| 词条 | 磁记录器件 |
| 释义 | cijilu qijian 磁记录器件(卷名：电子学与计算机) magnetic recording device 利用物质的磁性记录信息的器件。它应用于录音、磁带录像、录码等磁记录技术，而磁记录技术又广泛应用于广播、电视、电影、传真、计算机、测量、自控与遥控等领域。磁记录器件包括磁头、磁带、磁鼓、磁盘、磁芯存储器、磁泡存储器等。 最早出现的磁记录设备是1898年丹麦V.浦耳生发明的磁性录音机。当时采用的磁记录介质是碳钢丝，失真大。20世纪40年代初采用矫顽力较高的不锈钢丝使录音机达到了实用阶段。随后又采用细颗粒磁粉涂布型磁带，提高了记录密度并改善了高频特性。1956年美国首先制成记录电视信息的磁带录像机。电子计算机问世后，磁记录技术得到更广泛的应用和发展，出现由记忆元件组成的内存储器与磁鼓、磁盘、磁带机等外存储器。1967年美国贝尔实验室制成磁泡存储器。 基本原理 经磁化后的磁性材料，在磁化场消失后仍具有剩余磁化强度。需要记录的信息通过特殊形式的磁化装置（即磁头）转变成磁场，此磁场作用于磁性介质的某一区域。该磁场消失后，此区域内仍保存剩余磁化强度，其值与原磁化场强度（即信息大小）有关。如磁头与磁记录介质作连续相对运动，则信息将顺序记录在介质的不同区域。记录上的信息可长期保存，需要时可以重现。信息重现是根据电磁感应的原理，将磁记录介质某区域上已记录的剩余磁感应引入绕有线圈的磁头磁路，当介质与磁头作相对运动时，线圈将随剩余磁感应强度的变化而产生感应电压。这个电压的波形即与原记录信息的变化有关，因此只要处理恰当，原记录信息就可重现。另外，用消磁方法很容易抹去所记录的信息，因而磁记录介质可反复使用。 磁头 在磁记录技术中，磁头是完成记录与重放的关键器件，按功能分为记录磁头、重放磁头和消磁磁头。在有些情况下，记录和重放可合用一个磁头。 将信息电流转变为磁场并磁化磁记录介质的器件称为记录磁头。记录磁头的前缝隙与磁带接触，产生磁场而磁化磁带。为了能在磁带上记录高频信息，记录磁头的前缝隙必须很窄，一般为最短记录波长的1／2～1／3。记录磁头按应用领域又分为录音磁头、录像磁头和录码磁头。 录音磁头 记录高频信息的磁头。为了提高记录灵敏度，必须减小磁芯的磁阻和降低磁芯的损耗，为此应采用高磁导率、低矫顽力的磁性材料和叠片形式的磁芯。放音磁头的结构类似于录音磁头，为了提高放音灵敏度，可无后隙缝。 录像磁头 记录图像信息的磁头。记录波长很短，所以前隙缝很狭，一般为零点几微米。尺寸也很小，一般仅几毫米。录像机采用调频记录方式，磁头不需要后隙缝，从而可用同一磁头作记录和重放。 录码磁头 记录电码的磁头，种类较多，单个磁头的结构类似于录音磁头。在磁带机中则采用多道磁头。为了满足磁头性能的要求，在工作频率范围内，磁头材料应具有高磁导率、低矫顽力、低磁滞损耗和涡流损耗、较高的饱和磁化强度以及较高的硬度与耐磨性。常用的磁头材料有坡莫合金与硬坡莫合金、铝硅铁合金、热压铁氧体与单晶铁氧体等。 磁带 大多数磁记录设备应用的磁记录介质是磁带，而绝大部分磁带是将磁粉涂布在塑料带基上而制成。最常用的磁粉是针状γFe2O3，其次有Fe3O4、CrO2、包钴γFe2O3、金属或合金磁粉。此外尚有以电镀、蒸发、溅射等工艺制成的金属或合金磁性薄膜磁带。 磁鼓和磁盘 都是电子计算机外部存储器件，具有很大的存储容量和较短的存取时间。磁鼓是一个金属圆筒，磁记录介质位于筒的表面，工作时该筒高速旋转。紧靠圆筒表面设有一组固定的磁头，进行记录和读出。磁盘是一种表面镀有或涂布有磁记录介质的圆形薄片。工作时圆盘高速旋转。磁头位于磁盘表面，可径向运动，以便在磁盘表面的任意位置进行记录和读出。 磁芯存储器 用具有矩形磁滞回线的铁氧体材料制成的微小型磁环，它有两个稳定的剩磁状态，可分别代表二进位中的“1”与“0”。它的特点是不需要功率来维持剩磁状态，写入和读出方便、快速，并可由许多记忆元件组合成三维矩阵，即所谓磁芯存储器。它作为内存储器，曾在计算机的发展初期起过非常重要的作用。但由于很难进一步缩小体积，自70年代开始逐步被大规模集成电路的半导体存储器所代替。 磁泡存储器 磁泡是一种圆柱形磁畴。在一些磁性薄膜中，磁参数与厚度符合一定关系，磁化轴垂直于膜面，若无外加磁场，则磁性薄膜中存在蜿蜒曲折的条形磁畴。如在垂直于薄膜的方向加上磁化场，这种条形磁畴就会收缩。当磁场达到一定强度时，条形磁畴会收缩成圆柱状，即所谓磁泡或泡畴。在梯度磁场作用下，磁泡将在材料中运动。若以磁泡的有无表示二进位的“1”与“0”，并在磁泡薄膜面上蒸镀各种电路和磁路，且将旋转磁场加于膜面，就能控制磁泡的产生、传输、分裂以至检测和消失，从而完成信息的存储、读出、逻辑运算等功能。利用这种磁泡特性可以制造各种功能的磁泡器件，磁泡存储器即是一例。 磁泡存储器与磁鼓、磁盘等外存储器相比，具有存取速度快、存储密度高，已达到微秒级的存取速度和每片兆位级的存储容量，并具有体积小、功耗低、无机械运动部分、工作可靠、结构简单等优点。但由于工艺复杂、成本高，尚不能大量推广应用。但已在具有特殊要求的场合得到应用，应用范围正不断扩大，但在速度方面尚不能满足内存的要求。 磁泡材料要求垂直膜面的单轴磁各向异性场 H凬大于饱和磁化强度Ms，常用的磁泡材料有正铁氧体、石榴石型铁氧体、磁铅石型铁氧体及非晶态Gd-Co、Gd-Fe薄膜，其中应用最广的是外延石榴石复合铁氧体薄膜。 磁记录器件的发展方向是提高记录密度、缩短存储时间，具体表现在以下几个方面。①磁带:为了提高记录密度，必须缩短记录波长、减小记录道宽，故要求提高磁带的Hc与Ms。金属薄膜磁带已受到人们的重视。②记录方式：记录波长趋于缩短，因而引起磁迹自去磁场的上升。为了克服这一矛盾，人们开始研究垂直磁化记录的方式。③磁头：铁氧体Ms低，不宜用于高密度金属膜磁带的记录，金属薄膜集成磁头成为发展方向，并将促进非晶、金属薄膜、薄片磁头及其材料的研究。④磁泡存储器：提高磁泡材料迁移率、减小磁泡泡径。⑤磁光记录：记录密度很高，将为高密度磁记录创造条件。 |
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