磁记录与磁头材料简述
磁头及磁记录装置的制作方法
磁头及磁记录装置的制作方法磁头及磁记录装置是现代计算机科学的重要组成部分。
它们能够用来存储和读取数据，并在计算机领域扮演着至关重要的角色。
在本文中，我将介绍磁头及磁记录装置的制作方法。
磁头是一种能够感知磁性的装置，能够将磁性信号转化为电信号，并将电信号转化为磁性信号。
它通常由两个部分组成：极面和线圈。
极面是由材料制成的微小涂层，包裹在尖端或表面上。
线圈是一条由导线组成的线，能够接受电信号并将其转化为磁信号。
制作磁头的第一步是准备材料。
通常使用的是富铁磁合金和导电材料。
富铁磁合金具有一种特殊的磁性，能够感知和响应磁信号。
导电材料则是用来制作线圈和连接电路的材料。
接下来，制造商将开始制作极面。
这通常涉及在导体表面上涂覆磁材料，通常是钴铁（CoFe）或镍铁（NiFe）合金，优选形成膜层。
这些材料均能够形成富铁磁合金并呈现出磁性特性。
制作过程包括将涂料沉积在基板上（通常是硅或氮化硅），接着采用辊压、退火、沉积或其他方法来合成单晶或多晶材料。
一旦涂层完全干燥，就可以通过切割、切割或其他方法形成精确的形状和尺寸。
接下来，制造商将准备线圈。
这通常涉及在导体表面上添加导电材料，如铜或铝。
线圈的长度和直径取决于用途和具体规格。
当然，线圈也需要通过热处理或其他方法形成精密的形状和尺寸。
现在，制造商将组装极面和线圈。
首先，连接器将用于连接尖端或表面包覆材料到线圈。
然后，该组件将被放置在磁读写头机架中，以便将来能够安装到计算机或其他设备中。
磁记录装置的生产过程与磁头非常相似。
磁记录装置通常包括一个转动的磁性盘片和一个固定的读取和写入头。
在生产过程中，制造商将准备磁性盘片。
这包括在盘片表面上添加磁粒子，用于将数据存储在盘片中。
接着，制造商将开始制作读写头。
这通常涉及将极面和线圈组合在一起，以便能够读取和写入磁性信号。
在制作这些头时，制造商需要确保它们能够准确地读取和写入数据。
最后，制造商将安装磁头和磁性盘片，以便它们能够在计算机或其他设备中工作。
磁记录基本知识
1. 磁记录的发展历史 (2)2. 磁记录理论基础 (3)2.1. 物质的磁性 (3)2.2 铁磁性物质的磁化 (3)3.磁记录的基本过程 (7)4. 感应式磁头工作原理。
(9)4.1. 合成式DMIG铁氧体磁头。
(9)4.2 感应式薄膜磁头 (11)5. 记录介质 (13)5.1. 颗粒状介质 (13)5.2. 薄膜介质 (13)6.硬盘磁头动态性能及参数分析。
(14)6.1. 飞行高度及飞行姿态控制。
(14)6.2 动态电性能参数。
(14)6.3. 磁头与介质主要参数对磁头动态电性能的影响。
(15)1. 磁记录的发展历史──1898年，丹麦的V. Poulsen发明了人类历史上第一台磁性录音机，所用磁头是电磁铁。
记录介质是碳钢钢丝。
──1907年，采用直流偏磁记录，提高灵敏度，降低了失真度，但磁记录仍处于实验阶段。
──1920年，电子管放大器出现，使磁记录进入实用化阶段。
──1930年，德国的F. Pfleumer发明了矫顽力较高的γ—Fe2O3磁性颗粒材料改善了记录介质的特性和稳定性。
──1935年，德国的E. Shuler研制出环形磁头，这种磁头具有很窄工作缝隙，克服了过去磁头磁场发散的缺点。
──1940年，日本的永井健三等发明了交流偏磁技术，提高了录音灵敏度和输出信号幅度。
──1956年，美国IBM公司发明了电子计算机，用磁鼓实现了数字磁记录。
──1957年，IBM公司推出350硬磁盘机，24英寸可移动磁头的硬盘机商品化。
──1962年，IBM 1301使用浮动磁头。
──1970年, IBM公司提出磁电阻读出磁头。
──1973年，IBM 3340使用Winchester磁盘技术。
──1979年, 薄膜磁头商品化。
──1990年，开发出磁阻感应复合型薄膜磁头，IBM公司发表磁盘的面记录密度达1Gb/inch2实验结果。
2. 磁记录理论基础2.1. 物质的磁性物体在外加磁场中磁化，其磁化强度和磁场强度的关系为：M=ΧH ，从实用的角度出发，可以按照磁化率Χ的大小和符号将物质分类如下：1) 抗磁性。
磁性材料·第四章(陈宝军)
最早实用的磁记录器件： 1898年，丹麦人Poulsen 钢丝式磁录音机 原理：在细长的钢丝结构 上通过产生微小永磁体 (NS)进行连续记录
这种方式会产生反磁场Hd，从而难以获得较强的 磁化。
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现代的磁记录
垂直磁化方式 水平磁化方式
实究发现，垂直磁化比水平磁化能 实现高密度磁记录，而且磁化强度也能提高。
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2. 一般选作磁芯材料的具体标准 ① 容易磁化，且具有高饱和磁通密度、高磁 导率； ② 对磁场变化反应灵敏，能量损耗低； ③ 小型且量轻，不易磨损； ④ 耐环境性好。
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4.1.2.3 各类磁头材料
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1. 铁氧体磁芯材料
以Mn-Zn铁氧体、Ni-Zn铁氧体为主的材料， 都是用于块体型磁头的磁芯材料。 铁氧体为氧化物绝缘体，电阻率高、耐磨损、 耐环境性优良，但与其他合金系材料相比，其 饱和磁化强度要低一些。
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6. 磁致电阻效应(MR)磁头及其材料
(1) 磁致电阻效应 将某些磁性材料放在磁场中，如果通以恒定电 流，当外磁场改变时，该材料的电阻率也随之 改变的现象，称为磁致电阻效应。 改变的现象，
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(2) MR磁头简介 MR磁头属于非电磁感应型磁头。 属于非电磁感应型磁头 这种新型磁头具有电磁感应型磁头所不具有的 新型磁头 特征，例如记录再生特性与磁头和记录介质间 的相对间隙无关、可低速运行等。 可用于计算机的大容量磁盘装置(HDD)、微机 用HDD等。
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记录密度 容量
继续……
磁记录
可靠性 保真性
相当高的水平
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磁记录
记录对象：声音、图像、数据 记录对象 要求：高密度（高容量）、高保真、高可 靠 构成要素：磁头＋磁记录介质 构成要素： 磁头：笔（写入）、眼（读出） 介质：纸张 材料：磁头材料、磁记录介质材料
磁记录材料
磁记录材料
磁记录材料
磁记录材料
*20世纪80年代出现的其它存储设备：光盘、固态存储器 （如U盘等） *光记录的特点：非接触式记录，存储密度高、容量大，性 价比高 缺点：信息的读写需要精密跟踪伺服的光学头，光盘驱动 器价格较贵，数据传输速度慢
*固态存储器的特点：没有运动部件，可靠性高，可以高速 随机存储，不需电池供电，数据为不挥发性 缺点：存储量较小，价格高
*常用材料：Fe-M(V，Nb，Ta，Hf等)-X(N，C，B)
6.2 磁头及磁头材料
五、多层膜磁头材料 *特点：与微晶薄膜相比，多层薄膜进一步抑制了晶粒 的生长，实现了低磁致伸缩 BS高，HC低 缺点：耐热性差
6.2 磁头及磁头材料
2 磁头材料 一、合金磁头材料 *常用材料：含钼坡莫合金、仙台斯特合金 *合金磁头材料的优点：高磁导率、高饱和磁化强度、 矫顽力低等。 缺点：涡流损耗大
二、铁氧体磁头材料 *常用材料：Ni-Zn、Mn-Zn *优点：损耗低，材质硬，抗腐蚀性比金属好。 *缺点：饱和磁化强度低 在提高记录密度上存在困难
*调频：以调制信号去控制载波的频率，使载波的频率按调 制信号的规律变化。特点：其频率随调制信号振幅的变化而 变化，而它的幅度却始终保持不变。
6.1 磁记录材料概述
6.1 磁记录材料概述
3 数字式磁记录
*根据磁化强度与记录介质的取向，数字式磁记录可分为水 平磁化模式和垂直磁化模式两类。
6.1 磁记录材料概述
磁记录材料
磁记录材料
定义：被外加磁场磁化以后，除去外磁场，仍能保留 较强磁性的一类材料。 *基本要求： （1）Br要高；（2）Hc要高；（3）(BH)max要高； （4）材料稳定性要高。 *种类：
（1）金属永磁材料：Al-Ni-Co系和Fe-Cr-Co系永磁合金； （2）铁氧体永磁材料：以Fe2O3为主要组元的复合氧化物强磁 材料；特点：电阻率高，适合高频和微波领域应用； （3）稀土永磁材料：以稀土族元素和铁族元素为主要成分的合 金间化合物，包括SmCo5系、Sm2Co17系以及Nd-Fe-B系。 特点：磁能积高，应用领域广泛。
6.6 信息存储磁性材料
（2）磁记录材料 磁记录介质材料是涂敷在磁带、 磁记录介质材料是涂敷在磁带、磁盘和磁鼓上面 用于记录和存储信息的磁性材料。 用于记录和存储信息的磁性材料。 要求记录介质为矩形好的永磁材料， 要求记录介质为矩形好的永磁材料，并具有以下 性能： 性能： 1]矫顽力Hc要适当高 16~80KA/m），以便有效地存储 矫顽力Hc要适当高（ 80KA/m）， 1]矫顽力Hc要适当高（16 80KA/m），以便有效地存储 信息，抵抗环境干扰，减少剩磁状态的自退磁效应， 信息，抵抗环境干扰，减少剩磁状态的自退磁效应， 提高记录密度； 提高记录密度； 2]磁滞回线矩形比高即Br/Bm、Hc/Bm要高 磁滞回线矩形比高即Br/Bm 要高； 2]磁滞回线矩形比高即Br/Bm、Hc/Bm要高； 3]饱和磁化强度Bm要高 以获得高的输出信号， 饱和磁化强度Bm要高， 3]饱和磁化强度Bm要高，以获得高的输出信号，提高 单位体积的磁能积； 单位体积的磁能积； 4]温度稳定性好 老化效应小， 温度稳定性好， 4]温度稳定性好，老化效应小，以保证在宽温长期条 件下稳定存储； 件下稳定存储； 5]磁层均匀 厚度适宜，记录密度越高，磁层越薄。 磁层均匀， 5]磁层均匀，厚度适宜，记录密度越高，磁层越薄。
4]起始磁导率 要高，以提高重放磁头的灵敏度； 4]起始磁导率µi要高，以提高重放磁头的灵敏度； 起始磁导率 5]磁导率的截止频率 要高，以利于高频高速记录， 磁导率的截止频率f 5]磁导率的截止频率fr要高，以利于高频高速记录，提 高使用频率上限； 高使用频率上限； 6]耐磨损、抗剥落、机械加工性好。 6]耐磨损、抗剥落、机械加工性好。 耐磨损 磁头材料分为金属磁头材料和铁氧体材料两类。 磁头材料分为金属磁头材料和铁氧体材料两类。 金属磁头材料主要有坡莫合金（Ni含量为30%~ 含量为30% 金属磁头材料主要有坡莫合金（Ni含量为30% 90% NiFe合金）、铁铝合金 合金）、铁铝合金、 的NiFe合金）、铁铝合金、铁硅铝合金和非晶态钴基 值高， 合金等，它们的优点是µ Bs值高 Hc低 缺点是ρ 合金等，它们的优点是 m和Bs值高，Hc低，缺点是ρ 值和硬度值低，使用寿命不如铁氧体。 值和硬度值低，使用寿命不如铁氧体。 铁氧体磁头材料有烧结的MnZn NiZn铁氧体 MnZn和 铁氧体， 铁氧体磁头材料有烧结的MnZn和NiZn铁氧体，热压 MnZn和NiZn铁氧体以及单晶MnZn铁氧体等 铁氧体以及单晶MnZn铁氧体等， 的MnZn和NiZn铁氧体以及单晶MnZn铁氧体等，与金属 材料相比，它们的硬度高、耐磨性好、电阻率高， 材料相比，它们的硬度高、耐磨性好、电阻率高，但 Bs低 铁氧体磁头适合于高频下工作。 Bs低。铁氧体磁头适合于高频下工作。
信息记录材料-2磁记录
表征磁记录介质磁性的主要参量： Bm ― 最大饱和磁化强度 Br ― 剩余磁感应强度
Hc ― 最大矫顽力
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剩余磁感应强度 Br
表示外磁场撤销后，铁磁材料保留磁性的强弱 Br越大，表明铁磁材料保留磁性越强
磁 畴
在铁磁性物质内有许多自发磁化区域，在同一区域内， 当原子的磁矩方向相同时即达到饱和磁化 这种小区域称为磁畴 磁场强度（H） 表示磁场各点磁力大小和方向的量
磁感应强度（B） 磁感应强度与相垂直的面积的乘积叫该面积的磁通量， 单位面积上的磁通量称为磁感应强度 磁导率（μ）
磁感应强度与磁场强度的比值，即：μ=
B / H
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磁 化
铁磁性物质受外加磁场的作用而具有磁性，即 铁磁材料被磁化 具体而言，指铁磁材料在外磁场的作用下，磁 畴内的原子磁矩趋向于外磁场方向整齐排列
剩 磁
当外磁场撤除后，铁磁材料仍保留有一定的磁 性，称为剩磁
① 磁录音发展
20世纪30年代初德国的弗勒姆完成了塑料带上涂 布磁性粉末代替钢丝录音的塑料磁带 1935年德国人发明环形磁头后，出现了最早的磁 带录音机 带基：塑料带基、醋酸纤维素带基、聚酯薄膜 磁粉：氧化铁磁粉（Fe2O3）、γ- Fe2O3针状 磁粉 磁带代替了钢丝以后，提高了记录密度，改善了 信噪比和动态范围，显著地提高了记录性能
意义：这一观点为今天的磁记录奠定了基础
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一、磁记录的起源
时间：1898年 人物：普尔生 事件：发明钢丝录音机，即在钢丝上记录声音， 再把它再生出来，并用听筒听所录的声音 意义：标志着磁记录技术的开端
磁性材料磁记录材料概要
*剩余磁化强度不是材料本身的固有特性，而强烈地依 赖于微结构、薄膜厚度、薄膜沉积的表面特性以及沉 积的工艺条件。矫顽力也不是材料的固有属性，它与 薄膜内的磁各向异性有关。
*基底：基底要有很好的抛光，因为磁头－介质间距的变化， 表现为信号幅度的调制或信号下降，甚至丢失脉冲；基板
谢谢
二、颗粒状涂布介质结构
*涂布工序在磁场下完成，尽可能保证颗粒的长轴方向 沿着记录道方向取向排列 。
*硬盘：1~2mm厚的铝合金盘基；软盘：PET盘基
*理想的粘结剂：由疏水基和亲水基构成，亲水基吸附 于微粒上起锚连作用，疏水基在其外侧构成链状壳层。
三、磁性粉
1、-Fe2O3 *德国于1934年发明。 优点：易于制造和分散，价格便宜，对温度、应力和时 间稳定性好。 缺点：矫顽力不高（20~32KA/m）
*限制：过小的晶粒尺寸难以长久地保持磁记录的信号，而 过高的矫顽力势必使磁头难以写入。
二、垂直磁记录
*随着记录面密度的提高，微小磁化单元产生的退磁场越来越 小。因此相比水平磁记录，垂直磁记录大幅度地提高了记录 密度。 *要实现垂直磁记录，记录介质应具有很强的垂直磁各向异性
4.2 磁头及磁头材料 *定义：实现电信号和磁信号之间相互转换的电磁能量 转换器件。
4.1 磁记录概述
*磁记录的功能是将一切能转变为电信号的信息(如声音、 图像、数据和文字等)，通过电磁转换记录和存储在磁记录 介质上，并且该信息可以随时重放。
*根据记录信息的形态，磁记录可分为：模拟式磁记录、数 字式磁记录
*根据磁化强度与记录介质的取向，数字式磁记录可分为： 水平磁化模式、垂直磁化模式
磁记录材料
磁记录材料来源：世界化工网（）随着电子信息技术的迅速发展，对信息记忆、存贮、记录的技术及其材料的要求相应提高。
单从计算机配套的信息存贮问题看．计算机的内存贮和外存健系统，以及用于档案、文献资料、图书管理、办公事务等各项情报管理工作中的存贮，都需要性能越来越高的新器件和新材料。
从目前看仍以磁记录为主，这是因为磁记录器件能实现记录与重放，能多次重复使用，所以得到广泛应用。
一、基本概念磁记录材料是指那些通过磁的作用可以直接理集、记录、存贮、传递信息的材料。
通常又把这种材料叫做磁记录载体、介质或媒体。
因此，凡是能转换成磁能的一切信号源，不管是机械的、电的，还是化学的、光学的都可以记录在这种材料上。
所以，就其本质意义上，又可以说，凡是能对磁的作用发生变化，能够直接形成各种形式信息的材料均称为磁记录材料。
随着工业发展和科学技术的进步，磁记录材料也日趋完善达到了如此完美的程度。
由最初单纯记录声音的本能作用逐步延伸到能记录和重现各种信息，并广泛地应用于通讯、J“播、电影、电视、文教卫生、电子计算机、地质勘探、资源卫星、数据处理以及军事科学领域。
为丰富人们的精神与物质文明、促进科学技术和国民经济现代化发展，起着越来越重要的作用。
二、磁记录材料的特点与性能1.磁记录的材料的特点（1）产品特点①记录简便，快速准确磁纪律材料的应用不需要很多的设备和严格的磁记录加工条件，投资少，，成本低，经济和社会效益高，而且对所记录的材料，能够全面而真实地记录上并立刻显示出来。
②反复使用，便于复制磁记录材料具有反磁化进行退磁的特性，可以通过消磁来消除原有的讯号和记录新的讯号。
这样的过程可以反复进行多次，林外，通过高速和热磁及其他复制凡是，使已经获得的音像，图像，数据等各种信息，可以再短短的几分钟内进行成倍的翻版复制。
③信息贮量大，记录密度高不仅单声迹可以记录很高的密度，而且通过改变记录方式和介质运行速度，就可以在同样长度和宽度上，同时记录多条磁迹，其记录密度和容量就可大为提高。
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磁记录与磁头材料简述摘要：简述了磁记录材料的发展、磁记录原理以及磁记录的过程，包括磁头材料的基本要求及其数字式记录方式；对几种具有代表性的磁头材料做了介绍，并对磁头材料的发展做了展望。
关键词：磁记录;原理;磁头材料;种类The review of Magnetic recording and materials ofMagnetic HeadAbstract: The development history, principle and process of materials of magnetic recording were summmarized, including the basic enquirements and recording mode of mat erials of Magnetic Head . The represental of the materials of Magnetic Head was discribled and the development of materials of Magnetic Head was discussed.Key words: magnetic recording; principle; materials of Magnetic Head;discription引言当今世界已经进入了信息化时代。
信息量的爆炸式增长对信息存储技术提出了越来越高的要求。
信息存储作为处理信息必不可少的环节，已渗透到国民经济的诸多环节。
一直以来电子存储产品都占据着电子类产品最大的市场份额。
对高存储容量，高数据存取速度，高性能价格比存储设备不断增长的需求进一步推进了存储记录技术的发展，传统存储记录技术的性能越来越高，新型存储记录技术不断涌现。
在所有的信息存储方式中，磁存储因其具有优异的记录性能、应用灵活、价格便宜，而且在技术上仍具有相当大的发展潜力，所以仍被作为当代信息存储的一项主要技术[1]。
1 磁记录材料的发展磁记录技术的起源可以追溯到1857年使用钢带的录音机雏形。
1898年，丹麦人Valdemar Poulson使用直径为1 mm的碳钢丝制作了世界上第一台可供实用的磁录音机。
1928年，德国人Fritz Pfleumer与AEG（伊莱克斯）合作制作了第一台磁带录音机，被称为是磁带录音机的鼻祖，从此磁带录音机进入实用化。
1947年，γ-Fe2O3的发明标志着磁带记录技术与当代的接轨。
磁记录当初只用于录音，但从上世纪五十年代后半期一来也广泛地应用于磁带录像机、计算机的存储系统（磁滞装置、磁盘装置）等，同时记录密度也迅速地增大。
近几年来，对磁记录材料的性能要求越来越高[2]。
2 磁记录过程与原理2.1 磁记录过程所谓磁记录就是以磁记录介质受外磁场磁化，去掉外磁场后仍能长期保持其剩余磁化状态的基本性质为基础。
磁带或磁盘记录信号是永久性的，同时也是可以更改的。
在磁性介质表面按照信号要求形成微小永磁体，每个微小永磁体有一个磁化方向，最初的钢丝磁记录，其微小磁体的磁化方向垂直于钢丝表面，可以说是最早的磁记录，但由于钢丝很难保持较强的剩磁，因此记录效果并不理想。
传统的磁存储采用水平（即纵向）记录方式。
纵向记录，如其名称所示，即数据位为水平排列（数据位与磁盘表面平行）。
这种记录模式的使用和演化持续了50年。
然而水平式磁性记录储存密度的成长，到了21世纪初期，就遇到了物理极限-超顺磁效应，使得记录密度成长降至每年50%~60%，甚至完全延缓下来。
与这种记录模式相反，垂直磁记录的数据位则为垂直排列（数据位与磁盘垂直）。
垂直记录模式可以很容易克服超顺磁效应，获得更多的磁盘空间来存储更多的数据，从而可以实现更高的磁记录密度。
因此，垂直磁记录模式近年一直受到广泛关注[3-5]。
2.2 磁记录原理在记录信息(声音、图像、数字)过程中，输入的信息先转变为相应的电信号，传送到记录磁头的线圈中，在记录磁头气隙中产生与输入电信号相应的变化磁场，气隙附近并以恒定速度移动的磁带上的磁记录介质受到该变化磁场的作用，从原来未存储信息的退磁状态转变到磁化状态，也就是将随时间变化的磁场转变为按空间变化的磁化强度分布，磁带通过磁头以后转变到相应的剩磁状态，剩磁状态便记录下与气隙磁场、磁头电流和输入电信号相应的信息。
在磁带重放过程中，与上述磁记录过程相反，即磁带剩磁影响磁头气隙磁场，再到磁头线圈中的电流，最后变成与原来记录相应的(声音、图像和数字)信息。
3磁头及磁头材料3.1磁头材料的基本要求磁头是磁记录装置中实现电磁能量转换的关键部件。
磁头的主要工作原理大都采用。
电磁感应式，具有带缝隙的环形铁芯上绕线圈的基本形式，铁芯材料必须是具有高磁导率的软磁材料。
（1）磁头材料应具有尽可能高的饱和磁感应强度Br、高的磁导率、尽量低的矫顽力Hc 和剩磁Br,特别是在高频范围内；（2）磁头应具有较高的工作效率，自身的能量消耗（包括磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗）要小，例如，高磁导率的磁头材料可以降低涡流损耗；（3）磁头应具有较高的表面硬度、良好的耐磨性，以保证其使用寿命；（4）磁头工作性能应当稳定，不因温度、应力、腐蚀和外界干扰而发生性能的明显变化；（5）磁头应具有良好的加工特性，适合于大批量、机械化生产，制造成本低。
目前用于制造磁头的磁头材料很多，课分为金属或合金磁头，铁氧体磁头、非晶态合金磁头、磁阻磁头等[6]。
3.2磁头材料的数字式记录方式3.2.1水平（纵向）记录目前，商用的硬盘磁记录方式绝大部分仍然为纵向记录方式，即采用磁场的磁化方向与盘片表面平行的方式。
纵向记录是薄膜沿膜面方向表现出较高的剩余磁化。
目前采用的主要是钴合金一类的金属高磁化材料。
在纵向记录中，记录密度的提高，主要受两个面的制约：一是数据存取速率依赖于记录位中的磁化方向的转换速度；二是随着记录密度的不断提高，记录位的线度也逐步趋进于超顺磁极限。
存储面密度的提高，就意味着代表每个H=> 的磁记录位和组成它的磁粒的体积要相应减小，其所具有的能量自然随之下降，发展到一定程度之后，只需要很小的能量，比如室温下的热扰动就可以将磁粒翻转，磁记录位保存的数据就会被破坏，就无法再正确地读出，这就是所谓的“超顺磁性”效应。
这就出现了面密度在1997年磁头应用后，年增长率从60%增大到100%，然而到了2000—2001年前后，面记录密度年增长率却突然降到了30%当膜薄到一定程度就会出现锯齿形畴壁，使得相位之间的过渡区加宽，噪声随之增大[7]。
此外，随着记录密度的不断提高，纵向记录介质中由退磁场引起的热噪声会越来越大。
2001年AFC（反铁磁性耦合)介质步入了实用化阶段，这种方式在一定程度上解决了超顺磁效应的问题，但在硬盘的容量超过100Gb/in2的时候仍然遭遇了瓶颈。
理论上纵向磁记录的极限是120Gb/in2，而目前已经达到了110Gb/in2，已经趋近于理论上的超顺磁极限，发展空间已十分狭小。
而垂直磁记录，记录密度越高其退磁场反而越小，介质噪声也会相应减小因此，当传统的纵向磁记录方式受到越来越多问题困扰的时候，人们又在加紧进行具有很大发展潜力的垂直磁记录介质的研究。
3.2.2垂直记录从1975 年日本东北大学的岩崎俊一教授提出垂直记录技术以来,已经经历了近30 年的发展。
尽管由于种种原因,该技术至今未能获得商业应用,但它一直被认为是一项具有发展潜力的高密度记录技术。
特别由于近年来记录密度的不断提高,记录位单元的尺寸越来越小,磁记录材料所面临的热稳定性或超顺磁极限问题越来越突出。
与传统的纵向记录技术相比,垂直磁记录技术在克服这些问题方面具有明显的优势,所以近来更加引起人们的重视。
垂直记录与纵向记录之间具有互补的关系。
根据电磁理论,在纵向记录介质中,记录密度越高,记录波长越短,而相邻位之间的退磁场Hd 随着波长的缩短而逐渐增强。
退磁场将使磁化过渡区之上的磁化强度减小,从而导致输出信号幅度的降低。
相反, 在垂直记录介质中,退磁场是随着记录波长的缩短而逐渐减弱的,而且退磁场有助于提高磁化过渡区相邻记录位的磁化强度。
因此,与纵向记录的情况不同,在垂直记录的情况下,可以采用比较厚的介质厚度,适中的介质矫顽力Hc ,较高的介质饱和磁化强度Ms,获得较高的记录密度。
此外,在纵向记录中,过渡区相邻位之间相互排斥,在高密度条件下,将使记录信号出现致命的热衰减, 而垂直记录介质中相邻位之间相互吸引,磁化稳定性非常高[8]。
为了提高磁记录介质的热稳定性, 介质中的磁性颗粒应该具有足够大的各向异性和有效体积。
对于垂直记录介质而言,由于介质膜可以相对较厚,所以在记录密度很高,也就是柱状晶粒的直径很小的情况下,仍然可以具有较大的颗粒体积,从而使记录位单元具有良好的热稳定性。
但是,研究表明,尽管垂直记录较之纵向记录具有这些优势,但采用传统的方法也很难获得200Gb/in2以上的记录密度。
当面记录密度进一步提高时,垂直记录同样面临热稳定性的问题。
由于介质的各向异性常数的提高受到磁头场强的制约,进一步减小介质中颗粒的尺寸同样会使热稳定性因子降低, 产生记录信息的热衰减问题[9]。
3.3 磁头材料的种类3.3.1合金磁头材料含钼坡莫合金(4wt%Mo-17%Fe-Ni)磁芯材料：饱和磁化强度比铁氧体磁心材料高出很多，因而具有很好的写入特性。
但耐磨性差，不能用于VTR等录像带运动速度很高的场合。
电阻率较低，即使在中频下，由涡流造成的磁导率下降也十分显著，因此通常采用薄膜层叠结构。
坡莫合金系磁心用薄膜现在主要用电镀、溅射镀膜等方法制作。
仙台斯特合金(Fe-9.6%Si-5.4%Al系)磁芯材料：导磁率与高镍的Fe-Ni合金相当，Hv达500，饱和磁感应强度约1T。
该合金制备的磁头具有高的耐磨性和优良的高频特性。
是四磁头录像技术中普遍应用的磁头材料。
缺点是对合金成分的变化非常敏感，又硬又脆，难加工，使磁头价格昂贵[10]。
3.3.2 铁氧体磁头材料以Mn-Zn和Ni-Zn铁氧体为主，电阻率比大部分金属磁性材料至少要高3个数量级，因此损耗较低，可用在高频领域。
硬度Hv达600～700，耐磨性高，主要用于制作录像机、数字磁带机、磁盘机和磁鼓的磁头铁心。
铁氧体为氧化物绝缘体，电阻率高、耐磨损、耐环境性优良、但与其他合金系相比，其饱和磁感应强度低，因此在提高记录密度方面有困难。
目前应用最多最普遍的是多晶热压铁氧体，其最大缺点是磁头缝隙附近容易产生剥落，从而导致磁记录质量的下降。
采用单晶和取向铁氧体抗剥落性得到显著改善，但增加了磁头制造工艺的难度[10-11]。
3.3.3 非晶态磁头材料非晶态磁头材料最大的特点是晶体磁各向异性为零，由于不存在晶界及晶格缺陷引起的内应力，因此矫顽力很低。