微觀尺度下的硬盤驅(qū)動器浮動塊-磁盤接觸碰撞過程的理論研究.pdf

1、隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，極光滑表面、極小飛行高度以及超高密度是未來硬盤的發(fā)展趨勢。超高密度硬盤的磁頭磁盤間隙將降至5nm以下，將來甚至發(fā)展接觸式頭盤系統(tǒng)，微觀尺度下的界面力和表面粗糙度對頭盤系統(tǒng)的影響已不容忽視。
　　 本文采用修正的Hamaker常數(shù)，推導出適合于浮動塊與磁盤界面的分子作用力計算公式；然后，以雙軌浮動塊和ASS浮動塊為例，采用數(shù)值積分方法，研究了潤滑層對分子作用力與最小飛行高度之間關(guān)系；最后，采用有限體積法數(shù)

2、值計算了楔形浮動塊的氣膜壓力分布，研究了楔形浮動塊考慮潤滑層的分子間作用力與氣膜力耦合后的總承載力與最小飛行高度的關(guān)系。解析結(jié)果表明：當潤滑層厚度小于1nm時，潤滑層能明顯地減小分子作用力；當潤滑層厚度大于2nm時，繼續(xù)增加潤滑層厚度，分子作用力減小幅度降低；潤滑層在浮動塊最小飛行高度小于2nm時對總承載力的影響較大。
　　 當浮動塊與磁盤碰撞時，表面粗糙度對其接觸碰撞特性有一定的影響，因此本文基于統(tǒng)計學接觸模型，假設(shè)粗糙表面微

3、凸體高度遵循Weibull分布和Guass分布。首先根據(jù)KE模型計算上述兩種分布對應(yīng)的接觸力、粘附力以及最大靜摩擦力等接觸界面力；其次，通過計算不同粗糙表面的接觸界面力，發(fā)現(xiàn)粗糙度對浮動塊與磁盤的接觸界面力的影響較為顯著；最后，研究了斜度、塑性指數(shù)以及粘附能對靜摩擦系數(shù)的影響，研究結(jié)果顯示：相同外力作用下，正斜度的靜摩擦系數(shù)要比負斜度的小，塑性指數(shù)越大靜摩擦系數(shù)越小，粘附能大的粗糙表面的靜摩擦系數(shù)也越大。
　　 另外，本文提出了

4、一個浮動塊與磁盤碰撞的簡化模型，討論了碰撞模型成立的假設(shè)條件，并對模型進行了受力分析。首先研究了浮動塊最大位移、最大接觸半徑以及最大接觸壓力等變量隨球體半徑和碰撞速度的變化規(guī)律，研究發(fā)現(xiàn)：碰撞速度越大，球體半徑越小，浮動塊與磁盤的碰撞界面越容易失效；然后，根據(jù)磁盤構(gòu)造，研究了磁盤薄膜層厚度對接觸參數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)薄膜層厚度對浮動塊與磁盤的接觸碰撞影響不大，碰撞特性主要受基板材料的影響；最后，本文引入無量綱粗糙度參數(shù)來研究粗糙度對接觸碰撞的