硬盤(pán)磁頭自組裝單分子膜的研究.pdf

1、硬盤(pán)磁頭硅烷類自組裝單分子膜（FDTS/DLCself-assembledmonolayer）的研究是對(duì)自組裝單分子膜的拓展和創(chuàng)新。本文以制備的FDTS/DLC自組裝單分子膜為研究對(duì)象，全面、系統(tǒng)地研究了溶劑、溶液濃度、反應(yīng)時(shí)間等工藝條件對(duì)成膜質(zhì)量的影響，通過(guò)多種尖端的表面分析技術(shù)對(duì)單分子膜的表面狀態(tài)進(jìn)行了表征，并著重對(duì)沉積了FDTS/DLC單分子膜的磁頭的表面自由能和抗腐蝕性能進(jìn)行了研究。
　　本研究采用浸漬技術(shù)（dipping

2、process），通過(guò)改變工藝參數(shù)，在磁頭表面制備了不同條件的FDTS/DLC自組裝單分子膜。
　?。?）采用不同溶劑如正己烷、VertrelXF等配置溶液，研究溶劑對(duì)FDTS分子膜成膜質(zhì)量的影響。VertrelXF在本課題中首次被用作硅烷類分子的溶劑，使用AFM、接觸角測(cè)量?jī)x對(duì)不同溶劑制備的分子膜的表面狀況進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示采用VertrelXF作為溶劑制備的分子膜表面形貌好，成膜質(zhì)量顯著改善，且提高了實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果的可重復(fù)性

3、。相比之下，正己烷作為溶劑制得的分子膜的表面形貌很差，質(zhì)量不能滿足實(shí)際需要。
　?。?）以VertrelXF作為溶劑，以濃度分別為2000、1000、700、500、200ppm的FDTS/DLC溶液制備單分子膜。AFM結(jié)果顯示濃度較低的溶液制備的單分子膜質(zhì)量較高，不過(guò)隨著濃度降低，分子膜成膜速率也漸次降低，樣品在低于700ppm的溶液中反應(yīng)5min不能形成典型的疏水表面。
　?。?）采用非連續(xù)浸漬技術(shù)研究了FDTS單分子膜

4、成膜的最佳反應(yīng)時(shí)間。將樣品浸漬在700ppm的FDTS/VertrelXF溶液中，經(jīng)過(guò)0.5、1、5、15、45min分別將樣品提出溶液，經(jīng)過(guò)相同的后續(xù)工序處理制備了一系列的不同反應(yīng)時(shí)間的分子膜。采用TEM、AFM、接觸角測(cè)量?jī)x等分析手段分別分析了分子膜的厚度、分布狀態(tài)、表面形貌、粗糙度、潤(rùn)濕性等與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系，并對(duì)分子膜在DLC基底上的生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行了觀測(cè)，結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)45min反應(yīng)，在磁頭表面制備了完整的FDTS/DLC自組裝單分

5、子膜。利用TOF-SIMS和AES對(duì)其均勻性和氟含量進(jìn)行了表征，結(jié)果顯示FDTS單分子膜在DLC表面分布均勻。
　　除以上的三個(gè)工藝參數(shù)外，本文還對(duì)其它工藝條件，如控制樣品表面的水含量、樣品表面預(yù)處理、加熱溫度、加熱時(shí)間、實(shí)驗(yàn)順序、夾具類別等對(duì)成膜效果的影響進(jìn)行詳細(xì)分析，結(jié)果顯示，這些工藝參數(shù)對(duì)FDTS單分子膜成膜質(zhì)量的影響不明顯。
　　鑒于制備低能表面的重要意義，在總結(jié)了前人表面自由能測(cè)算方法的基礎(chǔ)上，本文使用去離子水接觸

6、角計(jì)算出了沉積了FDTS自組裝單分子膜的磁頭的表面自由能。計(jì)算可知，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，磁頭表面自由能從36.85±0.03mN/m減少至18.64±0.03mN/m，該結(jié)果與前人研究數(shù)據(jù)吻合。
　　通過(guò)腐蝕實(shí)驗(yàn)對(duì)沉積了FDTS自組裝單分子膜的磁頭與普通磁頭的抗腐蝕性能進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果顯示，在0.025N的草酸溶液中浸漬10min后，沉積了FDTS自組裝單分子膜的磁頭腐蝕率為40.5％，而普通磁頭則達(dá)到了97.9%；浸漬30min