硬盤磁頭自組裝單分子膜的研究.pdf

1、硬盤磁頭硅烷類自組裝單分子膜（FDTS/DLCself-assembledmonolayer）的研究是對自組裝單分子膜的拓展和創新。本文以制備的FDTS/DLC自組裝單分子膜為研究對象，全面、系統地研究了溶劑、溶液濃度、反應時間等工藝條件對成膜質量的影響，通過多種尖端的表面分析技術對單分子膜的表面狀態進行了表征，并著重對沉積了FDTS/DLC單分子膜的磁頭的表面自由能和抗腐蝕性能進行了研究。
　　本研究采用浸漬技術（dipping

2、process），通過改變工藝參數，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FDTS分子膜成膜質量的影響。VertrelXF在本課題中首次被用作硅烷類分子的溶劑，使用AFM、接觸角測量儀對不同溶劑制備的分子膜的表面狀況進行了比較，結果顯示采用VertrelXF作為溶劑制備的分子膜表面形貌好，成膜質量顯著改善，且提高了實驗過程與結果的可重復性

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，質量不能滿足實際需要。
　?。?）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結果顯示濃度較低的溶液制備的單分子膜質量較高，不過隨著濃度降低，分子膜成膜速率也漸次降低，樣品在低于700ppm的溶液中反應5min不能形成典型的疏水表面。
　?。?）采用非連續浸漬技術研究了FDTS單分子膜

4、成膜的最佳反應時間。將樣品浸漬在700ppm的FDTS/VertrelXF溶液中，經過0.5、1、5、15、45min分別將樣品提出溶液，經過相同的后續工序處理制備了一系列的不同反應時間的分子膜。采用TEM、AFM、接觸角測量儀等分析手段分別分析了分子膜的厚度、分布狀態、表面形貌、粗糙度、潤濕性等與反應時間的關系，并對分子膜在DLC基底上的生長過程進行了觀測，結果表明，經過45min反應，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對其均勻性和氟含量進行了表征，結果顯示FDTS單分子膜在DLC表面分布均勻。
　　除以上的三個工藝參數外，本文還對其它工藝條件，如控制樣品表面的水含量、樣品表面預處理、加熱溫度、加熱時間、實驗順序、夾具類別等對成膜效果的影響進行詳細分析，結果顯示，這些工藝參數對FDTS單分子膜成膜質量的影響不明顯。
　　鑒于制備低能表面的重要意義，在總結了前人表面自由能測算方法的基礎上，本文使用去離子水接觸

6、角計算出了沉積了FDTS自組裝單分子膜的磁頭的表面自由能。計算可知，隨著反應時間的增加，磁頭表面自由能從36.85±0.03mN/m減少至18.64±0.03mN/m，該結果與前人研究數據吻合。
　　通過腐蝕實驗對沉積了FDTS自組裝單分子膜的磁頭與普通磁頭的抗腐蝕性能進行了對比，結果顯示，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％，而普通磁頭則達到了97.9%；浸漬30min