Soichi Shimizu

1403 Deformation characteristics of thin gas-liquid interface : Numerical analyses of liquid surface deformation by the linearized long wave equation with finite width

1. はじめに 近年、情報精密機器、マイクロマシン等の分野の進展が著し い。特に、コンピュータ用磁気ディスク装置(HDD)においては 記録密度は年々増加している。更なる高記録密度化のために は、磁気ディスク・磁気ヘッド間の浮上すきまの微小化が要求 される。浮上すきまが10nm程度以下になると、ディスク面に 塗布されている液体潤滑膜の厚さ (1~2nm)と同オーダとなる ため、潤滑膜の変形・流動特性を考慮する必要がある(Fig.1)。こ れまで、著者らはヘッド・ディスク・インターフェース(HDI) を対象に、潤滑問題の基礎式と気液界面の釣り合い式を融合 させた長波方程式(Long wave equation) (1) による液膜変形解析 および無限幅に対する線形化した方程式による簡便な解析を 行った (2, 3) 。 本報告では、潤滑膜厚さに対して液膜変形が微小である と仮定し、有限幅に対する定常状態の線形長波方程式を用 いて、ディスク走行時で液膜表面上に応力を与えた場合の 液膜変形の数値解析を行い、変形特性を明らかにした。 2. 気液界面に対する長波方程式と線形化 長波方程式は、Navier-Stokes方程式を潤滑問題に適用し、 気液界面での力の釣り合いの関係を用いることで得られる (Fig.1)。気液界面の釣り合いの式は、次式で示される。

Deformation Characteristics of the Ultrathin Liquid Film Surface Considering the Effects of Polar Endgroups

To examine deformations of ultra-thin but continuum liquid film, the long wave theory was employed. The long wave theory uses the time-evolution equation for the shape and deformation of the thin liquid film and includes the surface tensions and surface forces such as the van der Waals (vdW) force. By numerically solving the time-dependent long wave equation, deformations of the ultra-thin lubricant film considering the vdW pressure with initial/boundary configurations of the liquid surfaces were obtained.Copyright