激光热辅助磁存储传热机理研究

发布时间：2017-08-24 04:23

  本文关键词：激光热辅助磁存储传热机理研究

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【摘要】：磁盘存储技术因为其高可靠性和高存储密度而得到了广泛的应用。增大磁存储密度的有效方法包括减小磁记录颗粒尺寸和降低磁头飞行高度。当磁记录颗粒减小到一定尺寸的时候,超顺磁极限的存在将会使得磁存储变得极不稳定,而磁头飞行高度的进一步降低无疑将增加磁头和磁盘的瞬态冲击和接触,对磁头和磁盘造成较大的磨损,从而降低硬盘的可靠性和寿命。热辅助磁存储技术能大幅度提高磁存储的密度,是最具发展前景的磁存储技术之一。热辅助磁存储技术利用激光加热具有高矫顽力和高各向异性的磁盘材料使其局部接近或者达到材料的居里温度,此时磁头极易对介质进行磁化。采用热辅助磁存储技术能有效提高磁头在微场强条件下的高密度信息写入能力。目前大量的研究集中于热控飞高磁头的热分析,关于微尺度下热量在磁盘中的传播以及磁头和磁盘之间在近场下的辐射换热研究较少。本文采用有限元分析方法研究激光加热下磁盘的传热特性以及磁盘的热变形,并计算Si C在近场下的辐射换热热通量,具体研究包括以下几个方面:推导傅里叶传热模型,并从微观角度利用玻尔兹曼方程进行双曲传热方程的推导,分析双曲传热和傅里叶传热的区别,研究双曲传热的特性。分析利用双曲传热方程求解磁盘传热的合理性,并结合激光加热磁盘的特点,建立适用于热辅助磁存储磁盘热量传播的传热模型。建立磁盘单层和磁盘双层有限元模型,单层模型只包含磁记录层,双层模型包含磁记录层和基底,设定磁记录层的传热满足双曲传热方程,基底中的传热满足傅里叶导热定律。研究激光参数、磁记录层参数和基底等对磁盘中的热量传播和温度分布的影响规律,并探讨温度分布对磁盘存储密度的影响。进行双曲传热和傅里叶传热下的磁盘热变形对比分析,研究基底对磁盘双层模型热变形的影响规律。建立Si C近场辐射换热的理论模型,研究半空间热源层和薄膜热源层的辐射换热热通量,并研究热源层厚度、热源层温度和真空间隙对热通量的影响规律。
【关键词】：磁盘 双曲传热 温度分布 热变形 辐射热通量 近场
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题的来源9-10
• 1.2 研究的目的和意义10-11
• 1.3 国内外研究现状11-17
• 1.3.1 磁存储发展现状11-13
• 1.3.2 热辅助磁存储研究现状13-15
• 1.3.3 硬盘传热研究现状15-17
• 1.4 主要研究内容17-19
• 第2章 基于双曲传热的磁盘传热模型19-34
• 2.1 磁盘激光加热下的物理过程及其特点19
• 2.2 基于傅里叶导热定律的传热模型的建立19-22
• 2.3 基于玻尔兹曼方程的双曲传热方程的建立22-28
• 2.3.1 双曲传热方程的推导22-26
• 2.3.2 双曲传热方程的特性分析26-28
• 2.4 基于双曲传热的磁盘传热模型的建立28-33
• 2.4.1 基于双曲传热模型进行磁盘传热求解的合理性分析28-32
• 2.4.2 磁盘传热模型的建立32-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第3章 磁盘激光加热传热特性及热变形研究34-60
• 3.1 磁盘激光加热有限元模型的建立34-35
• 3.2 激光参数对磁盘传热的影响规律35-42
• 3.2.1 激光功率的影响37-39
• 3.2.2 激光光斑的影响39
• 3.2.3 激光脉冲的影响39-42
• 3.3 磁盘参数对磁盘传热的影响规律42-47
• 3.3.1 磁盘材料参数的影响42-43
• 3.3.2 磁盘几何参数的影响43-45
• 3.3.3 磁盘速度的影响45-47
• 3.4 基底对磁盘传热的影响规律47-53
• 3.4.1 考虑基底的磁盘仿真模型的建立47-48
• 3.4.2 考虑基底的磁盘传热分析48-53
• 3.5 基于多物理场的磁盘热变形研究53-59
• 3.5.1 磁盘热变形对比分析53-55
• 3.5.2 基底材料为金时的磁盘双层模型热变形55-57
• 3.5.3 基底材料为玻璃时的磁盘双层模型热变形57-59
• 3.6 本章小结59-60
• 第4章 多层介质近场辐射换热研究60-74
• 4.1 近场辐射换热模型的建立60-61
• 4.2 多层介质二阶格林函数（DGF）的计算61-65
• 4.3 散射矩阵法对场振幅系数的求解65-68
• 4.3.1 散射矩阵法65-66
• 4.3.2 振幅系数的计算66-68
• 4.4 近场辐射热通量的数值计算结果68-73
• 4.4.1 Si C的材料特性69
• 4.4.2 热源层是半空间层的辐射换热热通量69-71
• 4.4.3 热源层是薄膜层的辐射换热热通量71-73
• 4.5 本章小结73-74
• 结论74-76
• 参考文献76-81
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文81-83
• 致谢83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

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中国硕士学位论文全文数据库 前3条

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本文编号：729174