磁頭-磁盤界面薄膜潤滑劑流動(dòng)及損耗特性研究.pdf

1、隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，人們對(duì)硬盤存儲(chǔ)容量的要求越來越高。減小磁頭的飛行高度和采用新型的熱輔助磁記錄技術(shù)是提高硬盤存儲(chǔ)密度的有效途徑，但這兩項(xiàng)技術(shù)會(huì)使磁盤表面的潤滑劑流動(dòng)及損耗。為了使磁頭/磁盤界面保持最佳摩擦學(xué)性能并使滑塊飛行保持穩(wěn)定，必須保證磁盤表面潤滑劑厚度均勻。因此研究潤滑劑在空氣動(dòng)壓作用下流動(dòng)和熱源作用下產(chǎn)生損耗的原因，并提出減小潤滑劑損耗的方法，對(duì)于提高磁頭/磁盤界面的可靠性具有重要的意義。
　　本文基于流體力學(xué)中的N-

2、S方程和連續(xù)性方程建立了潤滑劑流動(dòng)損耗的理論模型。首先建立了基于F-K模型的修正雷諾方程以求解潤滑膜表面受到的空氣軸承力。考慮潤滑劑分子間作用力，表面張力以及潤滑膜表面受到的外力建立了潤滑劑在空氣動(dòng)壓作用下的膜厚流動(dòng)方程。隨后，考慮熱源引入后的蒸發(fā)作用建立了潤滑劑在熱源作用下的膜厚變化方程。文中利用了一個(gè)同膜厚和溫度相關(guān)的粘度表達(dá)式以完善理論。
　　根據(jù)平板型和雙軌型滑塊下的空氣軸承力分布，求解得到空氣動(dòng)壓下潤滑劑的流動(dòng)。采用去除

3、空氣動(dòng)壓下膜厚變化方程中某些項(xiàng)的方法研究引起膜厚變化的主要因素以及方程中其他各因素的作用。針對(duì)硬盤驅(qū)動(dòng)器工作時(shí)不同的工作條件，討論了潤滑膜的初始厚度，磁頭滑塊的飛行高度以及磁盤的轉(zhuǎn)速對(duì)膜厚變化的影響，并提出相應(yīng)的減緩膜厚變化的方法。
　　在考慮熱源的條件下，基于熱輔助磁記錄技術(shù)建立了仿真模型。通過對(duì)比單層玻璃結(jié)構(gòu)磁盤和多層結(jié)構(gòu)磁盤的溫度分布，確定了使用多層結(jié)構(gòu)磁盤建立模型的必要性。通過對(duì)比熱源下膜厚變化方程中各物理量的作用，得出引

4、起潤滑膜損耗的主要原因。分析了熱輔助磁記錄技術(shù)下工作參數(shù)對(duì)潤滑膜損耗的影響，包括初始膜厚、激光的功率、光斑大小和潤滑劑的分子重量。探討了這些參數(shù)改變后膜厚損耗的原因，并以此為基礎(chǔ)提出了減小膜厚損耗的方法。
　　在求解得到空氣動(dòng)壓和熱源作用下潤滑劑膜厚損耗的基礎(chǔ)上，討論了潤滑劑的流動(dòng)恢復(fù)。以膜厚變化方程為基礎(chǔ)，推導(dǎo)了潤滑劑恢復(fù)的方程，闡明了潤滑膜恢復(fù)的原因。最后研究了潤滑劑的初始膜厚、環(huán)境溫度以及極性端基的潤滑劑對(duì)潤滑劑恢復(fù)時(shí)間和速