초록 ▼

본 연구에서는 히스테리시스 특성을 갖는 영구자석기기나 자기기록장치의 해석과 설계를 위한 실용적인 모델링 기법을 개발하기 위하여, 첫째로 히스테리시스 모델링이 가장 정밀한 Preisach 모델을 기반으로 하고 이 Preisach 모델링의 수렴특성을개선하기 위하여 모델링 변수를 M-B로 변경하고, 또한 실제 자성재료로부터 밀도분포함수를 구하는 방법을 개선하였다. 즉 자성체 입자간의 상호작용이 Gaussian 분포를 한다는실험적인 사실을 이용하여 Preisach 밀도분포를 보다 간편하게 구하는 방법을 제시하고 이것을 CoCrT

본 연구에서는 히스테리시스 특성을 갖는 영구자석기기나 자기기록장치의 해석과 설계를 위한 실용적인 모델링 기법을 개발하기 위하여, 첫째로 히스테리시스 모델링이 가장 정밀한 Preisach 모델을 기반으로 하고 이 Preisach 모델링의 수렴특성을개선하기 위하여 모델링 변수를 M-B로 변경하고, 또한 실제 자성재료로부터 밀도분포함수를 구하는 방법을 개선하였다. 즉 자성체 입자간의 상호작용이 Gaussian 분포를 한다는실험적인 사실을 이용하여 Preisach 밀도분포를 보다 간편하게 구하는 방법을 제시하고 이것을 CoCrTa 자기기록재료에 적용하여 실측치와 비교하였다. 그 결과 밀도를 구하는 방법은 기존의 방법보다 매우 간편하였으며, 실측치와의 비교에서 메이저루프는 매우 잘 일치하였으나, 마이너 루프에서는 약간의 오차가 발생하였는데 이는 기존방법의 복잡성과 비정확성에 비하면 실용적이고 정확한 것이라 할 수 있다. 본 연구에서 구한 방법을 자기 기록장치의 해석에 적용하여 기록밀도가 증가할 때 기록매체의 두께와 보자력이 잔류자 화량과 재생전압에 미치는 영향을 해석하여 고밀도 기록장치를 위해서는 매체의 두께를 줄이고보자력을 키우는 것이 유리함을 알 수 있었다.둘째로 이방성이 강한 재료에서만 사용가능한 스칼라 Preisach모델을 확장개선하여 자화량을 벡터로 처리하여 해석할 수 있는 방법을 시도하였다. 즉 Preisach모델을Stoner-Wohlfarth 모델과 결합하여 벡터 히스테리시스 모델링 기법을 만들고 이것을 Co계의 alloy 와 Cr 으로 구성된 thin film 재료에 적용하였다. 자성입자의 배향상태를 구하기위해서 XRD (X-Ray Diffraction) pattern을 이용하였으며 이용하였으며 이를 바탕으로 모델링 para-meter를 순차적으로 구하는 방법을 제안하였다. 본 방법을 적용하여 구한 결과 면내방향으로 인가자계가 가해진 경우의 자화량과 면내방향의 40》로 인가자계가 가해진경우의 자화량의 메이저루프를 실측치와 비교한 결과 매우 잘 일치하였다. 또한 두 종류의 재료에 대하여 인가자계의 각도를 변경하면서 자성체의 보자력의 변화를 구하였는데 모두 실측치와 잘 일치하였다. 본 연구의 결과로 고밀도 기록장치와 고성능 영구자석기기의 수치해석과 설계가 실용적으로 이루어질 기반이 마련되었다.본 연구에서의 결과 밀도분포를 구하는 방법이 실용적으로 개선되고 벡터 히스테리시스모델링의 해석이 가능해져서 인가자계의 방향에 따라 변하는 히스테리시스의 메이저 루프해석이 잘 이루어졌다. 앞으로는 마이너 루프에서도 잘 맞는 벡터 히스테리시스 모델링에 대한 연구가 계속되어야 할 것이다.

Abstract ▼

In this research, the practical modeling method for the analysisof hysteresis in permanent magnet devices or magnetic recording devices are developed.Based on the Preisach model, the M-B variables are adopted for the improvement ofconvergency, and the obtaining method of the Preisach density

In this research, the practical modeling method for the analysisof hysteresis in permanent magnet devices or magnetic recording devices are developed.Based on the Preisach model, the M-B variables are adopted for the improvement ofconvergency, and the obtaining method of the Preisach density is modified. Newmethod is based on the well known experimental fact that the particle interactiondensity in Preisach plane is distributed in Gaussian. Modeling method is applied inCoCrTa magnetic recording media. Compared with conventional method, suggestedmodeling method is very convenient and practical in use. The implemented majorloop coincides with measured very well, but in minor loop there are a little differences.However, this method is more convenient and exact than conventional method.Application result in CoCrTa magnetic recording system shows the fact that thecoercivity and thickness of the media plays a very important role in high densityrecording system.For the implementation of vector hysteresis modeling, Preisach model is combinedwith Stoner-Wohlfarth model. This modeling is applied in Co base alloy with Cr thinfilm media. X-Ray Diffraction pattern is measured to obtain the information of theparticle alignments. We suggested the hierarchical method from this measuredparameter. Vector magnetization of media is simulated and measured in case ofparallel and 40 degree difference in applied magnetic fields and media. The measuredcoincide the implemented very well in major loop. We implement many cases indifferent degree of applied fields and media, and the implemented coercivity coincidesvery well with measured. This results can be adopted in the analysis or design ofrapidly growing high density magnetic recording systems and permanent magnetdevices.In this research, the obtaining method for the Preisach density turns to beconvenient and practical in use, and vectorial hysteresis modeling coincides withmeasured very well in major loop. The advanced method to coincide not only majorloop, but in minor loop is expected to be continued.

목차 Contents

• 제 I 장 서 론...7
• 1-1 연구배경...7
• 1-2 기존의 연구...8
• 1-3 연구의 목적과 범위...9
• 제 II 장 본론...11
• 2-1 Preisach model의 밀도분포함수...11
• 2-1-1 M-B 변수도입...11
• 2-1-2 Gaussian 밀도분포...13
• 2-1-3 모델링 오차검토...13
• 2-1-4 유한요소 해석...16
• 2-1-5 사례 연구...18
• 2-2 Modified Stoner-Wohlfarth Model에서의 자화량 벡타...33
• 2-3 Vector Moving Presach Model에 의한 벡터처리...37
• 제 III 장 결 론...45