發(fā)布時(shí)間：2017-07-15 14:24

  本文關(guān)鍵詞：類金剛石磁頭保護(hù)膜表面形貌對(duì)其摩擦性能影響的研究

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【摘要】：機(jī)械硬盤制造行業(yè)中,通常會(huì)在硬盤磁頭表面沉積一層類金剛石保護(hù)膜。為了提高磁頭關(guān)鍵位置的尺寸穩(wěn)定性,研究通過改進(jìn)磁頭生產(chǎn)工藝,得到了兩種包含不同的DLC(類金剛石)膜的磁頭。本文以磁過濾真空陰極弧技術(shù)制備的類金剛石薄膜為研究對(duì)象,經(jīng)過摩擦實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了兩種磁頭的耐磨損性能的差異,研究表明新工藝生產(chǎn)的磁頭耐磨損性能差于舊磁頭。本文分別對(duì)新舊工藝條件下制備的磁頭類金剛石保護(hù)膜進(jìn)行化學(xué)成分、物理結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能等的分析,解釋了DLC膜耐磨擦性能變化的原因,最后提出改進(jìn)方案并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其可行性。采用原子力顯微鏡表征DLC膜的表面形貌和粗糙度。發(fā)現(xiàn)兩種DLC膜表面粗糙度在0.25 nm-0.35 nm之間變動(dòng)。兩種DLC膜的表面呈現(xiàn)不同的形貌,舊工藝生產(chǎn)的DLC膜表面劃痕朝向混亂,而新工藝DLC膜表面劃痕則沿著一定的角度。使用了XPS對(duì)兩種DLC膜的厚度進(jìn)行測量,得到的數(shù)據(jù)表明厚度均符合設(shè)計(jì)要求,兩種DLC膜的厚度均在2 nm左右。進(jìn)行的TEM表征發(fā)現(xiàn)磁頭表面所鍍的DLC膜均在基體表面形成均勻、連續(xù)、致密保護(hù)層,且均和基底之間形成了一定厚度的過渡層。兩種磁頭的俄歇電子能譜表明采用新的工序并沒有引起DLC薄膜成分的太大變化。兩種磁頭表面均是C元素占了70%以上,但由于吸附而附著在磁頭表面上的水使薄膜表面存在一定的O元素。運(yùn)用拉曼光譜對(duì)兩種薄膜進(jìn)行表征,發(fā)現(xiàn)兩種薄膜的G峰位置和I(D)/I(G)值相差不大。運(yùn)用納米壓痕儀對(duì)薄膜的硬度進(jìn)行測量,發(fā)現(xiàn)超薄薄膜硬度的測量受基底影響很大。硬度數(shù)據(jù)表明兩種DLC膜的硬度值相差不超過5%,符合拉曼光譜的分析結(jié)果。本文還通過退火的方法驗(yàn)證了內(nèi)應(yīng)力對(duì)DLC薄膜摩擦性能的影響。退火后薄膜內(nèi)應(yīng)力的減小使兩種磁頭的耐磨擦性能均出現(xiàn)了下降,但CAL磁頭的耐磨擦性能依然比Keeper Free磁頭的耐摩擦性能差。通過對(duì)摩擦機(jī)理的基本理論的分析可知,在本文的摩擦實(shí)驗(yàn)條件下,DLC薄膜的主要磨損機(jī)制為磨粒和剪切磨損。針對(duì)該機(jī)制對(duì)CAL工藝提出改進(jìn)方案,即改變了研磨時(shí)磁條的移動(dòng)速度。對(duì)改進(jìn)后的磁頭進(jìn)行摩擦實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明改進(jìn)后的磁頭耐磨擦性能有明顯的上升,且與Keeper Free磁頭的耐磨擦性能相差不大,符合生產(chǎn)要求。
【關(guān)鍵詞】：類金剛石薄膜 磁過濾真空陰極弧 磁頭 耐磨損性能
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-22
• 1.1 課題來源9
• 1.2 課題研究的背景和意義9-12
• 1.2.1 課題研究的背景9-11
• 1.2.2 課題研究的意義11-12
• 1.3 磁頭和磁頭生產(chǎn)流程簡介12-13
• 1.4 類金剛石薄膜簡介和發(fā)展現(xiàn)狀13-20
• 1.4.1 類金剛石薄膜發(fā)展簡介13-14
• 1.4.2 DLC薄膜簡介14-16
• 1.4.3 DLC膜性能16-20
• 1.4.4 相關(guān)領(lǐng)域研究綜述20
• 1.5 主要研究內(nèi)容20-22
• 第2章 類金剛石薄膜的制備工藝分析和分析方法22-31
• 2.1 類金剛石薄膜的制備22-24
• 2.2 Keeper Free和CAL兩種工藝的區(qū)別及分析24-26
• 2.3 類金剛石薄膜厚度的測量方法26-27
• 2.4 類金剛石薄膜的表征方法27-29
• 2.4.1 俄歇電子能譜儀27-28
• 2.4.2 原子力顯微鏡28
• 2.4.3 透射電子顯微鏡28
• 2.4.4 納米劃痕儀28-29
• 2.4.5 Raman光譜29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 第3章 DLC薄膜耐磨損性能和本征性能的探究31-47
• 3.1 兩種類金剛石薄膜的耐磨損性能的對(duì)比31-37
• 3.2 類金剛石薄膜厚度的測量37
• 3.3 類金剛石薄膜在基體表面的覆蓋程度37-39
• 3.4 類金剛石薄膜表面元素分析39-42
• 3.5 類金剛石薄膜的拉曼光譜分析42-44
• 3.6 類金剛石薄膜的硬度測試44-46
• 3.7 本章小結(jié)46-47
• 第4章 CAL工藝的改進(jìn)和驗(yàn)證47-61
• 4.1 DLC薄膜摩擦現(xiàn)象基本概述47-50
• 4.2 薄膜內(nèi)部應(yīng)力對(duì)薄膜耐磨擦性能的影響50-52
• 4.3 減少空氣中粉塵對(duì)薄膜耐磨擦性能的影響52-53
• 4.4 DLC薄膜表面劃痕的改變對(duì)其摩擦性能的影響53-57
• 4.5 提高磁頭DLC保護(hù)膜耐磨擦性能的措施57
• 4.6 提高磁頭耐磨擦性能措施驗(yàn)證57-60
• 4.7 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 致謝68

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 張艷;東梅;李媚;段早琦;;納尺度下類金剛石(DLC)薄膜摩擦性能研究[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2015年02期

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3 薛海鵬;盧文壯;孫達(dá)飛;王浩;王正鑫;左敦穩(wěn);;納米化學(xué)氣相沉積金剛石的拉曼光譜[J];中國激光;2013年07期

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本文編號(hào)：544357