磨损测量计及使用方法技术

提供磨损测量计以模拟磁性记录元件在其与磁性储存介质的界面处的磨损，包括其磨损表面基本接近磁性记录元件的工作表面的几何尺寸和轮廓的磨损测量块，其中，磨损表面具有一个透明材料涂层。测试方法包括在测试固定架上安装磨损测量计，安置磁带及调节磨损表面边缘处的外包角，选择期望的磁带张力，速度和运行时间，在与磨损表面运转接触的状态下最好单向地运行磁带一段期望的运行时间。在白色光线照明下检查磨损表面来观测并记录磨损表面上干涉测量颜色变化的位置。颜色变化与磨损表面上透明涂层的厚度变化相关联。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磨损测量计，尤其涉及用于测量磁带记录系统中磁头磨损的磨损测量计，以及涉及测量磁头接触压力分布和磨损的方法。
技术介绍
在磁性记录系统中，磁头和记录介质之间机械相互作用是决定该系统的性能和可靠性的一个重要因素。理想地，磁头与移动的记录介质接触或准接触以使读/写过程最优化。磁头/介质界面处的接触导致了作为影响磁头和介质的性能与寿命的主要因素的磨损。在磁带和磁盘记录系统中，人们已经做了很大的努力来确定与记录介质接触的磁头材料的耐磨性。随着记录密度的增加，对磁头磨损特性的了解变得越来越重要，因为即使磁头表面非常小的尺寸变化都能产生记录系统性能的降低。一种用来确定磁头磨损的通用方法是，在与移动磁性介质的运转接触中运行磁头一段持续时间。例如，美国专利4,091,654揭示了一种测试记录头磨损的方法。根据这一专利技术，在与记录表面进行给定量的接触之前和之后，通过利用光纤发射器/检测器来测量从磁头表面反射的光线，从而测量由抛光钢或其他材料制成的模拟磁头的光滑度。然而，这类测试不能测量出磨损率或分辨出磁头上的具体磨损范围。美国专利3,753,093揭示了一种用来确定与移动磁带接触的模拟记录头的磨损率的装置。与磁带接触的模拟头的表面在其上沉积有与实际记录头的合金类似的磁性合金条。在磁带运转操作过程中，磁性合金条电阻的增加被监视，以测量磁性合金条的磨损率。这类的测试要求复杂的过程来沉积磁性合金条和电接触，并且不提供微观磨损分布的有效测量。对于提供简单而廉价的工具来评估在磁性记录系统中磁头磨损和磁头/介质配合性的磨损测量计和使用方法有着持续的需求。本专利技术提供了一种改进的来满足这一需求。
技术实现思路
依照本专利技术的原理，揭示了用来在磁性记录头与磁性存储介质的界面处模拟磁性记录头的磨损的一种磨损测量计，这种磨损测量计包含一个其磨损表面基本接近磁性记录头的工作表面的几何尺寸和轮廓的磨损测量块，其中，磨损表面有一层具有适当磨损特性的透明材料涂层。揭示了一种测试磨损测量计的磨损的方法，该磨损测量计在记录头与磁性记录介质界面处模拟磁性记录头。该测试方法包括在测试固定架上安装具有磨损表面的磨损测量计；安置磁带并在磨损表面边缘处调整包角(wrap angle)及外包角(overwrap angle)；选择期望的磁带张力，速度和运行时间；在与磨损表面运转接触的状态下最好单向地运行磁带一段该期望运行时间；在白色光线照明下检查磨损表面；记录观测到的磨损表面上干涉测量颜色变化的位置；将颜色变化转换成磨损表面上透明涂层的厚度变化；根据需要运行表面光度仪扫描穿过磨损表面。上述的以及附加的本专利技术的目的，特性及优点将会在下面的描述中变得更加清晰。附图说明为了能更充分地了解本专利技术的特性和优点，以及最优使用方式，应该参照随后的结合附图一起阅读的详细描述。在下面的图示中，类似附图标记在所有图示中指示同类或相似部件图1是一个不按比例的由本专利技术的磨损测量计的实施例所模拟的双向扁平轮廓读/写磁带记录头的端视图；图2是一个不按比例的描述磁带与图1中扁平轮廓记录头的传感表面的分离的端视图；图3a是一个不按比例的与磁带记录系统一起使用的本专利技术的磨损测量计实施例的透视图； 图3b是一个不按比例的图3a中磨损测量计的端视图，其显示了磁带与测量计的接触；图4是一个显示利用本专利技术的磨损测量计进行磨损测试的方法的示意图；图5是与磁带相互作用后，用白色光线观察的本专利技术磨损测量计的顶面的视图；图6是与磁带相互作用后，图5中磨损测量计的顶面的表面光度仪的扫描；图7a-c是在第一种方法的各个制造阶段本专利技术的磨损测量计的不按比例的透视图；而图8a-d是在本专利技术的磨损测量计的利用第二种方法的各个制造步骤中晶片的不按比例的顶视图和侧视图。具体实施例方式图1图示了现有技术的双向边读边写(read-while-write)扁平轮廓磁带记录头100。由抗磨损材料，例如通常用于磁盘驱动器磁头的衬底陶瓷组成的行条(rowbar)衬底102和104，被安装在彼此以一个小角度α固定的载体105和106中。陶瓷行条衬底102和104配有平坦传感表面108和110，以及位于间隙112和114表面处的一行传感器。连接电缆116和118将传感器连接到相关的磁带驱动器读/写通道。为控制边缘122和124处磁带120的外包角θ，提供以期望包角搭接的支架126和128。进到平坦传感表面的包角通常在1/8度和4.5度之间。各行传感器由使用与行条衬底102和104相同或相似的陶瓷制成的挡板来保护。图2图示了图1中扁平轮廓头100的平坦传感表面108。当磁带120在平坦传感表面108上由左至右或由右至左移动时，磁带与传感表面的分离在表面的不同区域是不同的。在边缘122和222处，外包角导致磁带弯曲以顺应在其中磁带与边缘122和222接触的窄“压缩区”204中的平坦传感表面，压缩区具有约0.1-10微米的有效长度，提高到高于磁头寿命的15-45微米。通过从移动磁带表面切碎(scraping)(切薄(skiving))空气，在磁带和平坦传感表面之间形成真空，使磁带与传感表面保持接触；然而，外包(overwrap)造成的记录磁带的弯曲导致磁带在“伞区(canopy zone)”206与传感表面分离一段由包角，磁带厚度和磁带张力及速度决定的距离。对于磁带张力和磁带厚度的典型值及在1/2-2度的范围内的包角，伞区距离在20-200微米范围内。在“钉扎区(tack-down zone)”208，磁带与传感表面之间的真空足以克服这个分离，这样磁带120与平坦传感表面108接触或准接触。在扁平轮廓头100中，传感器被置于其中磁带处于接触或准接触状态的钉扎区208内的间隙112和114处。图3a是一个磨损测量计300的实施例的透视图，其适于模拟和测量图1和图2中所示类型的扁平轮廓磁头100的磁带-磁头接触压力分布及磁头表面磨损。作为在不同区域中磁带与传感表面分离的变化的结果，接触压力分布和导致的传感表面108的磨损在表面上有变化。磨损测量计300的使用提供了一个简单的手段来测量这种非均匀磨损，并且获得在这种复杂磨损情况下的接触压力分布。磨损测量计300是一个虚拟扁平轮廓磁头，其包含具有磨损表面302和空气削薄边缘304和306的磨损测量块301。磨损测量计是由硬的抗磨损材料，最好是用作磁记录头衬底的陶瓷AlTiC制成。虚拟磁头的磨损表面302具有与磁头100的传感表面(作用面或工作面)108基本相同的尺寸和边缘几何形。表面302具有厚度范围为50-250nm、最好为SiO2的透明材料的涂层308。或者，可以使用其他的透明涂层，包括但不限于Al2O3，非晶炭和蓝宝石。透明涂层材料最好选择成磨损比工作面更快的材料。通过观察从涂层的前、后表面反射的光线的光学干涉，或通过在所选表面区域上进行表面光度测量，测量出磁带导致的磨损所造成的涂层308的厚度变化。图3b图示了测试固定架320，其显示安装于固定架322上的磨损测量计300(磁带324与测量计接触)的端视图。磁带被显示为在有涂层的磨损表面302上从左至右(由箭头326所示)移动。磁带从右至左的移动也可使用，也可使用双向运动。通过现有技术已知的手段，外包角θ被控制为1/8到4.5度范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于模拟磁性记录元件在其与磁性储存介质的界面处的工作面上的磨损的设备，所述设备包括：具有基本接近磁性记录元件的工作表面的几何尺寸和轮廓的磨损表面的磨损测量块；以及在所述磨损表面上的透明材料的涂层，所述涂层具有以一个厚度分 隔的前表面和后表面，该厚度导致从前表面反射的入射可见光与从后表面反射的光的干涉。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特比斯克伯恩，梁颖，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]