[拼音]：cijilu qijian

[外文]：magnetic recording device

利用物質(zhì)的磁性記錄信息的器件。它應(yīng)用于錄音、磁帶錄像、錄碼等磁記錄技術(shù)，而磁記錄技術(shù)又廣泛應(yīng)用于廣播、電視、電影、傳真、計算機(jī)、測量、自控與遙控等領(lǐng)域。磁記錄器件包括磁頭、磁帶、磁鼓、磁盤、磁芯存儲器、磁泡存儲器等。

最早出現(xiàn)的磁記錄設(shè)備是1898年丹麥V.浦耳生發(fā)明的磁性錄音機(jī)。當(dāng)時采用的磁記錄介質(zhì)是碳鋼絲，失真大。20世紀(jì)40年代初采用矯頑力較高的不銹鋼絲使錄音機(jī)達(dá)到了實(shí)用階段。隨后又采用細(xì)顆粒磁粉涂布型磁帶，提高了記錄密度并改善了高頻特性。1956年美國首先制成記錄電視信息的磁帶錄像機(jī)。電子計算機(jī)問世后，磁記錄技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，出現(xiàn)由記憶元件組成的內(nèi)存儲器與磁鼓、磁盤、磁帶機(jī)等外存儲器。1967年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室制成磁泡存儲器。

基本原理

經(jīng)磁化后的磁性材料，在磁化場消失后仍具有剩余磁化強(qiáng)度。需要記錄的信息通過特殊形式的磁化裝置（即磁頭）轉(zhuǎn)變成磁場，此磁場作用于磁性介質(zhì)的某一區(qū)域。該磁場消失后，此區(qū)域內(nèi)仍保存剩余磁化強(qiáng)度，其值與原磁化場強(qiáng)度（即信息大?。┯嘘P(guān)。如磁頭與磁記錄介質(zhì)作連續(xù)相對運(yùn)動，則信息將順序記錄在介質(zhì)的不同區(qū)域。記錄上的信息可長期保存，需要時可以重現(xiàn)。信息重現(xiàn)是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理，將磁記錄介質(zhì)某區(qū)域上已記錄的剩余磁感應(yīng)引入繞有線圈的磁頭磁路，當(dāng)介質(zhì)與磁頭作相對運(yùn)動時，線圈將隨剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電壓。這個電壓的波形即與原記錄信息的變化有關(guān)，因此只要處理恰當(dāng)，原記錄信息就可重現(xiàn)。另外，用消磁方法很容易抹去所記錄的信息，因而磁記錄介質(zhì)可反復(fù)使用。

磁頭

在磁記錄技術(shù)中，磁頭是完成記錄與重放的關(guān)鍵器件，按功能分為記錄磁頭、重放磁頭和消磁磁頭。在有些情況下，記錄和重放可合用一個磁頭。

將信息電流轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌霾⒋呕庞涗浗橘|(zhì)的器件稱為記錄磁頭。記錄磁頭的前縫隙與磁帶接觸，產(chǎn)生磁場而磁化磁帶。為了能在磁帶上記錄高頻信息，記錄磁頭的前縫隙必須很窄，一般為最短記錄波長的1／2～1／3。記錄磁頭按應(yīng)用領(lǐng)域又分為錄音磁頭、錄像磁頭和錄碼磁頭。

錄音磁頭

記錄高頻信息的磁頭。為了提高記錄靈敏度，必須減小磁芯的磁阻和降低磁芯的損耗，為此應(yīng)采用高磁導(dǎo)率、低矯頑力的磁性材料和疊片形式的磁芯。放音磁頭的結(jié)構(gòu)類似于錄音磁頭，為了提高放音靈敏度，可無后隙縫。

錄像磁頭

記錄圖像信息的磁頭。記錄波長很短，所以前隙縫很狹，一般為零點(diǎn)幾微米。尺寸也很小，一般僅幾毫米。錄像機(jī)采用調(diào)頻記錄方式，磁頭不需要后隙縫，從而可用同一磁頭作記錄和重放。

錄碼磁頭

記錄電碼的磁頭，種類較多，單個磁頭的結(jié)構(gòu)類似于錄音磁頭。在磁帶機(jī)中則采用多道磁頭。為了滿足磁頭性能的要求，在工作頻率范圍內(nèi)，磁頭材料應(yīng)具有高磁導(dǎo)率、低矯頑力、低磁滯損耗和渦流損耗、較高的飽和磁化強(qiáng)度以及較高的硬度與耐磨性。常用的磁頭材料有坡莫合金與硬坡莫合金、鋁硅鐵合金、熱壓鐵氧體與單晶鐵氧體等。

磁帶

大多數(shù)磁記錄設(shè)備應(yīng)用的磁記錄介質(zhì)是磁帶，而絕大部分磁帶是將磁粉涂布在塑料帶基上而制成。最常用的磁粉是針狀γFe₂O₃，其次有Fe₃O₄、CrO₂、包鈷γFe₂O₃、金屬或合金磁粉。此外尚有以電鍍、蒸發(fā)、濺射等工藝制成的金屬或合金磁性薄膜磁帶。

磁鼓和磁盤

都是電子計算機(jī)外部存儲器件，具有很大的存儲容量和較短的存取時間。磁鼓是一個金屬圓筒，磁記錄介質(zhì)位于筒的表面，工作時該筒高速旋轉(zhuǎn)。緊靠圓筒表面設(shè)有一組固定的磁頭，進(jìn)行記錄和讀出。磁盤是一種表面鍍有或涂布有磁記錄介質(zhì)的圓形薄片。工作時圓盤高速旋轉(zhuǎn)。磁頭位于磁盤表面，可徑向運(yùn)動，以便在磁盤表面的任意位置進(jìn)行記錄和讀出。

磁芯存儲器

用具有矩形磁滯回線的鐵氧體材料制成的微小型磁環(huán)，它有兩個穩(wěn)定的剩磁狀態(tài)，可分別代表二進(jìn)位中的“1”與“0”。它的特點(diǎn)是不需要功率來維持剩磁狀態(tài)，寫入和讀出方便、快速，并可由許多記憶元件組合成三維矩陣，即所謂磁芯存儲器。它作為內(nèi)存儲器，曾在計算機(jī)的發(fā)展初期起過非常重要的作用。但由于很難進(jìn)一步縮小體積，自70年代開始逐步被大規(guī)模集成電路的半導(dǎo)體存儲器所代替。

磁泡存儲器

磁泡是一種圓柱形磁疇。在一些磁性薄膜中，磁參數(shù)與厚度符合一定關(guān)系，磁化軸垂直于膜面，若無外加磁場，則磁性薄膜中存在蜿蜒曲折的條形磁疇。如在垂直于薄膜的方向加上磁化場，這種條形磁疇就會收縮。當(dāng)磁場達(dá)到一定強(qiáng)度時，條形磁疇會收縮成圓柱狀，即所謂磁泡或泡疇。在梯度磁場作用下，磁泡將在材料中運(yùn)動。若以磁泡的有無表示二進(jìn)位的“1”與“0”，并在磁泡薄膜面上蒸鍍各種電路和磁路，且將旋轉(zhuǎn)磁場加于膜面，就能控制磁泡的產(chǎn)生、傳輸、分裂以至檢測和消失，從而完成信息的存儲、讀出、邏輯運(yùn)算等功能。利用這種磁泡特性可以制造各種功能的磁泡器件，磁泡存儲器即是一例。

磁泡存儲器與磁鼓、磁盤等外存儲器相比，具有存取速度快、存儲密度高，已達(dá)到微秒級的存取速度和每片兆位級的存儲容量，并具有體積小、功耗低、無機(jī)械運(yùn)動部分、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。但由于工藝復(fù)雜、成本高，尚不能大量推廣應(yīng)用。但已在具有特殊要求的場合得到應(yīng)用，應(yīng)用范圍正不斷擴(kuò)大，但在速度方面尚不能滿足內(nèi)存的要求。

磁泡材料要求垂直膜面的單軸磁各向異性場 H?N大于飽和磁化強(qiáng)度M_s，常用的磁泡材料有正鐵氧體、石榴石型鐵氧體、磁鉛石型鐵氧體及非晶態(tài)Gd-Co、Gd-Fe薄膜，其中應(yīng)用最廣的是外延石榴石復(fù)合鐵氧體薄膜。

磁記錄器件的發(fā)展方向是提高記錄密度、縮短存儲時間，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）磁帶:為了提高記錄密度，必須縮短記錄波長、減小記錄道寬，故要求提高磁帶的H_c與M_s。金屬薄膜磁帶已受到人們的重視。

（2）記錄方式：記錄波長趨于縮短，因而引起磁跡自去磁場的上升。為了克服這一矛盾，人們開始研究垂直磁化記錄的方式。

（3）磁頭：鐵氧體M_s低，不宜用于高密度金屬膜磁帶的記錄，金屬薄膜集成磁頭成為發(fā)展方向，并將促進(jìn)非晶、金屬薄膜、薄片磁頭及其材料的研究。

（4）磁泡存儲器：提高磁泡材料遷移率、減小磁泡泡徑。

（5）磁光記錄：記錄密度很高，將為高密度磁記錄創(chuàng)造條件。

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標(biāo)簽：磁記錄器件

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文章名稱：《磁記錄器件》

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