磁存儲材料

磁存儲材料是指利用矩形磁滯回線或磁矩的變化來存儲信息的一類磁性材料。物質在磁場H的感應下會被磁化，形成磁偶極子即磁矩。單位體積中的磁矩M被稱為磁化強度。磁性材料(特指鐵磁性材料、又稱強磁性材料)的特點是對外加磁場特別敏感、磁化強度M大。磁性材料的M和磁場日的關係很複雜，只能用磁化曲線和磁滯回線來描述。

基本介紹

• 中文名：磁存儲材料
• 外文名：Magnetic storage material
• 原理：利用矩形磁滯回線變化來存儲信息
• 磁化強度：單位體積中的磁矩
• 特點：對外加磁場特別敏感、磁化強度大
• 描述方法：磁化曲線和磁滯回線

磁性材料的優勢

電腦中的關鍵部件-存儲器就是由磁存儲材料製成。磁性材料由於其兩種磁化狀態很適於二進制的0和l兩個數，並且通過磁電轉換便於傳輸，故適於製作存儲器。磁泡存儲器是一種很理想的的存儲器。所謂磁泡，實際上是一種圓柱型磁單元(或磁疇)。在一些很薄的磁性材料中若在垂直於薄片方向加磁場，原本呈蜿蜒曲折的條狀磁疇會收縮，當磁場達到一定大小時，則會收縮成圓柱狀。這些圓柱狀磁疇在材料表面上表現為圓形，好像水面上浮著一群水泡，在磁場作用下還會來回移動，故而得名。若以磁泡的有和無來表示1和0兩種信息，則在材料上加以控制電路或磁路，就可做到控制磁泡產生、消失、傳輸、分裂等，以及磁泡的相互作用，從而完成信息的存儲、記錄、邏輯運算等功能。

磁泡存儲材料

可以做磁泡存儲的材料並不多，一般有六方鐵氧體(MFe₁₂O₁₉)(M表示鹼金屬)、氟化鐵(FeF₃)、硼酸鐵(FeBO₃)、稀土正鐵酸鹽等。用作磁泡器件的材料還需是很薄(15μm以下)的單晶片。當前發展重點是提高材料的磁泡密度、磁泡遷移率和溫度穩定性。

分類

自然界大部分物質具有一定的磁性，但是實用的磁性材料一般是磁性較強的鐵磁材料。該類材料對外加磁場特別敏感，處於外磁場中時由於磁感應現象，將被磁化，形成磁偶極子。按照磁滯回線的形狀及特點，可以分為以下幾種：

(1)軟磁材料。包括工業純鐵、矽鋼片、鐵鎳等合金和軟磁鐵氧體。

(2)永磁材料。常用的有稀土鈷、釹鐵硼等金屬永磁材料和鐵氧體永磁體等。

(3)矩磁材料。其磁滯回線具有矩形形狀，主要用作磁記錄和磁存儲技術，大量用作磁記錄介質、磁頭、計算機存儲器中的記憶元件及自動控制裝置中的控制元件。

(4)旋磁材料。指在微波中具有旋磁效應的一類鐵氧體材料，用於製造各種微波/毫米波器件。

(5)壓磁材料。材料被磁化時，其形狀和尺寸總要發生彈性變化。即存在較強的磁致伸縮效應，用於製造電聲換能器。此外，為了滿足信息技術快速發展的需要，對傳統磁性材料功能作了很大改進，並發展了許多新型磁件材料，如巨磁阻材料。

存儲過程

磁介質以恆定的速度沿一固定方向與一環形電磁鐵做相切運動，在磁頭線圈中通入待記錄的信號電流，磁頭縫隙將會產生強度受信號調製的磁場。該磁場將磁化分布在介質上的磁性材料，產生剩磁。由於介質與磁頭的速度保持不變，剩磁沿介質運動方向上的分布直接反應了信號的變化規律。即記錄磁頭在介質中感生並饋人了與信號電流成比例的剩餘磁化強度，信號電流隨時間的變化規律轉化成剩餘磁化強度隨距離的變化而被存儲下來了。這種記錄了信號的介質將產生一定的磁場，在該介質附近放置一拾波線圈，讓介質相對於拾波線圈以恆定的速度運動，在拾波線圈中將感生出受介質中磁性材料產生的磁場調製的磁通，磁通大小與介質中磁性材料的磁化強度成正比。磁存儲方法可以用來記錄多種類型的信號。如套用最早、使用最廣泛的聲頻信號記錄。聲頻信號頻率低，記錄或回放時介質的運動速度慢。但是聲頻信號記錄要求線性度好、信噪比高。現在，磁存儲也用於記錄視頻信號，即記錄圖像。通常使用調頻信號來記錄視頻圖像，頻率高，要求磁頭和介質之間的相對運動速度也高。通常採用旋轉磁頭來實現。在數字存儲中磁存儲也得到廣泛套用，磁帶和磁碟是磁存儲的記錄數位訊號的常用方式。無論是聲頻或是視頻信號，從原理上講，均可以採用數字磁存儲方式記錄。實際上，在網際網路搜尋技術快速發展的今天，海量的信息存在磁碟陣列伺服器上供全球甚至包括離開地球的太空人檢索使用。這些數據包括文字、聲頻、視頻，以及其他可以數位化的信息。