磁存储技术由于其存储容量大，不易丢失数据，并且也是最经济的存储方法等原因得到广泛应用。硬盘是磁存储技术最典型应用，硬盘主要由磁头和盘面两部分组成，为了提高磁盘存储容量，磁头与盘面间飞行高度已降到10nm以内。由于磁头与磁盘间距过于微小，当硬盘受到外力激励产生振动或者偶然的冲击、颠簸时，磁头与磁盘会发生瞬态接触，可能会导致存储数据的丢失，也会大大降低硬盘使用寿命。在瞬态接触过程中，磁头与磁盘表面的DLC层直接接触，发生接触、压入、摩擦、刻划等一系列复杂力学作用过程。通常地，可以利用Hertz理论研究磁头与盘面的弹性接触过程。但传统Hertz理论未考虑多层结构、粘附力等因素影响。另外，目前国内外对于磁头与盘面的瞬态接触仿真分析通常采用有限元分析的方法，但是对于只有几层原子组成的DLC保护膜来说，有限元分析方法无法从微观的原子尺度上解释DLC摩擦磨损机理。因此，本文采取了理论分析、有限元模拟及分子动力学模拟相结合的方法，研究磁头与盘面瞬态接触过程以及DLC涂层对接触过程的影响，具体的研究包括以下几个方面：建立磁头和盘面瞬态接触的理论模型，考虑磁头与盘面接触过程中多层结构和粘附力的影响，对传统的Hertz理论公式进行修正。建立磁头与盘面接触的有限元仿真模型，分析接触过程中盘面的力场和热场分布，并将仿真结果与理论计算结果进行对比。对理论计算难以得到的结果进行仿真分析，研究DLC层在磁头/盘面接触过程中体现出的力学和摩擦学特性。使用分子动力学仿真方法，模拟液碳淬火过程，得到非晶态不规规的DLC微观结构。研究常用的描述碳的势函数对仿真结果的影响，从而在不同的情形下使用不同的势函数以得到准确的仿真结果。研究淬火时间、密度等参数对DLC成分与微结构的影响。通过对DLC材料的压缩和拉伸过程进行分子动力学仿真，研究了DLC的力学特性。建立磁头与盘面的微观摩擦模型。从微观角度对影响DLC材料摩擦学特性的因素进行研究。研究DLC材料的密度、sp3原子含量、掺杂元素、摩擦条件等参数对DLC薄膜的纳米摩擦特性的影响。在微观尺度下，粘附力对DLC材料摩擦学特性有较大影响。提出了通过增加sp3原子含量以及掺杂一定量H元素来降低粘附力作用的方法。