论文部分内容阅读
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。