[科普中国]-薄膜磁盘

简介

老式的磁盘工艺是在铝合金圆盘上涂敷20~40微英寸的聚合物，其中悬浮着氧化铁粉。为了提高磁盘的存储密度，人们一直在研究薄膜工艺。1

薄膜磁盘则是在铝合金周盘上镀覆一层1~3微英寸厚的连续磁膜上面再加上一层保护层。1薄膜磁盘技术是一个在磁盘上存储更多数据的方法。随着磁盘上的数据比特的增加，磁盘驱动器的头要变的更敏感，更接近磁盘来读写比特。

组成磁头一块硬盘存取数据的工作完全是依靠磁头来进行的，硬盘磁头的发展先后经历了“亚铁盐类磁头”、“MIG磁头”和“薄膜磁头”、“MR磁头（即磁阻磁头)”等几个阶段。

在2000年以后，技术更为创新的是采用多层结构，用磁阻效应更好的材料制作的GMR磁头，应用这种技术，可以使硬盘的容量再提高10倍以上。2

盘面硬盘内部是由金属磁盘组成的，分为单碟、双碟与多碟。目前主流硬盘的盘片大都是由金属薄膜磁盘构成的，这种金属薄膜磁盘与普通的金属磁盘相比具有更高的剩磁和高矫顽力，因此也被普遍采用。除金属薄膜磁盘以外，也有尝试使用玻璃作为磁盘基片的。

与金属薄膜磁盘相比，用玻璃作为盘片有利于把硬盘盘片做得更平滑，单位磁盘密度也会更高，同时由于玻璃的坚固特性，新一代的玻璃硬磁盘在性能方面也会更加稳定。但也带来了新的问题，最主要的就是一旦用玻璃材质作为盘片，玻璃材质较之金属材质的脆性就会突出地体现出来。2

马达硬盘主轴上的马达控制磁头在盘片上高速工作。马达高速运转时所产生的浮力使磁头飘浮在盘片上方进行工作。硬盘在工作时，通过马达的转动将用户需要存取的数据所在的扇区带到磁头下方，马达的转速越快，等待存取记录的时间也就越短。普遍使用的硬盘速度已达7200r/min、10 000r/min甚至15 000r/min，随着硬盘转速的不断提高，液态轴承马达被引入到硬盘技术中(使硬盘的抗震能力由以往的1509提高至12009)；此外，从理论上讲，液态轴承马达无磨损，使用寿命可以达到无限长。2

工作原理硬盘驱动器加电正常工作后，利用控制电路中的单片机初始化模块进行初始化工作，此时磁头置于盘片中心位置，初始化完成后主轴电机将启动并高速旋转，装载磁头的小车机构移动，将浮动磁头置于盘片表面的00磁道，处于等待指令的启动状态。

当接口电路接收到计算机系统传来的指令信号，先通过前置放大控制电路，驱动线圈电机发出磁信号，然后根据感应阻值变化的磁头对盘片数据信息进行正确定位，并将接收后的数据信息解码，通过放大控制电路传输到接口电路，最终反馈给主机系统完成指令操作。结束硬盘操作到断电状态时，在反力矩弹簧的作用下浮动磁头驻留到盘面中心。3

主要应用高密度水平记录薄膜磁盘

高密度水平记录薄膜磁盘是高容量硬盘驱动器的关键元件之一，适合于小、微型计算机外存储器的使用。由于它存取速度快、存储容量大，对提高计算机的使用效率起着决定性的作用。薄膜磁盘的制备摈弃了传统的涂布r-Fe203记录介质的方法、而运用溅射系统在基片上连续溅射沉积衬底层、介质层和保护层的新的薄膜制备工艺，获得具有高矫顽力、高剩磁、高稳定性的连续薄膜型的记录介质，是一项制造工艺复杂、难度较大的高科技产品，截止20世纪90年代世界上只美国、日本等少数发达国家掌握该项技术的研制和生产。4