超低飞高硬盘头盘系统稳定性研究

发布时间：2022-01-03 19:05

　　自1956年IBM发明第一块硬盘以来,硬盘技术取得了突飞猛进的发展,硬盘的应用也越来越广泛。自二十世纪九十年代,硬盘面密度保持60%的年增长率增长。特别是1998年后,随着GMR （Giant Magneto Resistance）磁头的引入,面密度年增长率更是达到了100%。随着存储密度的不断提高,硬盘磁头与盘片之间的距离（即磁头飞行高度）必须更低。当磁头飞行高度降低到10 nm以下时,传统的空气薄膜润滑模型遇到挑战,磁头与盘片界面短程作用力对磁头运动产生重要影响,特别是分子间作用力。从两分子的分子间作用力模型出发,结合磁头盘片界面多层结构,推导磁头盘片界面分子间作用力模型。鉴于分子间作用力会降低磁头盘片系统空气轴承承载力,同时引起磁头运动的不稳定性,继而在所得磁头盘片界面分子间作用力模型基础上研究了润滑剂层厚度、磁头飞行倾角和滚翻角以及空气轴承表面（air bearing surface,ABS）形状等相关因素对分子间作用力的影响。通过系统仿真,结果表明:添加润滑层可以明显降低磁头盘片界面分子间作用力;分子间作用力随磁头飞行倾角和滚翻角的增加而减小,在条件允许的情况下应尽量增加磁头... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

硬盘基本构造磁头驱动机构外壳

及读写控制电路几个部分。每块硬盘由一个或多个圆形盘片来存储数据多层物质构成：铝合金或玻璃构成底层基底、溅射在盘片基底表面用于的磁介质薄膜、类金刚石保护层和润滑剂层等。盘片通过主轴固定在主，由马达带动盘片以恒定的转速旋转（5400-15000rpm）。硬盘转速越快速度越高，但对硬盘制造技术的要求也越高，同时也增加的硬盘的能耗件[22]（图 2.2）是硬盘中最精密的部件之一，由读写磁头、磁头臂、传分组成。通过半导体制作工艺制造的包含读写电路在内的读写磁头元件一个滑块上，后者的外形经过精心设计具备空气动力学特性，能够在磁形成的空气轴承的支撑作用下保持一个稳定的高度飞行，保证数据读写。通过音圈电机控制磁头臂的摆动，使磁头沿盘片半径方向来回移动，上不同的磁道位置，实现硬盘的寻道找道功能。

图 2.3 一种典型滑块 ABS 形状及其压强分布图界面，即滑块空气轴承表面、盘片表面和两者之间的学特性的关键部分。磁头和盘片之间空气对滑块的压方法求解出。在硬盘发展初期，存储密度比较低，磁，基于 Reynolds 方程及其改进方程的空气薄膜润滑力分布。但是当硬盘存储密度进一步提高的时候，磁有几个纳米时，磁头盘片间空气流动变得非常复杂，足求解精度。同时，在如此接近的距离下，磁头盘片、分子间作用力和接触力等，已经对滑块的运动特性。因而，对当今高密度硬盘磁头盘片界面的研究具有重盘片界面作用力进行研究。

【参考文献】：
期刊论文
[1]范德华力对计算机磁头/磁盘超薄气膜承载性能的影响[J]. 唐薇薇,孟永钢.  摩擦学学报. 2007(01)
[2]磁头气膜浮动块浮动特性的影响因素[J]. 李鸿秋,史宝军.  电脑知识与技术. 2006(08)
[3]硬盘内部世界漫游记[J]. 青玉案.  电脑爱好者. 2005(19)
[4]硬盘润滑剂性能及其对磁记录系统动力学特性的影响研究进展[J]. 张会臣,雒建斌.  摩擦学学报. 2004(05)
[5]硬盘驱动器巨磁电阻（GMR）磁头:从微米到纳米[J]. 蒋致诚.  物理. 2004(07)

硕士论文
[1]高密度硬盘磁头形状优化设计[D]. 方文定.东南大学 2006



本文编号：3566813