磁存储材料

磁存储材料是指利用矩形磁滞回线或磁矩的变化来存储信息的一类磁性材料。物质在磁场H的感应下会被磁化，形成磁偶极子即磁矩。单位体积中的磁矩M被称为磁化强度。磁性材料(特指铁磁性材料、又称强磁性材料)的特点是对外加磁场特别敏感、磁化强度M大。磁性材料的M和磁场日的关系很复杂，只能用磁化曲线和磁滞回线来描述。

磁性材料的优势电脑中的关键部件-存储器就是由磁存储材料制成。磁性材料由于其两种磁化状态很适于二进制的0和l两个数，并且通过磁电转换便于传输，故适于制作存储器。磁泡存储器是一种很理想的的存储器。所谓磁泡，实际上是一种圆柱型磁单元(或磁畴)。在一些很薄的磁性材料中若在垂直于薄片方向加磁场，原本呈蜿蜒曲折的条状磁畴会收缩，当磁场达到一定大小时，则会收缩成圆柱状。这些圆柱状磁畴在材料表面上表现为圆形，好像水面上浮着一群水泡，在磁场作用下还会来回移动，故而得名。若以磁泡的有和无来表示1和0两种信息，则在材料上加以控制电路或磁路，就可做到控制磁泡产生、消失、传输、分裂等，以及磁泡的相互作用，从而完成信息的存储、记录、逻辑运算等功能。1

磁泡存储材料可以做磁泡存储的材料并不多，一般有六方铁氧体(MFe12O19)(M表示碱金属)、氟化铁(FeF3)、硼酸铁(FeBO3)、稀土正铁酸盐等。用作磁泡器件的材料还需是很薄(15μm以下)的单晶片。当前发展重点是提高材料的磁泡密度、磁泡迁移率和温度稳定性。1

分类自然界大部分物质具有一定的磁性，但是实用的磁性材料一般是磁性较强的铁磁材料。该类材料对外加磁场特别敏感，处于外磁场中时由于磁感应现象，将被磁化，形成磁偶极子。按照磁滞回线的形状及特点，可以分为以下几种：

(1)软磁材料。包括工业纯铁、硅钢片、铁镍等合金和软磁铁氧体。

(2)永磁材料。常用的有稀土钴、钕铁硼等金属永磁材料和铁氧体永磁体等。

(3)矩磁材料。其磁滞回线具有矩形形状，主要用作磁记录和磁存储技术，大量用作磁记录介质、磁头、计算机存储器中的记忆元件及自动控制装置中的控制元件。

(4)旋磁材料。指在微波中具有旋磁效应的一类铁氧体材料，用于制造各种微波/毫米波器件。

(5)压磁材料。材料被磁化时，其形状和尺寸总要发生弹性变化。即存在较强的磁致伸缩效应，用于制造电声换能器。此外，为了满足信息技术快速发展的需要，对传统磁性材料功能作了很大改进，并发展了许多新型磁件材料，如巨磁阻材料。1

存储过程磁介质以恒定的速度沿一固定方向与一环形电磁铁做相切运动，在磁头线圈中通入待记录的信号电流，磁头缝隙将会产生强度受信号调制的磁场。该磁场将磁化分布在介质上的磁性材料，产生剩磁。由于介质与磁头的速度保持不变，剩磁沿介质运动方向上的分布直接反应了信号的变化规律。即记录磁头在介质中感生并馈人了与信号电流成比例的剩余磁化强度，信号电流随时间的变化规律转化成剩余磁化强度随距离的变化而被存储下来了。这种记录了信号的介质将产生一定的磁场，在该介质附近放置一拾波线圈，让介质相对于拾波线圈以恒定的速度运动，在拾波线圈中将感生出受介质中磁性材料产生的磁场调制的磁通，磁通大小与介质中磁性材料的磁化强度成正比。磁存储方法可以用来记录多种类型的信号。如应用最早、使用最广泛的声频信号记录。声频信号频率低，记录或回放时介质的运动速度慢。但是声频信号记录要求线性度好、信噪比高。现在，磁存储也用于记录视频信号，即记录图像。通常使用调频信号来记录视频图像，频率高，要求磁头和介质之间的相对运动速度也高。通常采用旋转磁头来实现。在数字存储中磁存储也得到广泛应用，磁带和磁盘是磁存储的记录数字信号的常用方式。无论是声频或是视频信号，从原理上讲，均可以采用数字磁存储方式记录。实际上，在互联网搜索技术快速发展的今天，海量的信息存在磁盘阵列服务器上供全球甚至包括离开地球的宇航员检索使用。这些数据包括文字、声频、视频，以及其他可以数字化的信息。2

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学