ナノメータ領域メニスカス力のダイナミクス特性に関する研究

纳米范围弯月面力动力学研究

• 批准号: 12750117
• 负责人: 松岡 広成
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Tottori University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750117/
• 关键词: ヘッド・ディスクインターフェース; コンタクトスライダ; 動的メニスカス力; 振動伝達特性; メニスカスのばね定数; メニスカスの減衰係数; レイノルズ方程式; ラプラスの式; 動的メニスカスカ

近年の機械技術の発展と共に、機械要素は非常に小型化・高精度化し、相対運動する2面間距離も急速に小さくなっている。例えば磁気記憶装置では、その記録密度向上のため、ヘッド・媒体インターフェース(HDI)技術が急速な発展を遂げ、現在では空気膜を介して十数nmの浮上量が実現されている。このような従来の空気膜浮上方式による高記録密度化と共に、さらなる高記録密度化を目指してニアコンタクト方式、コンタクト方式といった次世代の新しいHDI方式も、その実現に向けて精力的に研究が進められている。これらの新しいHDI方式では、ヘッド・媒体間に形成されるメニスカスが、ヘッドの動的挙動に大きく影響することが知られている。そこで、本研究の目的は、固・液接触部に形成されるメニスカスによる吸引力の動的特性を実験的に把握することである。平成13年度は、メニスカスの液量による振動応答の変化を明らかにした。また、理論的解析を行い、メニスカスの動特性に関する基本的性質を明らかにした。とりわけ、メニスカス内部の圧力分布、メニスカスの負荷容量を、微小振動の仮定め下に求めることに成功した。これらは、ラプラスの式を境界条件とし、レイノルズ方程式を解いて得られる。以上のように、平成13年度の研究実施計画である、(a)ナノメニスカスの動特性データ収集と解析、`(b)マクローナノメニスカスの動特性マップの作成に関しては、今後に課題が残ったが、(c)理論的解析と実験結果との比較については、メニスカスの動特性に関する理論的展開を行い、実験と比較できる形の解を導くことができた。

随着机械技术的最新进展，机械元素已经变得非常紧凑且高度准确，并且相对运动的两个表面之间的距离迅速下降。例如，在磁性存储设备中，Head-Media界面（HDI）技术已经进行了快速开发，以提高其记录密度，现在通过空中膜实现了超过数十NM的飞行高度。除了传统的空气膜浮动方法外，正在积极进行研究以实现新的HDI方法，例如接近接触和接触方法，以达到更高的记录密度。在这些新的HDI方法中，众所周知，头部和培养基之间形成的弯月面对头部的动态行为产生了重大影响。因此，这项研究的目的是实验掌握由固态接触部分中形成的弯月面引起的吸力的动态特性。在2001年，我们阐明了由于半月板液体量而导致的振动响应变化。此外，进行了理论分析以阐明半月板动力学的基本特性。特别是，我们成功地确定了半月板内部的压力分布以及弯弯；在微小振动的临时确定下。这些可以通过使用拉普拉斯方程作为边界条件求解雷诺方程来获得这些。如上所述，2001年的研究实施计划，包括（a）纳米杆菌的动态特征数据的收集和分析，以及（b）为宏纳米尼斯考斯创建动态特征图，将来仍然存在，但是（c）比较理论分析和实验结果，实验的理论发展与实验的理论开发有关，并且可能是对解决方案进行了比较的，并且可以比较。

项目成果

H.Matsuoka,T.Kato and S.Fukui: "Surface Forces between Mica Surfaces in Undersaturated Vapor of Hydrocarbon Liquids"Proc.of International Triology Conference. 46 (2000)

H.Matsuoka、T.Kato 和 S.Fukui：“烃类液体不饱和蒸气中云母表面之间的表面力”国际三学会议论文集。

T.Kato, S.Watanabe, H.Matsuoka: "Dynamic Characteristics of an In-Contact Headslider Considering Meniscus Force : Part 1-Formulation and Application to the Disk with Sinusoidal Undulation"Transactions of the ASME, Journal of Tribology. Vol.122. 633-638 (2

T.Kato、S.Watanabe、H.Matsuoka：“考虑弯月面力的非接触式头滑块的动态特性：第 1 部分 - 正弦波动盘的公式和应用”ASME 交易，摩擦学杂志。

松岡広成, 福井茂寿, 加藤孝久: "マクロメニスカスの振動伝達特性之関する研究-動的ばね定数および減衰係数の周波数依存性-"トライボロジスト. 第45巻10号. 757-768 (2000)

Hironari Matsuoka、Shigehisa Fukui、Takahisa Kato：“大弯月面的振动传递特性研究 - 动态弹簧常数和阻尼系数的频率依赖性 -”摩擦学家，第 45 卷，第 10 期。757-768 (2000)

松岡広成,福井茂寿,加藤孝久,北野修: "動的メニスカスのばね係数および減衰係数に関する研究"日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集,2000-5,東京. 13-14 (2000)

Hironari Matsuoka、Shigetoshi Fukui、Takahisa Kato、Osamu Kitano：“动态弯液面的弹簧系数和阻尼系数的研究”日本摩擦学会摩擦学会议论文集，2000-5，东京。

H.Matsuoka, T.Kato, S.Fukui: "Surface Forces between Mica Surfaces in Undersaturated Vapor of Hydrocarbon Liquids"Proceedings of International Tribology Conference Nagasaki 2000. Vol.I. 733-737 (2001)

H.Matsuoka、T.Kato、S.Fukui：“烃类液体不饱和蒸气中云母表面之间的表面力”长崎国际摩擦学会议记录 2000 年。