2002 Fiscal Year Annual Research Report

コンタクト形磁気ヘッド用分子気体/分子液体統合形ダイナミクス解析システムの開発

Research Project

Project/Area Number	12555041
Research Institution	Tottori University
Principal Investigator	福井茂寿鳥取大学, 工学部, 教授 (40273883)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	金子礼三和歌山大学, システム工学部, 教授 (20283955) 加藤孝久工技院, 産業技術総合研究所・機械システム研究部門, 統括研究員松岡広成鳥取大学, 工学部, 講師 (10314569)
Keywords	マイクロトライボロジー / 分子気体潤滑(MGL) / モンテカルロ直接シミュレーション(DSMC) / 分子液体潤滑 / メニスカス力 / 磁気ディスク装置 / 浮動形磁気ヘッド / マイクロメカニズム
Research Abstract	本研究の目的は、超高密度磁気ディスク装置用のヘッド機構実現を目指して、10nm程度以下のニアコンタクト状態(Near-contact state)あるいはコンタクト状態で相対すべり運動する記録ヘッドの動的挙動(ニアコンタクトダイナミクス)を、ミクロ/ナノメータ領域における分子気体あるいは分子液体による力学作用を考慮して詳細に解析しうるシミュレーション基本技術を開発し、これによりヘッド形状設計のための指針を得ることである。最終年度では、まず気体浮上あるいはニアコンタクト動特性について、i)気体の分子挙動を直接シミュレーションするモンテカルロ直接シミュレーション法(DSMC法)と分子気体潤滑(MGL)解析によって、スライダ浮上面に働く圧力のみならずせん断力の精緻な解析を可能にし、超微小すきまの極限である「自由分子流」領域を対象にした自由分子流領域のMGL方程式を新たに確立にした。また、ii)ニアコンタクト動特性の精緻な解析手法として、近年実績を増してきたCIP法と呼ばれる新しい数値解析手法をMGL方程式に適用し、特に走行面にうねりがある場合の圧力発生と追従特性を詳細に検討した。つぎに、分子レベルの超薄膜液層を介したコンタクト動特性については、iii)気液界面で生ずる表面張力(メニスカス力)を考慮した薄膜液層のダイナミクス特性の把握のため、振動伝達の超精密実験データの解析を行うとともに、気液界面の挙動の違いにより2種の単純化モデルを対象に理論解析を行い、メニスカスを有する薄膜液層の諸特性(ばね要素と減衰要素)を定量的に比較検討した。また、iv)走行面の液体膜上を浮動ヘッドスライダが超微小すきまで気体浮上する場合を対象に、その基本特性として気体圧力による液体表面の変形とスクイズ反力を求める理論解析手法を確立した。これらの結果により、コンタクト形磁気ヘッド用分子気体/分子液体統合形ダイナミクス解析システムのための基本的知見を的確に解明した。

Research Products

(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] H.Matsuoka, T.Kato, S.Fukui: "Nanomeniscus Forces in Undersaturated Vapors : Observable Limit of Macroscopic Characteristics"Langmuir. Vol.18, No.18. 6796-6801 (2002)
[Publications] S.Fukui, K.Yamane: "DSMC/MGL Comparisons of Stress on Slider Air Bearing With Nanometer Spacings"IEEE Transactions on Magnetics. Vol.38, No.5. 2153-2155 (2002)
[Publications] H.Matsuoka, S.Fukui, H.Morishita: "Dynamics of Liquid Meniscus Bridge of Intermittent Contact Slider"IEEE Transactions on Magnetics. Vol.38, No.5. 2135-2137 (2002)
[Publications] 福井茂寿: "薄膜気体潤滑理論"トライボロジスト. Vol.47, No.10. 765-771 (2002)
[Publications] 福井茂寿, 松岡広成, 山根清美, 山住剛, 山根加津子: "気液2層潤滑の基本特性解析(無限幅線圧力による潤滑特性)"日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集. 165-166 (2002)
[Publications] 松本俊二, 森下裕司, 松岡広成, 福井茂寿: "液体メニスカスが局在する固体平行平面間に生ずる液体反力の解析(接触角が変化する場合)"日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集. 163-164 (2002)
[Publications] 福井茂寿: "マイクロマシン技術総覧(分担執筆:1編2章4節マイクロ流体工学の部分)"産業技術サービスセンター. 353 (2003)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

コンタクト形磁気ヘッド用分子気体/分子液体統合形ダイナミクス解析システムの開発

Principal Investigator

福井 茂寿 鳥取大学, 工学部, 教授 (40273883)

Research Products

[Publications] H.Matsuoka, T.Kato, S.Fukui: "Nanomeniscus Forces in Undersaturated Vapors : Observable Limit of Macroscopic Characteristics"Langmuir. Vol.18, No.18. 6796-6801 (2002)

[Publications] S.Fukui, K.Yamane: "DSMC/MGL Comparisons of Stress on Slider Air Bearing With Nanometer Spacings"IEEE Transactions on Magnetics. Vol.38, No.5. 2153-2155 (2002)

[Publications] H.Matsuoka, S.Fukui, H.Morishita: "Dynamics of Liquid Meniscus Bridge of Intermittent Contact Slider"IEEE Transactions on Magnetics. Vol.38, No.5. 2135-2137 (2002)

[Publications] 福井 茂寿: "薄膜気体潤滑理論"トライボロジスト. Vol.47, No.10. 765-771 (2002)

[Publications] 福井茂寿, 松岡広成, 山根清美, 山住剛, 山根加津子: "気液2層潤滑の基本特性解析(無限幅線圧力による潤滑特性)"日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集. 165-166 (2002)

[Publications] 松本俊二, 森下裕司, 松岡広成, 福井茂寿: "液体メニスカスが局在する固体平行平面間に生ずる液体反力の解析(接触角が変化する場合)"日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集. 163-164 (2002)

[Publications] 福井 茂寿: "マイクロマシン技術総覧(分担執筆:1編2章4節マイクロ流体工学の部分)"産業技術サービスセンター. 353 (2003)

福井茂寿鳥取大学, 工学部, 教授 (40273883)

[Publications] 福井茂寿: "薄膜気体潤滑理論"トライボロジスト. Vol.47, No.10. 765-771 (2002)

[Publications] 福井茂寿: "マイクロマシン技術総覧(分担執筆:1編2章4節マイクロ流体工学の部分)"産業技術サービスセンター. 353 (2003)