CN1715861A - 磨损测量计及使用方法 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
技术领域
本发明涉及磨损测量计，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。
背景技术
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。根据这一发明，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。本发明提供了一种改进的磨损测量计及使用方法来满足这一需求。
发明内容
依照本发明的原理，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发明的目的，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发明的特性和优点，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发明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发明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是一个显示利用本发明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发明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发明的磨损测量计的不按比例的透视图；而
图8a-d是在本发明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度范围内的一个精确固定的值，最好是1度。
虽然在这个实施例中所描述的磨损测量计被设计成模拟扁平轮廓磁头的磨损，然而依据本发明原理的磨损测量计可以被设计成具有浮雕图形状(contoured)的磨损表面来模拟浮雕图形状的磁头。除了磨损表面302不是平坦的之外，模拟具有圆柱轮廓传感表面的磁头的磨损测量计与磨损测量计300相同，该磨损表面具有圆柱轮廓，该圆柱轮廓在磁带移动经过磁头的方向具有曲率。在平坦磨损表面的情况下，浮雕图形状的磨损表面具有透明材料的薄涂层308。或者，根据本发明原理的磨损测量计也可以制成为模拟与移动磁带机械接触的其他元件的磨损，包括但不限于辊子和导杆。用于模拟其他元件的磨损的合适磨损测量计可通过在与移动磁带接触的元件的工作面上提供一个透明材料的薄涂层来制成。
根据本发明实施例的测试方法400在图4中示意图解。该测试包括在测试固定架320上安装磨损测量计300(步骤410)，相对于磨损表面302地定位磁带324，使得边缘304和306处的外包角θ精确为1度(步骤420)，设置期望磁带张力，速度和运行时间(步骤430)，以及在一个方向以期望张力和速度运行磁带一段固定的时间段(步骤440)，最好大约是10个小时或更多。在持续若干小时的运行时间进行磁带的单向运动可以由几种方法实现。对于利用具有有限磁带长度的磁带盒的测试，磁带运行到期望停止位置，磁带停止并且磁头退回，以及磁带倒带并再次停止。磁头与磁带重新接触并且磁带开始运行。这一过程一直重复到累计了足够的单向运行时间。或者，不是为倒带而退回磁头以使其与磁带脱离，而是利用可移动的辊子或空气压力，可以将磁带抬离磁头。另一种可选的测试方法是利用循环磁带环来运行磨损测试。这种方法的不足之处是需要准备适合的用来做磨损测试的各磁带类型的环，并且在开始的几百次循环中磁带的耐磨性迅速降低。
在测试运行周期的终点，接触印记和磨损率由在磨损表面302上的SiO2涂层308的厚度变化显示出来。在入射在涂层308的白色光线照明下，以相对低的放大率观察磨损表面302(步骤450)。根据由于从涂层的顶面反射的光线以及穿过涂层传播并且从磨损表面302反射的光线的干涉效应而产生的颜色变化，观察和定位涂层的厚度变化(步骤460)。最好使用准垂直入射到磨损表面的平面的光线来照明，因为穿过涂层的光线的光程仅是涂层厚度的两倍。对于垂直入射，从厚度为t的涂层的背面反射的光线的延迟为2nt，其中n是涂层的折射率。
因为涂层308的折射率为已知或可以测量出的，利用本领域熟知的薄膜干涉理论的考虑，颜色变化可以容易地转换成涂层的厚度变化(步骤470)。在进行由观察到的颜色到涂层厚度的转换时，必须考虑在入射白色光线的不同光谱分量上的相长干涉和相消干涉效应。对于其折射率小于衬底材料的折射率的涂层，相消干涉的条件是延迟2nt＝λ/2，其中λ是光线的光谱分量在空气中的波长。对于相长干涉，条件是2nt＝λ。针对一种特定的涂层，例如SiO2，以及用来检查磨损测量计的照明条件，可以产生一个显示反射光线的观察颜色的图表，它是涂层厚度的函数。磨损表面上产生反射光线的干涉色的位置的测量提供一个由于磨损而产生的涂层厚度变化的映射。或者，可以使用单色照明进行检查，从而观察到由于涂层厚度变化而导致的相长和相消干涉区域，然而由于使用单波长入射光，对厚度变化的敏感度下降。在磨损表面302的所选择的区域上使用本领域已知的市售光度仪进行表面光度测量，以提供涂层308的干涉测量导出的磨损的定量证实(步骤480)。或者，通过首先用本领域已知的金薄膜覆盖表面(覆金(goldflashing))，可以进行磨损表面上涂层的光学表面光度仪测量。
图5是在白色光线照明下磨损测量计的磨损表面的彩色视图的黑白呈现，其描绘了利用磁带介质进行磨损测试后涂层308的厚度变化。该测试所使用的磨损测量计是一个具有传感表面的磁带记录磁头的行条(rowbar)，该传感表面具有厚度接近75nm的SiO2涂层。由箭头501所示，磁带运动方向是从左至右。窄亮带502显示了磨损测量计的磨损表面的边缘304和306处的磨损，该边缘处出现表面处的磁带包覆(tap overwrap)。亮带503是由形成陶瓷行条衬底(图1)的传感表面上的间隙的氧化铝导致的。对应于前面参照图2讨论的伞区206中的低接触压力的区域512和514在彩色视图下呈现蓝色。这些区域中的低接触压力是由于伞区中磁带与传感表面的分离而导致的，其中由抵抗磁带包覆所强加的弯曲的磁带刚性导致所述伞区。对应于钉扎区中的较高接触压力的宽区域516在彩色视图中呈现深红色。在低接触压力区域512和514与高接触压力区域516之间的转变区域中，可以看到表现为在白色光线检查下的细微颜色改变的涂层厚度渐变。颜色的每个变化均对应于涂层的厚度变化，从而容许利用视觉检查来进行磨损量化。
图6显示了在图5所示的磨损测量计的磨损表面上测量的示范表面光度仪迹线。由箭头601所示，磁带运动方向是从左至右的。图6中，轮廓迹线(profile trace)的左和右边缘处的严重磨损610相应于其中出现磁带包覆的高接触压力区域。轮廓迹线中的凸峰612和614对应于前面参照图2讨论的伞区206中的低接触压力，其中伞区中磁带与传感表面的分离是由抵抗磁带包覆所强制的弯曲的磁带刚性导致的。从凸峰612的顶部向对应于钉扎区208(见图2)的宽中央区域616而测量得到的SiO2涂层的厚度渐减(接近10nm)可以被观察为颜色渐变，该颜色变化是由在白色光线照明下的磨损测量计检查期间如上所述的干涉效应导致的。
图6的表面光度仪迹线可以与图5所示的白色光线照明下磨损表面的彩色视图结合使用，以将磨损的涂层的观察颜色与磨损表面上相同位置处涂层的测量厚度关联起来。对于用于磨损表面上的特定涂层材料，校准图或表可以通过对比观察颜色和涂层厚度来产生。如果在制造磨损测量计中使用恒定的得到良好控制的涂层厚度，则可以生成对比涂层颜色对磨损量的参考图表。参考后面的校准表允许根据观察的颜色直接确定未来磨损测量计测试的定量涂层磨损。
由于SiO2涂层的硬度比典型磁头的磨损表面硬度小，本发明的磨损测量计的使用提供了一个加速的磨损测试。具有仅仅几个小时持续时间的磨损测试模拟了在磁带记录系统中实际磁头的长得多的运行时间的效果。当使用不同的磁带和不同的运行条件，例如磁带速度和磁带张力，运行磁头磨损比较测试时，该加速测试通常是非常期望的。
当运行加速测试时，具备一种在相同操作条件下用实际磁头磨损校准加速测试的方法是有用的。参考图3b，可以通过在带涂层的磨损块301上运行磁带一段时间t1而得到这种校准，此时涂层302在边缘304处刚好磨穿并且磁带接触到磨损块材料。这一点可以通过电流表将衬底接地而检测到。当磁带穿透绝缘涂层时，有小摩擦电流流动。第二个测试在未带涂层的磨损块上执行，并测量在未带涂改的边缘304处发生同等磨损量的时间t2。未带涂层和带涂层磨损块的边缘磨损时间的比值t2/t1给出被应用于带涂层磨损表面上的所有磨损的加速系数。
参考图7a-c可以理解制作磨损测量计300的第一种方法。陶瓷(AlTiC)晶片被切割以形成直线条(四方部分)702，其在与磁带运动垂直的方向上具有通常比磨损测量计的期望长度更大的宽度704。窄槽705被切割成与四方部分702的端面706垂直。四方部分的端面706被研磨并抛光以形成粗糙度最好在范围1-4nm内的平坦磨损表面708。平行于磨损表面708的平面的一行切片709将磨损测量计710块与四方部分702分开。研磨操作磨掉不需要的材料711并形成磨损测量计的空气切削边缘712。之后条被切割成期望的长度。透明材料的涂层714通过真空沉积处理，例如溅射沉积，在磨损表面708上形成以完成磨损测量块。
参考图8a-d可以理解制作磨损测量计300的第二种方法。由AlTiC的毛坯晶片802开始，槽804被切割以形成宽度最好在范围500-1000微米内并且彼此隔开1-3mm的高台806。晶片的顶面808接着被抛光以在高台806上提供粗糙度约为2nm的平坦磨损表面810。接着晶片被沿着槽804的中心809切片以形成具有图8d所示剖面的条。这些条然后被切片成具有用于磨损测量计的期望长度的磨损块811。接着透明材料的涂层812被真空沉积到磨损表面810上从而完成制作过程。这一制作方法是一种非常适合大量生产用于磁带工业的标准磨损测量计的低成本批处理方法。
虽然本发明以最优实施例为参考得以详细地示出及描述，然而本领域技术人员可以理解，在不脱离本发明的实质，范围和教导的情况下可以在形式和细节上做不同的改变。因此，所揭示的发明仅仅被认为是说明性，并且仅由所附权利要求书来限定。
Claims (34)
1.一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。
2.根据权利要求1的设备，其中磨损表面是平坦表面。
3.根据权利要求1的设备，其中磨损表面是在存储介质运动方向具有曲率的圆柱形表面。
4.根据权利要求1的设备，其中涂层由SiO2制成。
5.根据权利要求1的设备，其中从包含SiO2，Al2O3，非晶碳以及蓝宝石的材料组中选择涂层。
6.根据权利要求1的设备，其中涂层具有在50-250nm范围内的厚度。
7.一种用于模拟磁记录头在其与磁性储存介质的界面处的磨损的设备，所述设备包括：
具有基本接近磁记录头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。
8.根据权利要求7的设备，其中磨损表面是平坦表面。
9.根据权利要求7的设备，其中磨损表面是在存储介质运动方向具有曲率的圆柱形表面。
10.根据权利要求7的设备，其中涂层由SiO2制成。
11.根据权利要求7的设备，其中从包含SiO2，Al2O3，非晶碳以及蓝宝石的材料组中选择涂层。
12.根据权利要求7的设备，其中涂层具有在50-250nm范围内的厚度。
13.一种制造用于模拟磁记录头在其与磁性存储介质的界面处的磨损的设备的方法，该方法包括：
制造具有基本接近磁记录头的传感表面的几何尺寸，轮廓和表面光洁度的磨损表面的磨损测量块；以及
在所述磨损表面上沉积透明材料的涂层，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。
14.根据权利要求13的方法，其中磨损表面是平坦表面。
15.根据权利要求13的方法，其中磨损表面是在存储介质运动方向具有曲率的圆柱形表面。
16.根据权利要求13的方法，其中涂层由SiO2制成。
17.根据权利要求13的方法，其中从包含SiO2，Al2O3，非晶碳以及蓝宝石的材料组中选择涂层。
18.根据权利要求13的方法，其中涂层具有在50-250nm范围内的厚度。
19.一种测试磨损测量计的磨损的方法，该磨损测量计模拟磁记录头在其与磁性存储介质的界面处的磨损，该方法包括：
在测试固定架上安装包括具有第一和第二边缘的磨损表面的磨损测量计；
安置磁带并调整在第一和第二边缘处的外包角；
选择磁带张力，速度和运行时间；
在与磨损表面运转接触的状态下运行磁带一段所选的运行时间；
在白色光线照明下检查磨损表面；
记录在磨损表面上观察到的干涉测量颜色变化的位置；以及
将颜色变化转换成磨损表面上透明涂层的厚度变化。
20.根据权利要求19的方法，进一步包括：
在磨损表面上进行表面光度仪扫描。
21.根据权利要求19的方法，其中外包角为1度。
22.根据权利要求19的方法，其中从包含SiO2，Al2O3，非晶碳以及蓝宝石的材料组中选择涂层。
23.根据权利要求19的方法，其中涂层具有在50-250nm范围内的厚度。
24.根据权利要求19的方法，其中白色光线照明垂直入射到磨损表面。
25.根据权利要求19的方法，其中磁带单向运行经过磨损表面。
26.一种制造磨损测量计的方法，包括
获得衬底晶片；
在晶片的顶面切割平行的均匀间隔的槽，以产生均匀间隔的高台；
抛光晶片的顶面以提供高台上的平坦磨损表面；
沿槽中心切片晶片以形成条；
将条切割为期望长度；以及
在磨损表面上沉积透明材料的涂层。
27.根据权利要求26的方法，其中从包含SiO2，Al2O3，非晶碳以及蓝宝石的材料组中选择涂层。
28.根据权利要求26的方法，其中涂层具有在50-250nm范围内的厚度。
29.根据权利要求26的方法，其中衬底晶片由AlTiC制成。
30.一种制造磨损测量计的方法，包括：
获得衬底晶片；
切割晶片以形成直线条；
在条的端面切割出两个平行的间隔的槽，所述槽与条的表面垂直；
研磨并抛光条的端面；
与端面平行地对条进行切片；
去掉端面中平行间隔的槽之外的不需要材料；以及
在端面上沉积透明材料的涂层。
31.根据权利要求30的方法，其中从包含SiO2，Al2O3，非晶碳以及蓝宝石的材料组中选择涂层。
32.根据权利要求30的方法，其中涂层具有在50-250nm范围内的厚度。
33.根据权利要求30的方法，其中衬底晶片由AlTiC制成。
34.一种模拟系统元件在其与研磨介质的界面处的工作面上的磨损的设备，所述设备包括：
具有基本接近系统元件的工作面的几何尺寸，轮廓和表面光洁度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范围内的厚度分隔的前表面和后表面，该厚度适合引起从前表面反射的入射可见光与从后表面反射的光的干涉。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102269679A (zh) * | 2011-06-22 | 2011-12-07 | 红云红河烟草(集团)有限责任公司 | 烟用内衬纸耐磨性的测定方法 |
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Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7509833B2 (en) * | 2004-06-29 | 2009-03-31 | International Business Machines Corporation | Wear gauge and method of use |
| US8542460B2 (en) * | 2008-03-12 | 2013-09-24 | International Business Machines Corporation | Head for tape drive with transversely varying contour |
| GB0911850D0 (en) * | 2009-07-08 | 2009-08-19 | Southside Thermal Sciences Sts | Improved wear resistant and erosion resistant sensor coating |
| US8861132B2 (en) | 2010-07-06 | 2014-10-14 | International Business Machines Corporation | Low friction tape head and system implementing same |
| US8679733B2 (en) | 2011-01-19 | 2014-03-25 | International Business Machines Corporation | Patterning process for small devices |
| US8373944B2 (en) | 2011-05-26 | 2013-02-12 | International Business Machines Corporation | Low friction tape head and system implementing same |
| US8760668B1 (en) * | 2011-08-03 | 2014-06-24 | Us Synthetic Corporation | Methods for determining wear volume of a tested polycrystalline diamond element |
| US9293152B2 (en) * | 2012-01-25 | 2016-03-22 | International Business Machines Corporation | Abrasion test methods and devices |
| US9343084B2 (en) * | 2012-03-14 | 2016-05-17 | Western Digital Technologies, Inc. | Systems and methods for correcting slider parallelism error using compensation lapping |
| US9638614B2 (en) | 2013-12-12 | 2017-05-02 | International Business Machines Corporation | Measuring tape abrasivity and wear of a tape head-type structure |
| CN104458468B (zh) * | 2014-12-04 | 2017-05-10 | 宁波大学 | 一种机械件交界形面的磨损实验装置 |
| US9928855B1 (en) * | 2016-10-31 | 2018-03-27 | International Business Machines Corporation | Tape head and system having asymmetrical construction |
| US9837104B1 (en) | 2016-10-31 | 2017-12-05 | International Business Machines Corporation | Tape head having sensors proximate to an edge |
| US10068591B2 (en) | 2016-12-05 | 2018-09-04 | International Business Machines Corporation | Head having wrap-controlled flexible media interface |
| US10418059B2 (en) | 2016-12-06 | 2019-09-17 | International Business Machines Corporation | Methods for selecting wrap angle for inducing tape tenting above transducer |
| CN111855463B (zh) * | 2020-07-13 | 2021-07-02 | 北京科技大学 | 一种复合材料耐磨性的高通量表征方法 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1320122A (en) | 1971-01-15 | 1973-06-13 | Fulmer Res Inst Ltd | Method and equipment for the determination of the degree of abrasiveness of magnetic tape |
| US4091654A (en) | 1977-04-18 | 1978-05-30 | Memorex Corporation | Magnetic recording member abrasion tester |
| JPS62271215A (ja) | 1986-05-20 | 1987-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ヘツド摩耗試験方法 |
| JPS63163206A (ja) | 1986-12-26 | 1988-07-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 形状測定装置 |
| JPS63222313A (ja) * | 1987-03-11 | 1988-09-16 | Tdk Corp | 磁気ヘツド |
| JPH0725847Y2 (ja) * | 1988-09-14 | 1995-06-07 | ソニー株式会社 | 摩耗試験装置 |
| US4899051A (en) | 1988-12-19 | 1990-02-06 | Eastman Kodak Company | Method and device for simulating thermal effects at the interface of a magnetic head and a recording medium |
| JPH06119613A (ja) * | 1992-10-06 | 1994-04-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気ヘッドおよびその製造方法 |
| JP3083454B2 (ja) * | 1994-07-20 | 2000-09-04 | アルプス電気株式会社 | 磁気ヘッド |
| JPH08194914A (ja) * | 1995-01-13 | 1996-07-30 | Nissin Electric Co Ltd | 磁気ヘッド、それ用のコアおよびそれらの製造方法 |
| US5905613A (en) | 1997-07-18 | 1999-05-18 | International Business Machines Corporation | Bidirectional flat contour linear tape recording head and drive |
| JP4460659B2 (ja) * | 1997-10-22 | 2010-05-12 | 株式会社ルネサステクノロジ | 薄膜の膜厚計測方法及びその装置並びにそれを用いた薄膜デバイスの製造方法及びその製造装置 |
| US6580511B1 (en) * | 1997-10-28 | 2003-06-17 | Reliance Electric Technologies, Llc | System for monitoring sealing wear |
| US6080982A (en) * | 1998-05-13 | 2000-06-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Embedded wear sensor |
| US6626736B2 (en) * | 2000-06-30 | 2003-09-30 | Ebara Corporation | Polishing apparatus |
| JP3903901B2 (ja) * | 2002-10-24 | 2007-04-11 | 株式会社日立製作所 | 薄膜デバイスの膜厚検査方法 |
| US7484400B2 (en) * | 2003-03-07 | 2009-02-03 | Tdk Corporation | Method of testing optical information medium |
| US7509833B2 (en) | 2004-06-29 | 2009-03-31 | International Business Machines Corporation | Wear gauge and method of use |
-
2004
- 2004-06-29 US US10/881,853 patent/US7509833B2/en not_active Expired - Fee Related
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2005
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-
2009
- 2009-02-02 US US12/364,427 patent/US7640788B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102269679A (zh) * | 2011-06-22 | 2011-12-07 | 红云红河烟草(集团)有限责任公司 | 烟用内衬纸耐磨性的测定方法 |
| CN102269679B (zh) * | 2011-06-22 | 2012-12-19 | 红云红河烟草(集团)有限责任公司 | 烟用内衬纸耐磨性的测定方法 |
| CN102539263A (zh) * | 2011-11-29 | 2012-07-04 | 南通大学 | 基于掩蔽处理技术的轻微磨损测量方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4525490B2 (ja) | 2010-08-18 |
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| US7509833B2 (en) | 2009-03-31 |
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