磁头/磁盘界面薄膜润滑剂流动及损耗特性研究
发布时间：2022-09-30 10:50
随着大数据时代的到来，人们对硬盘存储容量的要求越来越高。减小磁头的飞行高度和采用新型的热辅助磁记录技术是提高硬盘存储密度的有效途径，但这两项技术会使磁盘表面的润滑剂流动及损耗。为了使磁头/磁盘界面保持最佳摩擦学性能并使滑块飞行保持稳定，必须保证磁盘表面润滑剂厚度均匀。因此研究润滑剂在空气动压作用下流动和热源作用下产生损耗的原因，并提出减小润滑剂损耗的方法，对于提高磁头/磁盘界面的可靠性具有重要的意义。 本文基于流体力学中的N-S方程和连续性方程建立了润滑剂流动损耗的理论模型。首先建立了基于F-K模型的修正雷诺方程以求解润滑膜表面受到的空气轴承力。考虑润滑剂分子间作用力，表面张力以及润滑膜表面受到的外力建立了润滑剂在空气动压作用下的膜厚流动方程。随后，考虑热源引入后的蒸发作用建立了润滑剂在热源作用下的膜厚变化方程。文中利用了一个同膜厚和温度相关的粘度表达式以完善理论。 根据平板型和双轨型滑块下的空气轴承力分布，求解得到空气动压下润滑剂的流动。采用去除空气动压下膜厚变化方程中某些项的方法研究引起膜厚变化的主要因素以及方程中其他各因素的作用。针对硬盘驱动器工作时不同的工作条件，讨...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 硬盘的主要组成结构
1.3 提高存储密度的相关技术
1.3.1 改进磁盘的结构
1.3.2 改进磁头结构
1.4 磁头磁盘界面润滑膜国内外研究现状
1.4.1 国外研究现状
1.4.2 国内研究现状
1.5 本文研究的主要内容
第2章 膜厚变化理论模型的建立及求解
2.1 修正雷诺方程的推导
2.2 空气动压作用下的膜厚变化方程
2.3 热源作用下的膜厚变化方程
2.4 膜厚变化方程的求解
2.5 本章小结
第3章 空气动压作用下润滑膜流动特性分析
3.1 润滑剂流动模型的建立及求解
3.2 空气动压作用下润滑剂流动主要影响因素分析
3.3 工作参数参数对于润滑剂流动的影响分析
3.3.1 初始膜厚的影响
3.3.2 磁头飞高的影响
3.3.3 磁盘转速的影响
3.4 本章小结
第4章 热源作用下润滑剂损耗特性分析
4.1 基于 HAMR 技术的润滑剂损耗模型建立及求解
4.2 热源作用下润滑剂损耗主要影响因素分析
4.3 工作参数对于润滑剂损耗的影响分析
4.3.1 初始膜厚的影响
4.3.2 激光功率的影响
4.3.3 激光光斑半径的影响
4.3.4 润滑剂分子重量的影响
4.4 本章小结
第5章 润滑剂膜厚的恢复特性分析
5.1 润滑剂恢复模型的建立及求解
5.2 润滑剂膜厚恢复的主要因素分析
5.3 工作参数对于膜厚恢复的影响分析
5.3.1 初始膜厚的影响
5.3.2 环境温度的影响
5.3.3 极性端基的影响
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]分子间作用力对超低飞高磁头动态飞行特性的影响[J]. 王玉娟,梁丽,陈云飞. 东南大学学报(自然科学版). 2013(06)
[2]磁头面内运动的测量与抑制[J]. 宋南海,孟永钢. 纳米技术与精密工程. 2012(03)
[3]微型硬盘驱动器工作状态下的冲击特性仿真[J]. 魏浩东,敖宏瑞,姜洪源,皮亚东. 振动与冲击. 2011(12)
[4]基于连续模型和离散模型的微尺度三维凸台轴承的气体润滑分析[J]. 张延瑞,孟永钢. 摩擦学学报. 2011(04)
[5]表面粗糙度对硬盘超低飞高气膜静态特性的影响[J]. 史宝军,季家东,杨廷毅. 机械工程学报. 2011(11)
[6]热辅助磁记录技术[J]. 陈进才,陈明,谢长生. 记录媒体技术. 2010(04)
[7]热辅助记录——新型超高密度记录方式的原理与研究进展[J]. 冯小源,郭继花,黄致新. 磁性材料及器件. 2009(05)
[8]信息存储技术的现状及发展[J]. 张立. 信息记录材料. 2006(05)
[9]硬盘磁头-碟界面润滑剂失效机理及添加剂X-1P的性能研究[J]. 吕兴栋,舒万艮,石鹏途,杨明楚. 化学物理学报. 2004(01)
硕士论文
[1]工作状态下TFC磁头热变形对飞行高度的影响研究[D]. 陈漪.哈尔滨工业大学 2013
[2]涉及气体稀薄效应的磁头磁盘空气轴承动力学特性分析[D]. 王希超.哈尔滨工业大学 2013
[3]加载卸载磁头抗冲击特性分析及实验研究[D]. 房华.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3683417
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 硬盘的主要组成结构
1.3 提高存储密度的相关技术
1.3.1 改进磁盘的结构
1.3.2 改进磁头结构
1.4 磁头磁盘界面润滑膜国内外研究现状
1.4.1 国外研究现状
1.4.2 国内研究现状
1.5 本文研究的主要内容
第2章 膜厚变化理论模型的建立及求解
2.1 修正雷诺方程的推导
2.2 空气动压作用下的膜厚变化方程
2.3 热源作用下的膜厚变化方程
2.4 膜厚变化方程的求解
2.5 本章小结
第3章 空气动压作用下润滑膜流动特性分析
3.1 润滑剂流动模型的建立及求解
3.2 空气动压作用下润滑剂流动主要影响因素分析
3.3 工作参数参数对于润滑剂流动的影响分析
3.3.1 初始膜厚的影响
3.3.2 磁头飞高的影响
3.3.3 磁盘转速的影响
3.4 本章小结
第4章 热源作用下润滑剂损耗特性分析
4.1 基于 HAMR 技术的润滑剂损耗模型建立及求解
4.2 热源作用下润滑剂损耗主要影响因素分析
4.3 工作参数对于润滑剂损耗的影响分析
4.3.1 初始膜厚的影响
4.3.2 激光功率的影响
4.3.3 激光光斑半径的影响
4.3.4 润滑剂分子重量的影响
4.4 本章小结
第5章 润滑剂膜厚的恢复特性分析
5.1 润滑剂恢复模型的建立及求解
5.2 润滑剂膜厚恢复的主要因素分析
5.3 工作参数对于膜厚恢复的影响分析
5.3.1 初始膜厚的影响
5.3.2 环境温度的影响
5.3.3 极性端基的影响
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]分子间作用力对超低飞高磁头动态飞行特性的影响[J]. 王玉娟,梁丽,陈云飞. 东南大学学报(自然科学版). 2013(06)
[2]磁头面内运动的测量与抑制[J]. 宋南海,孟永钢. 纳米技术与精密工程. 2012(03)
[3]微型硬盘驱动器工作状态下的冲击特性仿真[J]. 魏浩东,敖宏瑞,姜洪源,皮亚东. 振动与冲击. 2011(12)
[4]基于连续模型和离散模型的微尺度三维凸台轴承的气体润滑分析[J]. 张延瑞,孟永钢. 摩擦学学报. 2011(04)
[5]表面粗糙度对硬盘超低飞高气膜静态特性的影响[J]. 史宝军,季家东,杨廷毅. 机械工程学报. 2011(11)
[6]热辅助磁记录技术[J]. 陈进才,陈明,谢长生. 记录媒体技术. 2010(04)
[7]热辅助记录——新型超高密度记录方式的原理与研究进展[J]. 冯小源,郭继花,黄致新. 磁性材料及器件. 2009(05)
[8]信息存储技术的现状及发展[J]. 张立. 信息记录材料. 2006(05)
[9]硬盘磁头-碟界面润滑剂失效机理及添加剂X-1P的性能研究[J]. 吕兴栋,舒万艮,石鹏途,杨明楚. 化学物理学报. 2004(01)
硕士论文
[1]工作状态下TFC磁头热变形对飞行高度的影响研究[D]. 陈漪.哈尔滨工业大学 2013
[2]涉及气体稀薄效应的磁头磁盘空气轴承动力学特性分析[D]. 王希超.哈尔滨工业大学 2013
[3]加载卸载磁头抗冲击特性分析及实验研究[D]. 房华.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3683417
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