·开发与创新·

4 结论

根据硬盘磁记录的工作原理可知， 磁头输出电信号

的强弱反应了磁头飞行高低的变化 ， 因此本文通过测试

硬盘在低频率振动下， 磁头电信号的变化情况来分析磁

头的飞行姿态变化。 由实验分析得出随着激振频率的增

加， 电压输出值的波动也相应得增加， 磁头的振动幅度

也 增大 。 当激振频率小于

25Hz

时 ， 其电压输出值 的 波

动很小， 输出结果有一定的规律性， 磁头在磁盘表面的

振动波度也很小。 因此不影响其信号的读出质量。 当频

率 大 于

50Hz

时 ， 电压输出波动幅度就比较大 。 磁头 在

磁盘表面的振动幅度也比较历害。 在

30Hz

和

60Hz

时硬

盘都有共振现象，

60Hz

的共振现象比较明显。

参考文献：

[1] 党根茂.气体润滑技术[M].南京:东南大学出版社，1990.

[2] 靳兆文.气体润滑技术及其研究进展[J].GM 通用机械.2007，3.

[3] (美)伯纯，车晓东，廖 嘉 霖 ，金 庆 原 （译 ）.磁 记 录 原 理 论[M].复 旦 大

学，2007.

[4] 王翔，蔡长波. 硬盘磁记录介质的现状与发展[J].材料导报，2000，11.

[5] 王辉，黄致新，张峰，等.硬 盘 磁 记 录 介 质 的 发 展 与 展 望[J].信 息 记

录材料，2006，3.

[6] 章吉良.磁记录原理与技术[M].上海交通大学出版社，1990.

[7] 谢霞玲，滕先伟.硬盘维修从入门到精通[M].机械工业出版社，2009.

（上接第

22

页）

从结构上讲， 石墨晶体具有典型的层状结构， 在每

一层内 ， 碳原子以

sp

2

杂 化 的 方式 与 邻 近 其 它 三 个 碳 原

子形成三个共平面的

∏

键， 这些共平面的碳原子在

∏

键

作用下形成大的六元环网络结构， 并连成片状结构， 形

成二维的石墨层， 每个碳原子的未参与杂化的电子在平

面的两侧形成大

∏

共轭体系； 在层与层之间是以分子间

作用力——

—范德华力结合在一起 （理想的石墨层面间距

约为

0.3354nm

，碳 六 元 环 的 相 邻 原 子 间 距 为

0.1415nm

）。

由于同一层的碳原子以较强的共价键结合 ， 使石墨的熔

点 很 高 （

3850℃

） 但 由 于 层 间 的 分 子 间 作 用 力 是 非 键

力， 比化学键弱， 容易滑动， 使石墨的硬度很小并且具

有 润 滑 性 。 同 时 ， 由 于 大

∏

共 轭 体 系 中 的 电 子 离 域 运

动，

∏

电子易流动而具有良好的导电性。

由于 锂 离 子 的 半 径 为

0.078nm

， 远 小 于 石 墨 微 晶 间

的层间距离， 因此， 可用充电的方法使锂离子嵌入到石

墨层间， 分布在碳原子的六元环中间； 也可以用放电的

方法脱嵌锂离子。 由于锂离子在石墨中的最大理论嵌入

状态为锂离子分布在所有不相邻的六元环中间 ，

L

i

与

C

的 化 学 计 量 比 为

1∶6

， 因 此 ， 石 墨 负 极 的 理 论 容 量

C

0

=

372.22mA

·

h/g

。

石墨类负极材料是商品化锂离子电池常用的负极材

料。 不仅结晶度和微观构造影响石墨材料用作锂离子电

池负极材料的电化学性能， 电解液的组成也在很大程度

上影响其嵌锂容量寿命和倍率充放电性能等 。 因此， 石

墨类负极材料的研究焦点主要有： 不可逆容量损失的机

理和抑制方法， 石墨结构与电化学性能的关系和电解液

体系的最优化等。

硅材 料 ： 硅具 有

4200 mA

·

h/g

。 的 超 高 理 论 嵌 锂 容

量， 是一类有发展前景的负极材料。 然而， 单质硅的首

次不可逆容量特别高， 循环性能差。 碳可以与硅结合形

成稳定的

C-Si

复合材料， 使负极材料同时具有高容量，

稳定 性 好 和 安 全 等 突 出 优 点 。 制 备 优 良

C-Si

复 合 材 料

的关键有两点： 一是硅需要均匀地分布在碳基体中， 二

是硅的含量要适中， 这方面的研究工作正在取得进展。

（

3

） 金 属

-

无 机 非 金 属 复 合 负 极材 料 。 这 类 材 料 主

要包括金属

-

碳复合物和金属

-

硅复合物等， 这些材料在

嵌锂容量、 电极导电性和倍率充放电性能方面明显优于

相应的单相材料。 金属与碳的复合可以使材料兼有金属

的高容量和碳材料的优良的循环性能 ， 如金属与碳纳米

管 的 复 合 材 料 不 仅 可 以 大 幅 度 增 加 材 料 的 嵌 、 脱 锂 容

量， 也可以利用金属与纳米管在充、 放电过程中的协同

效应改善电 极 的 循 环 性 能 。 金属

-

硅 复 合 材 料 具 有 很 高

的嵌锂容量， 但循环性能差。

3 发展展望

低成本、 高性能、 大功率、 高安全、 环境友好是锂

离子电池的发展方向。 锂离子电池作为一种新型能源的

典型代表， 有十分明显的优势， 同时有一些不足需要改

进。 可以预料， 随着研究的深入， 从分子水平上设计出

来的各种规整结构或掺杂复合结构的正负极材料以及相

配套的功能电解液将有力地推动锂离子电池的研究和应

用。 锂离子电池将会是継镍镉、 镍氢电池之后， 在今后

相当长一段时间内， 市场前景最好、 发展最快的一种电

池。 锂离子电池已经创造了辉煌， 而未来必将有更大的

辉煌。

参考文献：

[1] 李明月，陈科峰.新型 锂 离 子 电 池 材 料 研 究 进 展[J].化 工 生 产 与 技

术，2010，4.

[2] 黄可 龙 ，王 兆 翔 ，刘 素 琴.锂 离 子 电 池 原 理 与 关 键 技 术[M].化 学 工

业出版社，2008.

[3] 郑红河.锂离子电池电解质[M].化学工业出版社，2007.

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