本文關(guān)鍵詞：激光熱輔助磁存儲(chǔ)傳熱機(jī)理研究

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【摘要】：磁盤存儲(chǔ)技術(shù)因?yàn)槠涓呖煽啃院透叽鎯?chǔ)密度而得到了廣泛的應(yīng)用。增大磁存儲(chǔ)密度的有效方法包括減小磁記錄顆粒尺寸和降低磁頭飛行高度。當(dāng)磁記錄顆粒減小到一定尺寸的時(shí)候,超順磁極限的存在將會(huì)使得磁存儲(chǔ)變得極不穩(wěn)定,而磁頭飛行高度的進(jìn)一步降低無(wú)疑將增加磁頭和磁盤的瞬態(tài)沖擊和接觸,對(duì)磁頭和磁盤造成較大的磨損,從而降低硬盤的可靠性和壽命。熱輔助磁存儲(chǔ)技術(shù)能大幅度提高磁存儲(chǔ)的密度,是最具發(fā)展前景的磁存儲(chǔ)技術(shù)之一。熱輔助磁存儲(chǔ)技術(shù)利用激光加熱具有高矯頑力和高各向異性的磁盤材料使其局部接近或者達(dá)到材料的居里溫度,此時(shí)磁頭極易對(duì)介質(zhì)進(jìn)行磁化。采用熱輔助磁存儲(chǔ)技術(shù)能有效提高磁頭在微場(chǎng)強(qiáng)條件下的高密度信息寫入能力。目前大量的研究集中于熱控飛高磁頭的熱分析,關(guān)于微尺度下熱量在磁盤中的傳播以及磁頭和磁盤之間在近場(chǎng)下的輻射換熱研究較少。本文采用有限元分析方法研究激光加熱下磁盤的傳熱特性以及磁盤的熱變形,并計(jì)算Si C在近場(chǎng)下的輻射換熱熱通量,具體研究包括以下幾個(gè)方面:推導(dǎo)傅里葉傳熱模型,并從微觀角度利用玻爾茲曼方程進(jìn)行雙曲傳熱方程的推導(dǎo),分析雙曲傳熱和傅里葉傳熱的區(qū)別,研究雙曲傳熱的特性。分析利用雙曲傳熱方程求解磁盤傳熱的合理性,并結(jié)合激光加熱磁盤的特點(diǎn),建立適用于熱輔助磁存儲(chǔ)磁盤熱量傳播的傳熱模型。建立磁盤單層和磁盤雙層有限元模型,單層模型只包含磁記錄層,雙層模型包含磁記錄層和基底,設(shè)定磁記錄層的傳熱滿足雙曲傳熱方程,基底中的傳熱滿足傅里葉導(dǎo)熱定律。研究激光參數(shù)、磁記錄層參數(shù)和基底等對(duì)磁盤中的熱量傳播和溫度分布的影響規(guī)律,并探討溫度分布對(duì)磁盤存儲(chǔ)密度的影響。進(jìn)行雙曲傳熱和傅里葉傳熱下的磁盤熱變形對(duì)比分析,研究基底對(duì)磁盤雙層模型熱變形的影響規(guī)律。建立Si C近場(chǎng)輻射換熱的理論模型,研究半空間熱源層和薄膜熱源層的輻射換熱熱通量,并研究熱源層厚度、熱源層溫度和真空間隙對(duì)熱通量的影響規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：磁盤 雙曲傳熱 溫度分布 熱變形 輻射熱通量 近場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP333
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題的來(lái)源9-10
• 1.2 研究的目的和意義10-11
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.3.1 磁存儲(chǔ)發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.3.2 熱輔助磁存儲(chǔ)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.3 硬盤傳熱研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第2章 基于雙曲傳熱的磁盤傳熱模型19-34
• 2.1 磁盤激光加熱下的物理過(guò)程及其特點(diǎn)19
• 2.2 基于傅里葉導(dǎo)熱定律的傳熱模型的建立19-22
• 2.3 基于玻爾茲曼方程的雙曲傳熱方程的建立22-28
• 2.3.1 雙曲傳熱方程的推導(dǎo)22-26
• 2.3.2 雙曲傳熱方程的特性分析26-28
• 2.4 基于雙曲傳熱的磁盤傳熱模型的建立28-33
• 2.4.1 基于雙曲傳熱模型進(jìn)行磁盤傳熱求解的合理性分析28-32
• 2.4.2 磁盤傳熱模型的建立32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第3章 磁盤激光加熱傳熱特性及熱變形研究34-60
• 3.1 磁盤激光加熱有限元模型的建立34-35
• 3.2 激光參數(shù)對(duì)磁盤傳熱的影響規(guī)律35-42
• 3.2.1 激光功率的影響37-39
• 3.2.2 激光光斑的影響39
• 3.2.3 激光脈沖的影響39-42
• 3.3 磁盤參數(shù)對(duì)磁盤傳熱的影響規(guī)律42-47
• 3.3.1 磁盤材料參數(shù)的影響42-43
• 3.3.2 磁盤幾何參數(shù)的影響43-45
• 3.3.3 磁盤速度的影響45-47
• 3.4 基底對(duì)磁盤傳熱的影響規(guī)律47-53
• 3.4.1 考慮基底的磁盤仿真模型的建立47-48
• 3.4.2 考慮基底的磁盤傳熱分析48-53
• 3.5 基于多物理場(chǎng)的磁盤熱變形研究53-59
• 3.5.1 磁盤熱變形對(duì)比分析53-55
• 3.5.2 基底材料為金時(shí)的磁盤雙層模型熱變形55-57
• 3.5.3 基底材料為玻璃時(shí)的磁盤雙層模型熱變形57-59
• 3.6 本章小結(jié)59-60
• 第4章 多層介質(zhì)近場(chǎng)輻射換熱研究60-74
• 4.1 近場(chǎng)輻射換熱模型的建立60-61
• 4.2 多層介質(zhì)二階格林函數(shù)（DGF）的計(jì)算61-65
• 4.3 散射矩陣法對(duì)場(chǎng)振幅系數(shù)的求解65-68
• 4.3.1 散射矩陣法65-66
• 4.3.2 振幅系數(shù)的計(jì)算66-68
• 4.4 近場(chǎng)輻射熱通量的數(shù)值計(jì)算結(jié)果68-73
• 4.4.1 Si C的材料特性69
• 4.4.2 熱源層是半空間層的輻射換熱熱通量69-71
• 4.4.3 熱源層是薄膜層的輻射換熱熱通量71-73
• 4.5 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81-83
• 致謝83

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：729174