4.Магнитные ленты (1074562)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Магнитные ленты

• В ЭВМ, выпускавшихся до момента появления и широкого распространения жестких дисков, накопители на магнитной ленте (НМЛ), аналогичные стримерам, использовались как основной постоянный носитель информации (ПЗУ). В дальнейшем, в мейнфреймах НМЛ стали использоваться в системах иерархического управления носителями для хранения редко используемых данных. Некоторое время они достаточно широко применялись в качестве съёмного ЗУ при переносе большого количества информации.

• Широкое распространение ленточных накопителей было связано с большими ЭВМ и, в частности, мейнфреймами IBM. Начиная с представленного в 1964 году семейства IBM System/360, в фирме IBM был принят стандарт 9-дорожечной ленты с линейной записью, который впоследствии распространился также в системах других производителей и широко использовался до 1980-х годов.

• В домашних персональных компьютерах 1970-х и начала 1980-х годов (вплоть до середины 1990-х) в качестве основного внешнего запоминающего устройства во многих случаях использовался обычный бытовой магнитофон или, изредка, специальные устройства на его основе с автоматическим управлением. Эта технология была недостаточно приспособлена для компьютерных нужд, зато была весьма дёшева и доступна для домашнего пользователя.

• Базовые методы занесения информации на магнитную ленту в стримерах:

• линейная магнитная запись

• наклонно-строчная магнитная запись

Линейная магнитная запись

• При использовании данного метода записи данные записываются на ленту в виде нескольких параллельных дорожек. Лента имеет возможность двигаться в обоих направлениях. Считывающая головка во время чтения неподвижна, также как и записывающая во время записи. По достижении конца ленты считывающая/записывающая головка сдвигается на следующую дорожку, а лента начинает двигаться в противоположном направлении.Технология по сути аналогична бытовому аудиомагнитофону. Возможно применение нескольких головок, которые работают с несколькими дорожками одновременно (многодорожечный стример). В современных устройствах этот метод доминирует.

Наклонно-строчная магнитная запись

• Если используется данный метод, то блок головок записи-воспроизведения (БГЗВ) размещается на вращающемся барабане, мимо которого механизм протягивает ленту, при чтении и записи. Запись при этом ведётся в одном направлении. Данный способ записи предполагает наличие коротких поперечных дорожек на поверхности ленты. Технология по сути аналогична бытовому видеомагнитофону. Наклонно-строчный метод был изобретён, чтобы добиться более высокой плотности записи, чем при линейном методе, без необходимости уменьшения зазора в головках и увеличения скорости движения ленты (однако в настоящее время эти технические ограничения преодолены и в рамках линейного метода).

• В настоящее время на рынке доминируют стримеры, соответствующие линейке стандартов LTO (Linear Tape-Open).

• Технология LTO была разработана в 1998 году совместно тремя крупнейшими производителями накопителей на магнитной ленте — IBM, Hewlett-Packard и Seagate Technology. Позже ленточное подразделение Seagate Technology было приобретено компанией Quantum (англ.), занявшей таким образом одну из ведущих позиций в консорциуме LTO, и к консорциуму присоединился также ряд других фирм.

• На основе технологии LTO первоначально были разработаны два формата — Ultrium и Accelis. Формат Ultrium, с которым работают все современные устройства LTO, оптимизировался под наиболее производительную запись данных (задачи резервного копирования). Формат Accelis изначально предназначался для оптимизации под наиболее производительное чтение (задачи доступа к большим объёмам информации в ленточных библиотеках), был реализован в системе IBM Magstar MP 3570, но на реальных задачах не смог показать преимуществ перед Ultrium, и его использование было прекращено. В новейших современных устройствах (2010 год) используется технология Ultrium LTO пятого поколения (LTO-5).

• LTO-5 обеспечивает запись на одну кассету 1.5 Тбайт несжатых данных, что условно соответствует 3 Тбайт с применением аппаратного сжатия (в маркетинговых целях для поколений 1-5 предполагается средний коэффициент сжатия 2:1, для поколений 6-8 — 2.5: стримерах LTO используются картриджи (кассеты) типа RW (англ. Read/Write — обычная лента для чтения и записи), типа WORM (англ. Write Once, Read Many — картриджи со специальной электронной схемой, допускающей только однократную запись и многократное чтение), а также чистящие картриджи (UCC, англ. Universal Cleaning Cartridge), совместимые со всеми устройствами, для проведения технического обслуживания стримера.

• Цвета картриджей LTO Ultrium стандартизированы большинством производителей, чтобы легко визуально отличать различные поколения.

• Лента внутри картриджа LTO наматывается на одну катушку, являющуюся при установке картриджа подающей. На конце ленты закреплён специальный концевик, который используется накопителем для надёжного захвата ленты и фиксации её на приёмной катушке, находящейся внутри накопителя.

• Другие стандарты накопителей на магнитной ленте использовали другие способы её подачи на приёмную катушку. В 9-дорожечных накопителях мейнфреймов свободный конец ленты захватывался потоком воздуха и пневматически подавался на приёмную катушку. В картриджах DLT для захвата конца ленты используется отверстие в ленте(рис.1.1).

• Основные характеристики надёжности картриджей LTO:

• • Срок хранения от 15 до 30 лет.

• • Приблизительно 260 полных записей ленты.

• • 5000 загрузок/выгрузок картриджа[14].

• На характеристики надёжности при реальном использовании значительно влияет ряд факторов:

• • Регулярная запись только 50% ёмкости ленты приводит к уменьшению в 2 раза количества проходов по ленте и, таким образом, удваивает срок службы.

• • LTO использует автоматическое чтение после записи для немедленной проверки только что записанных данных, но некоторые системы резервного копирования дополнительно выполняют отдельное чтение ленты для проверки записи. В таком случае количество проходов по ленте удваивается, и срок службы ленты сокращается вдвое.

• В настоящее время компаниями IBM Research и FujiFilm представлена технология, позволяющая записывать до 35 терабайт данных на ленточном картридже, сопоставимом по размерам с LTO. Открытым, однако, пока остаётся вопрос об обеспечении достаточной пропускной способности интерфейса подключения устройства и блоков самого устройства: современным устройствам LTO-5, ориентированным на подключение по интерфейсу 6 Гбит/с SAS с фактической пропускной способностью 140 Мбайт/с, потребовалось бы около 3 суток для записи 35 терабайт данных.

Характеристики ферропорошков

• Основные типы ферропорошков, используемые в качестве запоминающей среды в носителях магнитной записи, — это ферромагнитные окислы железа, кобальтированные порошки, модифицированная Сг02, металлические порошки и др.

• Ферромагнитные высокодисперсные окислы железа относятся к числу
  наиболее массовых материалов, традиционно используемых в качестве
  запоминающей среды в носителях магнитной записи с ферролаковым
  рабочим слоем. К числу достоинств ферроокислов железа относятся:
  стабильность состава,технологичность процессов получения,широкий «спектр»
  структурных, магнитных и технологических свойств,возможность модифицирования и др.

• В то же время широко распространенному ферропорошку игольчатой присущ ряд недедостатков;. Высокая степень дефектности микрочастиц и их поверхности (рис. 4.1), наличие на поверхности микрочастиц водорастворимых примесей, отрицательно влияющих на реологические свойства ферролаков на таком порошке, гигроскопичность и др.

• Основной тенденцией применения ферропорошков данного типа следует считать переход на использование в магнитных носителях микрочастиц игольчатой формы, однородных по размерам и магнитной структуре, обладающих высокой ориентационной способностью в рабочем слое носителей. Для такого ферропорошка характерна пониженная микропористоть частиц или, другими словами, повышенная степень монокристалличности и низкая степень агрегированности. Разработка малопористой является принципиально новым направлением совершенствования ферропорошков.

• Данные об основных магнитных свойствах игольчатой у-Ре203, используемой в современных носителях магнитной записи, приведены в табл. 4.2. Приведенные данные об игольчатой 7-Ре203 свидетельствуют об улучшении ее магнитных свойств по сравнению с 1975—1978 гг.

Модифицированная двуокись хрома

• Модифицированная двуокись хрома весьма широко используется в носителях магнитной записи. Достоинства этого ферропорошка'общеизвестны. Однако по мере изучения работоспособности носителей магнитной записи на Сг02 непосредственно в аппаратуре выявилось, что этим носителям присуща повышенная абразивность рабочего слоя. Поэтому временно сократились масштабы использования модифицированной Сг02 в МЛ шириной 3,81 мм для бытовых магнитофонов. Произошла специализация областей применения ферропорошка данного типа в носителях.

• Сущность данного конструктивно-технологического решения заключается в последовательном нанесении на полимерную основу «толстого» нижнего слоя, содержащего игольчатую толщиной около 4 мкм, предназначенного для записи низкочастотных сигналов, и прецизионного верхнего слоя толщиной 1... ...2 мкм, содержащего модифицированную и используемого для высокочастотной записи.

• Качество МЛ на модифицированной_ обеспечивается не только за счет использования этого ферропорошка, а также благодаря введению в состав рабочего слоя МЛ ряда других компонентов: диспергатора, пластификатора, антистатика (газовой сажи), смазки (стеаратов, лаура-тов) и др.

• Основным направлением совершенствования порошка модифицированной является повышение ее коэрцитивной силы от 36... 38 кА/м и более при одновременном «укорочении» игольчатых микрочастиц до 0,3 мкм и менее (рис. 4.5 и 4.6).

Структурные особенности ферропорошка

• Качество ферропорошка как компонента ферролака определяется строением его микрочастиц, характером межатомных связей в кристаллической решетке, наличием дефектов строения и другими факторами. Так как в ферролаках присутствуют окислы металлов, сплавы, в том числе ферриты сложных составов, эффективность диспергирования ферропорошка в пленкообразующем во многом определяется типом порошка. Химический состав ферропорошка важен не только при подготовке к диспергированию, но и в процессе диспергирования: регулирование химического состава ферропорошка (методами тонкой химической очистки либо введением необходимых примесей) позволяет создать условия для получения полиморфных модификаций ферропорошка и, таким образом, влиять на степень дефектности поверхности его микрочастиц.

• Степень дефектности микрочастиц ферропорошка оказывает влияние на смачиваемость, диффузионную проницаемость, реакционную способность, адсорбционные свойства поверхности и т. д. Особенности структуры ферропоршка имеют, следовательно, значение для оптимальной организации процесса его диспергирования в пленкообразующем (рис. 4.13 и 4.14). От этих особенностей зависят и технологические свойства ферропорошка,. определяющие характер его взаимодействия с пленкообразующим.

• Рассмотрение вопроса о влиянии структурных особенностей ферропорошка на его диспергируемость в пленкообразующем будет неполным без упоминания о важности для процессов диспергирования плотности его микрочастиц.

• Форма микрочастиц ферропорошка сильно влияет на магнитные свойства носителей магнитной записи и на всю совокупность их рабочих параметров. Тем не менее влияние фермы микрочастиц ферропорошка на процессы его диспергирования в пленкообразующих остается практически не изученным. На основании немногих наблюдений можно заключить, что ферропорошки, для микрочастиц которых характерна анизотропия формы, обладают большей склонностью к агрегированию, чем ферропорошки с микрочастицами сфероидальной либо октаэдрической формы; форма микрочастиц ферропорошка влияет также на его укрывистоеть, другие технологические свойства и, следовательно, во многом определяет способность ферропорошка к диспергированию. Если процесс диспергирования протекает энергично, первоначальная форма его микрочастиц в процессе измельчения
  может измениться. С другой стороны, изменения кинетических и других
  условий приготовления ферролаков также являются следствием изменения
  формы микрочастиц' ферропорошка в процессе диспергирования.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ФЕРРОПОРОШКОВ К ВВЕДЕНИЮ В СОСТАВ ФЕРРОЛАКА

• Причиной неудач в области технологии порошковых носителей магнитной записи (МЛ и МД) зачастую является пренебрежение вопросами технологической подготовки ферропорошков к введению в рецептуры ферролаков. Заблуждением оказывается представление о том, что поступление на предприятие-изготовитель носителей магнитной записи ферропорошка, показатели которого отвечают «нормам ТУ», гарантирует его успешное использование в производстве.

• Показатели ТУ, на которые ссылаются производственники (а порой и разработчики носителей магнитной записи) не отличаются полнотой, а иногда и недостаточно достоверны и обоснованны. Это относится прежде всего к показателям ТУ на ферропорошки , касающимся его общего влагосодержания и содержания водорастворимых сульфатов. Присутствие в ферропорошкевлаги в количестве 0,25 ... 0,35 % и сульфатов в количестве 0,65... 0,8 % свидетельствует, казалось бы, о пригодности порошка к использованию в технологии носителей магнитной записи.

• За рубежом выпускается промышленное оборудование для технологической подготовки материалов-наполнителей к введению в состав лаков (в том числе и ферролаков), красок, паст, эмалей и т. д. Представляют интерес особенности этого оборудования и его возможности для совершенствования порошковых носителей магнитной записи. Технологию изготовления МЛ и МД следует считать устаревшей, если в качестве одной из важнейших стадий технологического процесса в ней отсутствует стадия подготовки ферропорошка к введению в состав приготовляемого ферролака. Стадия эта включает следующие технологические операции: дезагрегирование ферропорошка в сухом состоянии; отмывку ферропорошка от водорастворимых примесей (в некоторых техпроцессах эти операции совмещены по времени); сушку порошка; фракционирование порошка; приготовление, в случае необходимости, смесей ферропорошков с
  функциональными добавками Минерального происхождения.

• На рис. 4.19 показан общий вид лабораторной режущей мельницы Пульверизетте 15, предназначенной для сухого измельчения гранулированных порошков. Существует также оборудование для дезагрегирования порошков в промышленных масштабах. В качестве примеров могут служить дезинтегратор фирмы РготіИ (Франция) с частотой вращения, ротора ІІ500... 3000 мин-1 производительностью более 100 кг/ч; роторная мельница для размола гранулированных сыпучих материалов фирмы Ваиегтеізтег йтЬХ (ФРГ) с частотой вращения ротора 10 000 мин-1 производительностью более 20 кг/ч.

• Отмывка ферропорошка от водорастворимых примесей.

• Высокопроизводительное оборудование для отмывки ферропорошков от водорастворимых примесей разработано как у нас в стране, так и за рубежом. Одно из отечественных устройств такого рода (рис. 4.22) содержит циркуляционный насос 1, соединенный трубопроводом 2 с соплом 3 и трубопроводом 4 с дном цилиндрической камеры 5, имеющей возможность размещения в ней суспензии ферропорошка и снабженной крышкой 6. Устройство предназначено [26] для улучшения отмывки ферропорошка от сульфат-иона. Это достигается дополнительным введением в состав устройства направляющего патрубка 7 и цилиндрического кожуха 8, укрепленного в крышке цилиндрической камеры соосно последней, причем направляющий патрубок расположен напротив сопла, установленного в другом торце кожуха, а сам торец выполнен перфорированным.

• Имеется также устройство (рис. 4.23), отличающееся тем, что для ускорения отмывки ферропорошков от водорастворимых сульфатов в нем дополнительно соосно на валу установлены диски с отверстиями, причем диски вращаются в суспензии порошка внутри цилиндрической камеры.

• Сушка ферропорошков

• Сушка ферропорошка, как и операция очистки от примесей, относится (по условиям и режимам) к числу технологических секретов фирм-изготовителей носителей магнитной записи. Это и понятно, так как остаточная влага резко ухудшает реологические свойства ферролаков для МЛ (рис. 4.24, 4.25) и свойства самого порошка. Еще более ощутимо отрицательное воздействие влаги в ферропорошке на эксплуатационную надежность носителей и, прежде всего, на износостойкость их рабочего слоя.

• Оборудование для составления рецептур ферролаков

• В связи с тем, что стадия составления полной рецептуры ферролака (т. е. рецептуры, содержащей все без исключения компоненты лака, без дополнительной корректировки количеств содержащихся в ней компонентов, ВТОМ числе растворителей) в технологии носителей магнитной записи является важной самостоятельной стадией технологического процесса, она в аппаратурном отношении обеспечивается и «собственным» технологическим Оборудованием. Производители носителей магнитной записи располагают большим парком смесительного оборудования — от лабораторного до крупнотоннажного.

• Производственные смесительные установки типа Кошта (рис. 6.10) применяются в технологических линиях лакокрасочных производств и используются в сочетании с промежуточными емкостями и мельницами предварительного дробления, встроенными в различных сочетаниях в технологические линии. Для таких смесителей характерным является сочетание смешения с предварительным размолом материала-наполнителя (ферропорошка), повышенная производительность, непрерывный режим работы, отсутствие пузырения приготовляемого продукта (ферролака) перед его дальнейшим использованием (перед нанесением лака на полиэтилентерефталатную основу); повышенная степень гомогенности состава приготовляемого лака. Из рассмотрения рис. 6.10 также следует, что сердцевиной смесителей рассматриваемого типа является мельница с расположенными друг над другом и работающими в горизонтальном положении корундовыми дисками (для гомогенизации составов ферролаков корундовые диски могут быть заменены зубчатыми стальными дисками). Предусмотрена также возможность герметизации смесительной камеры, а также работы ее в режиме рециркуляции.

• В нашей стране также разработано оборудование, предназначенное для смешения компонентов ферролаков (рис. 6.11 и 6.12). Устройство, изображенное на рис. 6.11, содержит мешалку /, предназначенную для перемешивания ферролака, находящегося в емкости 2, соединенной через выходной клапан 3 с выходной магистралью 4, и бункер-дозатор 5 жидких компонентов лака. Последний через входной клапан 6 связан с источником сжатого воздуха, а через управляющий вентиль 7 патрубком 5 с емкостью 2. Особенностью смесителя является то, что для повышения степени гомогенности ферролака в состав смесителя дополнительно введена втулка 3, закрепленная на стенке емкости 2 и соединенная в ее средней части с концом патрубка 8, выполненная со сквозными отверстиями 10, расположенными вдоль втулки против поверхности ферролака в емкости 2, причем диаметр каждого сквозного отверстия втулки 9 меньше диаметра другого отверстия, расположенного ближе к оси вращения мешалки

• Особенностью другого устройства [54] для смешения компонентов ферролаков и составления рецептур лаков (рис. 6.12) является то, что для ускорения процесса гомогенизации состава лака (т. е. смешения ферропорошка с компонентами органической природы) в устройстве применены воронкообразный бункер / для ферропорошка, предварительно дезагрегированного в сухом состоянии, тонкостенный трубопровод 2 из немагнитного материала, соединяющий бункер 1 с емкостью 3 скоростного смесителя, включенные последовательно источник 4 постоянного тока, прерыватель 5 и обмотка соленоида. При этом трубопровод 2 размещен внутри обмотки 6.

• Размольное оборудование. Шаровые мельницы являются исторически первым и до последнего времени практически важным типом размольного оборудования, используемого в практике производства ферролаков для носителей магнитной записи.

• Бисерные мельницы используются наряду с шаровыми для приготовления ферролаков. В ряде случаев предварительный размол ферропорошка ведется в шаровых мельницах, а его окончательное микроизмельчение — в бисерных. Возможны также трехступенчатые схемы размола порошков: первичное дробление (сухой размол крупных гранул ферропорошка в дезинтеграторах, молотковых, воздушных мельницах); вторичное дробление («мокрый» размол гранул ферропорошка в шаровых мельницах); окончательное дробление (собственно диспергирование вплоть до отдельных микрочастиц либо их агрегатов размерами в несколько мкм) в бисерных мельницах. Стабильность работы бисерных мельниц, как и любого другого размольного оборудования, не постоянна во времени; об этом свидетельствует определенная невоспроизводимость приготовляемых в «стандартных» условиях ферролаковых композиций по степени дисперсности материала-наполнителя.

• Еще один вариант конструкции бисерной мельницы приведен на рис. 6.15. Мельница предназначена для диспергирования гранулированных и дезагрегированных порошков (в том числе и ферропорошков) в пленкообразующих, т. е. для приготовления лакокрасочных систем с поливными вязкостями 500 ... 3500 сП (к категории которых относятся и ферролаки). Степень наполнения размольной камеры шариками достигает 85%. Особенность мельницы состоит в том, что вал мешалки выполнен в виде полого цилиндра, я на внутренних стенках размольной камеры и на валу мешалки имеются контрстержни, обеспечивающие одинаковый эффект диспергирования ферропорошка в любой точке камеры. Благодаря определенному пространственному расположению контрстержней в размольной камере мельницы образуется 6... 7 кольцеобразно расположенных зон интенсивного диспергирования ферропорошка. Интенсивность размола гранул порошка настолько высока, что производительность мельницы не падает при относительно низкой частоте вращения мешалки.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций