元模型,在此基础上,分... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

BPM盘面示意图

如图 1-3 所示，其中主要包括盘体、主轴电机、寻道电机、读写磁头及控制电路，外部的机壳与机架等。磁头组件如图 1-4 所示。图1-3 硬盘结构组成图 图1-4 硬盘磁头组件组成图目前个人电脑中所用的各种硬盘实际上都是采用“温彻斯特/Winchester”技术的硬盘。其技术精髓就是“密封、固定并高速旋转的镀磁盘片以及径向移动的磁头”[11]。因此，一般说来，无论哪种硬盘，都是由盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份组成。在普通工作环境中，漂浮的尘埃粒子的直径可达 40μm，而目前盘片与磁头之间的间隙已小于 5nm。如果这种尘埃或者污物落在硬盘盘片上，磁头在读写过程中碰到该尘埃就会弹起来，然后再回弹到盘片上，引发头盘碰撞，因此尘埃是硬盘的大敌，必须完全密封[9]。磁头采用接触式启停，硬盘不工作时，各磁头停靠在位于盘片中央的起停区

如图 1-3 所示，其中主要包括盘体、主轴电机、寻道电机、读写磁头及控制电路，外部的机壳与机架等。磁头组件如图 1-4 所示。图1-3 硬盘结构组成图 图1-4 硬盘磁头组件组成图目前个人电脑中所用的各种硬盘实际上都是采用“温彻斯特/Winchester”技术的硬盘。其技术精髓就是“密封、固定并高速旋转的镀磁盘片以及径向移动的磁头”[11]。因此，一般说来，无论哪种硬盘，都是由盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份组成。在普通工作环境中，漂浮的尘埃粒子的直径可达 40μm，而目前盘片与磁头之间的间隙已小于 5nm。如果这种尘埃或者污物落在硬盘盘片上，磁头在读写过程中碰到该尘埃就会弹起来，然后再回弹到盘片上，引发头盘碰撞，因此尘埃是硬盘的大敌，必须完全密封[9]。磁头采用接触式启停，硬盘不工作时，各磁头停靠在位于盘片中央的起停区


本文编号：3115641