固体润滑剂在Ni-Cr合金/Si_3N_4摩擦副界面的转移行为与摩擦学研究

考察了Ni-Cr-CaF2,Ni-Cr-PbO合金分别与Si3N4配副下的摩擦学性能,运用扫描电镜分析了固体润滑剂在Ni-Cr合金/Si3N4摩擦副界面的转移行为。结果表明,转移膜中CaF2的存在有利于在Si3N4陶瓷上形成有效的转移膜,但是CaF2未在摩擦界面优先转移,而软金属Pb与Si3N4陶瓷的润湿较差,不能在Si3N4陶瓷上形成软金属Pb的完整转移膜。

微织构对铜基自润滑复合材料摩擦磨损性能的影响

目的针对活塞环在高温高压、循环往复的惯性力等工况下与气缸极易磨损的问题,以栓盘模型为试验对象,研究圆形微织构对铜基自润滑复合材料的摩擦磨损性能,以期提高两者的耐磨损性能。明确微织构在不同工况下与复合材料摩擦磨损行为之间的联系,建立表面微织构设计准则。方法采用CT-MF20型光纤雕刻激光打标机在45#钢表面加工制备出直径为0.2 mm的圆形微织构,并通过栓-盘形式在HT-1000型摩擦磨损试验机上对圆形织构化45#钢进行摩擦性能试验,考察圆形微织构在不同载荷(2、10、20N)及不同滑动距离(1.88 m和18.84 m)下的摩擦磨损情况,而且借助扫描电子显微镜(SEM)分析摩擦表面的显微结构和形貌,通过能谱仪(EDS)结果分析摩擦表面元素积累情况。此外,为了与之形成对比每组均设有无织构的45#钢试验。结果在摩擦试验中,载荷为20 N、滑动距离为18.84 m时圆形织构的摩擦磨损性能最优,平均摩擦因数降幅随着滑动距离的增加从11%增加到23.5%,同时栓和盘表面形貌磨损也明显比其他条件的试件要小。在EDS结果中发现圆形织构表面的氧元素更多,集中分布在织构里。结论当载荷为20 N、滑动距离为18.84 m时,圆形织构的减摩效果最好,摩擦因数稳定,栓盘磨损表面变得光滑,这归因于圆形织构盘表面棘轮效应明显,并形成连续稳定的转移润滑膜,从而减小磨损。

头/盘界面对润滑剂转移行为及分布的影响

为进一步提高磁头飞行的稳定性,增加硬盘存储容量,采用分子动力学方法研究磁头磁盘接触条件下盘片上类金刚石薄膜(DLC)层粗糙度、DLC表层官能团比例及单个润滑剂分子中羟基数对润滑剂转移行为及润滑剂在盘片表面分布的影响.研究结果表明:降低DLC层粗糙度,增加DLC表层官能团比例都将降低磁头磁盘间的润滑剂转移量;当磁盘表面存在物理吸附态的润滑剂分子时,增加单个润滑剂分子中的羟基数也可降低润滑剂转移量;但降低DLC层粗糙度或同时增加DLC表层官能团的比例和单个润滑剂中羟基数会增加润滑剂在盘片表面堆积的高度,进而降低磁头飞行稳定性.综合考虑润滑剂转移量和润滑剂在磁盘表面堆积厚度对磁头飞行稳定性的影响,DLC层粗糙度应降低至约0.07 nm,DLC表层官能团比例增至约80%,单个润滑剂分子中的羟基数量应少于8个.

氦-空混合气体下热辅助磁存储头盘界面润滑剂迁移机理

为了提升硬盘读取数据的效果,进一步增加硬盘的存储量,对头盘界面空间散热的影响因素及其影响规律,以及氦-空混合气体环境下润滑剂的迁移规律进行研究,建立了磁头磁盘界面空间气浮轴承模型和热辅助下磁头磁盘界面空间润滑剂迁移的分子动力学模型,并以此为基础将气浮轴承模拟结果输入到模型中,探析氦气质量分数及其他影响参数对头盘界面空间散热的影响规律,以及激光热流及其他影响参数对氦-空混合气体环境下润滑剂迁移的规律。结果表明:氦气质量分数加剧了头盘界面空间的散热强度;与磁头飞行高度相比,润滑剂厚度、环境压强的增大更利于磁头磁盘界面空间的散热;润滑剂转移量随激光热流、磁盘速度的增大而增大;随着脉冲光斑尺寸的增加,润滑剂转移量先增加后减小,且光斑半径为20σ时润滑剂转移量达到最大值;Zdol2000,Zdol4000,Ztetraol2000及ZTMD等4种润滑剂中,Zdol4000造成的润滑剂转移量最大。研究获得的头盘界面空间散热因素及热辅助下影响润滑剂转移量影响因素的结果,能够为充氦热辅助硬盘的设计提供理论依据,也可为下一代磁存储记录技术的发展提供技术支持。

微动摩擦条件下镍自润滑复合材料摩擦磨损特性的研究

用热压法生产Ni -MoS2 自润滑复合材料 ,研究了在微动摩擦条件下的室温和高温自润滑特性。结果表明 ,含 60 %MoS2 的材料室温自润滑性能最好 ;而进一步适当提高MoS2 含量对改善高温自润滑性能有利 ;该材料的润滑性能是通过MoS2 转移润滑膜实现的 ,是一种适合在微动摩擦条件下使用的具有良好自润滑性能的复合材料。

磁头磁盘表面Zdol润滑剂转移机理研究

采用粗粒化分子动力学模型研究磁头飞行高度、磁盘速度、头盘界面压强差和润滑剂厚度对Zdol润滑剂转移的影响。结果表明,随着磁头飞行高度的增加,润滑剂转移量呈先增加后急速增加的趋势;润滑剂转移量随磁盘速度的增加而增加,与低飞行高度相比,高飞行高度下磁盘速度对润滑剂转移量的影响更剧烈;润滑剂转移量随头盘界面压强差的增大而增大,与低飞行高度为相比,高飞行高度下头盘界面压强差对润滑剂转移量的影响最为明显;润滑剂转移量随润滑剂厚度增加而增加。

干膜润滑剂综述

干膜润滑技术无需润滑系统,可极大地简化设备,具有传统润滑剂难以比拟的优势。干膜润滑剂主要由固体润滑剂,黏结剂和分散剂组成。从固体润滑剂,黏结剂和分散剂方面对干膜润滑剂进行了综述。干膜润滑剂可最大程度地减少润滑剂的泄漏,防止对环境造成污染,符合环境友好的发展理念。(图0表0参考文献21)

头/盘接触状态下润滑剂迁移行为研究

为了提高磁头飞行稳定性,增加硬盘使用寿命,基于分子动力学方法建立了磁头磁盘接触状态下的润滑剂迁移模型.根据硬盘工作时磁头磁盘的相对移动速度及磁头在盘片表面飞行时高、低压区域压力差的范围,采用所建立模型分析了相对移动速度及高、低压区域压力差对润滑剂迁移及在盘片表面分布的影响;此外,通过调节模型中单个润滑剂分子的粒子数得到不同长度的润滑剂分子碎片,并分析润滑剂分子碎片对润滑剂迁移的影响。研究结果表明:磁头磁盘之间的润滑剂转移随着相对移动速度及高、低压区域之间压力差的增大而增大.润滑剂转移量在单位压力及单位速度下的增长率分别约为38.8%和6.7%;润滑剂分子碎片对磁头磁盘之间的润滑剂转移影响很小;润滑剂在盘片表面堆积的高度随着磁头磁盘相对移动速度的增加而降低;高、低压区压力差的变化对润滑剂在盘片表面堆积的高度没有影响.

磁头/磁盘间润滑剂转移机理及影响因素

硬盘存储密度的增加促使磁头的飞行高度不断降低.降低磁头飞行高度所导致的润滑剂在磁头与磁盘之间的转移已成为影响磁头飞行稳定性的一个重要因素.本文采用改进后的粗粒珠簧模型,应用分子动力学模拟方法,对磁头/磁盘之间润滑剂转移的机理进行研究.分析了磁盘表面润滑膜厚度、润滑剂种类以及磁头表面局部温度差对磁头/磁盘之间润滑剂转移量的影响.研究结果表明:转移到磁头上的润滑剂的体积随磁盘表面润滑膜厚度的增加而急剧增加;增加单个分子中羟基的数量,可以显著减少转移到磁头上的润滑剂的体积;磁头表面的局部高温可增加转移到磁头上的润滑剂的体积,且增加单个分子中羟基的数量可显著改善局部温度差对磁头/磁盘之间润滑剂转移的影响.

磁盘表面形貌对润滑剂分布及磁头/磁盘之间润滑剂转移的影响

磁盘表层润滑剂在磁头与磁盘之间转移会影响磁头飞行的稳定性.本文采用改进后的粗粒珠簧模型,运用分子动力学方法,研究了磁盘上类金刚石薄膜(diamond like carbon,DLC)层粗糙度和磁盘表面凸起对润滑剂在磁盘表面分布及磁头/磁盘之间润滑剂转移的影响.研究结果表明,DLC层粗糙度对润滑膜平均厚度及磁盘表层粗糙度的影响很小;磁盘表面凸起对磁盘表层润滑剂分布的影响明显.类金刚石薄膜层的粗糙度和磁盘表层凸起均可增加转移到磁头上的润滑剂的体积.但磁盘表层粗糙度对磁头/磁盘之间润滑剂转移量的影响明显低于由磁盘表层凸起导致的磁头/磁盘之间润滑剂的转移量.