2005 Fiscal Year Annual Research Report
薄膜被覆磁気ディスクとヘッド間の摺動接触摩耗メカニズムの解明
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15560066
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| Research Institution | Toyama University |
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Principal Investigator |
五嶋 孝仁 富山大学, 工学部, 教授 (80109107)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 理能 富山大学, 工学部, 助手 (30313589)
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| Keywords | 熱応力 / 弾性接触問題 / トライボロジー / 摩擦摩耗 / 磁気ディスク / 被覆ディスク / ハードディスク / き裂 |
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| Research Abstract |
被覆磁気ハードディスクと常時接触方式のヘッド間の摩擦摩耗現象を解明するために,その類似モデルに関する以下の実験的研究および理論解析的研究を行い,いくつかの新しい知見を得た.
1.被覆ディスク・ヘッド類似モデルの摩擦摩耗試験の実施
厚さ1mmのアルミ円板表面に銅並びにチタンおよび酸化ケイ素をスパッタリングした3種類の試験片について,ヘッドをステンレス製の球形ピンでモデル化し,60g〜500gの小さな荷重でピンオンディスク摩擦摩耗試験を行った.また,摩擦係数と摩擦熱によるピン先端近傍の温度も同時測定した.その結果,それぞれの被覆材と荷重に対し,0.2〜0.6の範囲の値の摩擦係数が得られた.また,温度測定の結果より,発生した摩擦熱は2接触物体に熱伝導率の比で分配伝達されることや,定常温度の値によって摩擦係数を推測できる可能性を示唆した.
2.回転移動摺動接触を受ける被覆板の機械的応力並び非定常熱応力の解析
実験で得られた摩擦係数と摩擦熱による加熱を用い,実際に被覆ディスクに生ずる機械的応力分布と非定常熱応力を数値的に明らかにした.その結果,円周および半径方向熱応力は接触部直下の接合面基材側で最大の圧縮応力を示し,ディスク裏面で最大の引張応力を示す.また,接触荷重による応力は厚さ方向の圧縮応力がほぼ一様分布で最も大きくなり,摩擦力によるせん断応力は表面で最大となることなどを明らかにした.
3.被覆材表面き裂の応力拡大係数とき裂進展についての破壊力学的解析
実際の破損例として,被覆材表面に複数き裂がある場合の応力拡大係数を破壊力学的に解析した.その結果,き裂が接近するに従い相互干渉により応力拡大係数は小さくなり,この干渉効果は被覆材の種類によってほとんど影響を受けないことを明らかにした.
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