硬盘磁头飞行姿态的实验研究

用动态飞行高度测试仪DFHT测试了在不同转速下磁头的飞高、俯仰角和侧翻角,磁头飞行高度和俯仰角,随着磁盘转速的增大而增大,而侧翻角则先增加后减小。由结果可以看出,随着转速的增加,俯仰角变化比较大,说明磁盘转速对磁头的左右翻转运动的影响比较大,而侧翻角变化相对比较微弱,用动态电性能测试机测试相同情况下不同转速下输出磁信号的幅值,可以看出随着飞高的增加,输出信号的幅值也随着减小。     

磁头磁盘界面碰撞声发射信号特性研究

实验研究了不同磁头飞行状态下磁头磁盘界面声发射信号的特性,分析了各种情况下的声发射信号的频率特性,利用磁头悬臂振动时产生的声发射信号作为对比,验证了磁头悬臂振动产生的声发射信号与磁头磁盘碰撞接触紧密相关,是磁头磁盘碰撞声发射信号的重要来源,可以作为判断头盘界面接触和碰撞的依据,利用它可以提高声发射信号对磁头磁盘界面碰撞接触检测的灵敏度.     

采用模拟退火算法对皮米磁头进行形状优化

采用优化设计方法优化一种皮米磁头的形状,能够降低磁头飞高,提高硬盘的存储密度及磁头的飞行稳定性。优化设计以磁头俯仰角和形状尺寸为约束,以磁头在磁盘半径方向内侧、中间、外侧稳定飞行时的飞行高度和侧倾角与优化目标值间的波动最小为优化目标建立优化模型,采用模拟退火算法对优化模型求解。优化结果表明,优化后磁头的飞浮高度可从7 nm降低到5 nm,而且磁头寻轨时磁头的稳态飞行波动得到明显改善,能够满足工程上对飞高的波动性要求。最后,比较了提高磁盘转速后初始磁头和优化磁头的稳态飞行特性,结果表明磁盘转速对优化结果有影响,改变磁盘转速建立新的优化模型可以得到适合新条件的优化磁头。     

表面粗糙度对磁头磁盘系统静特性的影响

在Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程中引入了压力流因子和剪流因子，考虑粗糙度对超薄气体膜润滑的影响。雷诺方程中综合考虑了气体的可压缩性、稀薄效应以及表面粗糙度等因素，讨论了飞浮高度在２５～５０　ｎｍ之间的高密磁盘系统在磁头磁盘都粗糙、磁头粗糙和磁盘粗糙三种情况下的承载能力及系统压强中心的变化。结果表明，粗糙度对高密磁盘系统承载能力的影响很大，粗糙度相同时，磁头粗糙的系统承载能力最好；不同粗糙度模式时，压强中心变化不大。     

磁头/磁盘超薄气膜润滑动特性计算与分析

给出了一种新的计算超薄磁头／磁盘气体润滑压力的差分算法和公式，指出了磁头偏离平衡位置的3种方式，并对超薄磁头／磁盘气体润滑问题中的动特性参数进行了计算。计算结果表明：磁头气体动压正翻刚度是影响磁头稳定的重要因素，它会使磁头越来越偏离平衡位置。     

硬盘磁头超薄气膜润滑研究进展

介绍硬盘磁头发展状况以及超薄气膜润滑理论的研究现状，提出超薄气膜润滑研究中存在的问题，如10nm以下一毪行间隙的润滑理论模型、超薄气膜润滑有效的数值计算方法，以及建立飞行高度试验台和开发磁头气体轴承设计分析软件模块等问题，并介绍一种新型有效的计算磁失磁盘超薄气膜的数值计算方法。     

硬盘/磁头薄膜气体润滑中热效应影响分析

根据热力学理论,建立了硬盘磁头热力学分析模型,利用数值方法分析了绝热过程中热效应及热蠕流效应对磁头承载能力、飞行姿态等性能的影响,并与实验结果进行了对比分析。数值分析结果表明,绝热过程中热蠕流效应对磁头的压力分布和承载力没有明显影响,但热效应对气体黏度和磁头飞行姿态影响明显。热效应使气体黏度和承载能力增加,从而使磁头飞行高度和俯仰角增大,但对侧翻角没有明显影响。理论分析与实验结果的对比分析表明,磁头的飞行过程不是绝热过程。     

在高速滑动接触条件下磁层退磁现象的试验研究

运用磁编码系统对铝基磁盘预写入一定规律的数据,制得样品磁盘。以样品磁盘和皮米磁头为研究对象,利用OlympusCETR头盘界面可靠性试验系统,在高速滑动接触条件下进行磁盘刮痕试验;借助原子力显微镜(Atomic force microscope,AFM)和磁力显微镜(Magnetic force microscope,MFM)观察试验后磁盘的形貌和退磁状态,并进行数据分析和统计研究。试验结果表明,在磁盘磨损严重的区域可以看到明显的退磁现象,这主要是由于机械划刮引起的。在宽度大深度浅的刮痕区域中的退磁现象主要是由于塑性变形引起的。在有些区域中,磁盘表面的硬碳层上仅有轻微的刮痕或者无明显的刮痕存在,同样也能在相应的区域中观察到退磁现象,这主要是由于磁头与磁盘间高速滑动摩擦所产生的热和磁盘各介质层间的热传导引起的。统计结果表明,在没有严重机械损坏的情况下,磁层的退磁状态与磁盘的刮痕深度和刮痕宽度没有特定的函数关系,此时热在退磁现象中起到重要的作用。     

磁头磁盘系统动特性参数及系统稳定性分析

对硬盘系统的动特性进行了数值仿真，其中磁头结构为IBM3370，润滑模型中引入了二阶泊松流因子，保证建模精度。利用摄动法建立了气体润滑的静态方程，并给出了数值解。讨论了最小膜厚度、磁盘转速和磁头倾角对空气膜刚度系数、阻尼系数以及对系统稳定性的影响。结果表明，通过最小膜厚度、磁盘转速和磁头倾角的优化可以改善硬盘的设计。其中磁头倾角的优化可以同时满足硬盘高刚度和高稳定性的要求。     

安装误差对纳米间隙磁头飞行姿态的影响研究

考虑安装误差引起的磁头俯仰角误差和侧翻角误差,建立了磁头飞行数学模型,通过数值方法分析了安装误差对纳米间隙磁头飞行姿态主要参数的影响,并与试验结果进行了对比分析。结果表明,俯仰角误差对飞行高度和俯仰角有明显影响,随着俯仰角安装误差的增加,磁头飞高和俯仰角偏差增加,对侧翻角的影响可以忽略。侧翻角误差只对侧翻角有明显影响,随着侧翻角安装误差的增加,磁头飞行侧翻角偏差增加,对磁头飞行高度和俯仰角的影响可以忽略,理论分析和实验结果吻合较好。磁头设计和装配时,应控制磁头的俯仰角安装误差。