【磁记录介质】
是以磁性层为基础，通过电磁转换、光磁转换等技术实现信息存储的记录介质，如磁带、磁盘等，应用广泛，是当代社会高科技发展的重要标志之一。
公元前200年以前，中国已把磁性用到罗盘上，出现了罗盘战车、航海指南针、拉开了磁性能实用化的序幕。1898年丹麦波尔森(V．Poulsen)确立了录／放音系统，他采用含碳0．8%～1．2%，直径0．2～0．3mm，Hc∶4kA／m的钢丝作录音介质，用棒状开路电磁铁作磁头组成录／放音系统。尽管这种装置的信号电平很低，噪声很大，失真也大，但毕竟能录音、放音，使磁记录技术迈出了辉煌的第一步。1912年美国福斯特(L．de Forster)的真空电子元件放大器等，1928年德国弗勒姆(F．Pfleumer)的纸基和钢粉构成的磁带，接着莱勒(E．Lehler)用塑料带基和γ－Fe2O3磁粉做成的磁带，1935年德国斯库尔(E．Schueller)研制成功环形磁头，这些技术使声波强化，易于声－电－磁的转化，增强了拾音器的敏感性，提高了信噪比，减小了失真。1953年RCA公司推出固定磁头录像机系统但未能实用化。1956年美国Ampex公司推出50mm(2in．)4磁头横向扫描视频系统，1963年又推出全晶体管的VR－1100VTR，并广泛地用于电视广播。由于该机记录密度低，磁带速度为72．6m2／h，因而进入80年代后便逐渐被25．4mm(lin)B型和C型VTR，M型、M Ⅱ型、Betacam SP等取代。1975年日本Sony公司推出12．7mm Betamax型家用VTR。该机使用156×96×25mm盒式录像带。磁带所用磁粉多是Co-rFe2O3，少数为CrO2。这种产品问世不到1年，日本JVC公司向市场投放了VHS型家用VTR。该机使用188×104×25mm盒式录像带。二者相比，后者的装带量较多，录／放时间长2倍。此后，Sony公司开发成功Betamax Ⅱ、Ⅲ型，JVC公司也于1979年开发成功3倍型VHS系统。Sony公司于1985年1月份推出的CCD-V8家用摄录一体机，走带速度比VHS机慢5%，水平解象力比VHS机高，可达370线。该系统用涂布法制作的8－mm金属磁带，磁能积是VHS带的4倍，磁带盒尺寸为98mm×62．5mm×15mm，体积只有VHS带盒的1／5．5。1989年又推出Hi-Band 8－mm(以下称Hi8)，该机使用涂布法(MP)和蒸镀法(ME)制作的Hi8－mm金属磁带。Hi8－mm(ME)磁带的磁介质层是Co-Ni合金层，矫顽力为83kA／m，剩磁为370mT，比Hi－8mm(MP)磁带更好，FR输出比Hi8(MP)带提高了2dB。而JVC集团也于1986年10月VHS-C摄录一体机，该机使用的是Co-rFe2O3磁带，带盒，为92mm×59mm×25mm，比原VHS带盒大大减小。1987年1月份又推出画质更高的S-VHS摄录一体机，该机使用钴改性γ－Fe2O3磁带，磁粉粒子尺寸为0．15～0．20μm超微细磁粉，磁带的矫顽力为71．6kA／m。剩磁为165mT，保证了S-VHS机的高清晰、低噪声特点。同年Sony公司推出的ED Betacam摄录一体机，使用的是Co-Ni合金斜蒸镀磁带，图像质量远远超过SVHS。磁记录技术在数据存储中也得到较大的发展，特别是计算机技术发展，使得数据存储介质发展更加迅速。1956年美国IBM公司开发了世界第1台磁盘驱动器IBM350，采用609．6mm硬磁盘，构成50片一组的硬磁盘组，总容量为5MB。1973年IBM开发了密封头盘组(HDA)，“Winchester”盘IBM－3340，容量为35／70×2MB。1985年IBM开发成功IBM3380E，总容量为2520×2MB。1986年日本东芝公司开发的钡体氧体磁粉8．89mm盘，容量为4MB。1985年开发成功了IBM3480CrO2计算机磁带，记录容量高达200MB。1992年美国IBM公司通过3M公司首次提供3490E，其非压缩存储容量为800MB，如用在具有信号压缩机构的IBM磁带机上，记录容量可达2．4GB。磁记录介质发展的特点是高密度记录和形体小型化。磁记录技术发展的核心是记录密度，磁记录技术的发展史也可以说是磁记录密度提高的历史。磁记录密度的提高，主要是磁粉、磁头、磁记录方式、伺服定位和信号编码等技术综合进步的结果。(1)磁粉是磁记录介质用的关键性材料，磁粉的剩磁赋予磁记录介质记忆特性，矫顽力赋予磁记录介质的记忆可靠性和稳定性。目前开发的磁粉已有γ-Fe2O3、Co-γFe2O3、CrO2、金属粉(包括合金磁粉)和钡铁氧体磁粉等，形成了两座金字塔，第1座中的磁粉用于纵向磁记录介质，第2座用于垂直磁记录介质。而且越近塔顶磁粉粒子越小，比表面积越大，适用于高密度记录。(2)随着科学技术的发展，记录频率也不断拓宽。使用偏磁直接记录方式录音时的频率范围为20Hz～18kHz，而记录参数测试值或图像信号时的频率范围则为0Hz～6MHz，甚至要拓宽到10MHz，而且还要有正确的相位特性。为此，需要采用调制记录方式，就是以原始信号来改变载波的某些参数，使之随调制信号成比例的变化，从而保证信号在传输过程中具有最小的失真、最大的信噪比。(3)根据磁记录原理，记录速度(V)与记录波长(λ)和频率(f)成正比，频率越高、耗带量也越大。但在研究记录波长(λ)与磁头缝隙(g)之间的关系时，发现磁头缝隙不能无限缩小，一般认为可做到
λmin，所以磁带不需要很宽，从而受到启发提出旋转磁头扫描记录技术。以横向扫描为例，视频扫描磁迹之间有“保护带”以防信号串扰，但视频磁迹与保护带在磁带上占有面积很小，所以大大提高了记录密度，减少了磁带用量。(4)采用磁迹方位不同的方法取消磁迹间“保护带”的技术，称之为方位角技术。由于取消了“保护带”而大大提高了记录密度(VHS型VTR采用±6°，Beta型VTR采用±7°)。(5)采用NT(Non-Tracking)技术，该技术不要求还音准确跟踪录音磁迹，而是还音头以两倍于普通还音头转速的速度扫过4条录音磁迹。也就是说，记录在某一磁迹上的信息，将被还音头扫描4次，每次扫描得到的信息被贮存到内记忆元件中，进行重新组合，然后再送入还音放大器，从而减小还音失真，相应的保证了高密度记录。形体小型化的目的，在于适用、方便。小型化的技术保证，除前面谈到的高密度记录技术外，还有带基的开发。最初用的是纸基或塑料，到1951年美国Do Pout公司开发了聚酯带基(Mylar)，近年为适应新磁记录介质的需要又开发了PEN和Aramid带基等。Aramid薄膜是日本东丽(Toray)公司和Sony公司共同开发的，商品名称为“Mictron”。4μm厚的Aramid膜，其强度相当于10．5μm厚的PET膜。该膜被Sony公司用于当今世界上最小的录音带——Scoopman Micro DAT。近年来，由于微电子技术，特别是LSI技术的发展，促进了数字记录技术发展，而且在音像领域中解决了不少模拟记录，技术难以解决的问题。例如，模拟记录的音／像信号质量随录制、传输和复制次数下降。而数字记录是以脉冲编码进行录制、传输和复制，有了杂波和信号畸变，一般可以通过脉冲整形、纠错使信号复原、重新完整，从而保证信号质量、减小失真。各国或地区的电视制式标准化、不兼容等问题也可以通过数字记录技术的发展得到统筹，节目交换的复杂性也可以得到解决。目前，音频领域涌出了DAT系统、DCC系统和Scoopman Micro DAT系统，视频领域也从部分数字化走向完全数字化，出现了数字分量DVR和数字复合DVR。由于数字记录具有多次复制和长途传输信号质量不变的特点，预见数字化记录技术将在广播领域飞速发展。另外，传统的纵向记录在提高记录密度方面受到诸多限制，特别是自退磁场在纵向记录中对记录密度的提高影响较大，所以，自1977年日本岩崎峻一提出垂直磁记录技术以来，开始研究垂直磁记录。垂直磁记录反映出来的是两个极性相反的饱和磁性状熊可以靠得很近，过渡区很小，可以能记录更多的信号，从而记录密度可以进一步提高。目前、垂直磁记录技术已被日本东芝(Toshiba)公司实用化。继1986年开发成功4MB90mm钡铁氧体软盘后，1987年开发成功道密度为540tpi，容量为16MB的90mm钡铁氧体软磁盘。最近，东芝公司又透露已开发成功超级钡铁氧体磁粉和一种新型MIG磁头，并在此基础上试制成功记录容量达40MB的90mm软磁盘。垂直磁记录技术也正在向音像领域扩展。据目前记录技术发展情况来看，磁光记录和光记录技术也发展很快，不久将会出现磁记录、磁光记录和光记录技术共兴共荣的局面。【参考文献】：1 S．lwasaki，et al．IEEE Trans．Magn．1977，13(5)：12722 T．Yamada，et al．IEEE Trans Magn．1978，23(5)26803 JEl’S VCR Editing Group JEl 1978，5：18～454 泉俊明．实务表面技术，1985；32(10)：5495 Hiroshi Sugaya，et al．Magnetic Recording．1988，3：19～306 岩井幸彦．ビテ才技术ハンドフツク1990．55～727 Noboru Takahashi JE1，1990，4：34～698 石田善之，等．ラジ才技术1991，5：33～469 郑利民，等．世界广播电视，1991，5(10)：30～3510 Magnetic Media International News letter 1991，7(5)：63(化工部磁记录材料情报中心站郭保忠高级工程师)