發(fā)布時間：2017-03-25 00:08

  本文關鍵詞：TLM鈦合金表面等離子Mo合金層的制備及其摩擦磨損性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：新型β鈦合金具有比強度高、耐蝕性強、機加工性能好等普通鈦合金有的優(yōu)點,更重要的是其具有與骨組織相接近的彈性模量,因此近年來逐漸成為一種有前景的醫(yī)用植入體材料。但鈦合金表面硬度低,承載能力差,在滑動摩擦過程中易產(chǎn)生粘附現(xiàn)象,聚集的金屬磨屑可能引發(fā)炎癥,最終導致種植失敗。表面改性技術是提高其耐磨性的有效途徑之一。基于一定的理論基礎和前人的研究成果,本文采用雙輝等離子表面合金化技術在β型鈦合金TLM表面制備Mo改性層,以期達到提高其摩擦磨損性能的目的。研究分析三種工藝溫度(900℃,950℃,1000℃)下合金層的形貌、成分、表面硬度和潤濕性等基本性能,并對比討論滲Mo處理前后試樣在不同載荷(5 N、8 N)和不同介質(大氣、模擬人工體液、模擬人工唾液)中與A12O3陶瓷球對磨時的摩擦學性能。主要研究結果如下:(1)采用雙輝等離子合金化技術在TLM鈦合金表面成功制備出Mo改性層。合金化試樣表面變得粗糙,呈高低起伏的金字塔狀。改性層中Mo元素沿深度方向呈梯度分布。改性層主要由Mo相組成,同時具有良好的表面潤濕性。隨著工藝溫度的升高,制備的改性層厚度增大。不同溫度下制備的改性層的表面顯微硬度較基體均有很大提高,并具有載荷依存性。(2)在相同摩擦條件下,與基體相比,Mo合金化試樣的摩擦系數(shù)和比磨損率均較低,起到一定的減磨和耐磨作用。在大氣介質和模擬人工體液中,合金化試樣的耐磨性隨著工藝溫度的升高而增強,而在模擬人工唾液中,900℃和950℃兩種工藝溫度下試樣的耐磨性卻優(yōu)于1000℃試樣。(3)當載荷發(fā)生變化時,TLM基體的比磨損率比Mo合金化試樣變化大,說明載荷對基體的耐磨性影響較大,對合金化試樣影響較小。(4)與大氣介質中的摩擦磨損相比,兩種模擬溶液中的摩擦由于受到液體的潤滑作用,摩擦系數(shù)較低且穩(wěn)定。此外,溶液能將摩擦過程中產(chǎn)生的磨屑及時沖刷掉,減輕了磨粒磨損和粘著磨損的程度。潤滑和沖刷兩者的共同作用使得材料在兩種模擬溶液中具有較好的摩擦磨損性能。
【關鍵詞】：TLM鈦合金 Mo合金層 表面硬度 摩擦學性能
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 鈦及鈦合金11-13
• 1.1.1 鈦及鈦合金簡介11-12
• 1.1.2 鈦合金的分類12
• 1.1.3 鈦合金的性能特點12-13
• 1.2 鈦合金在生物醫(yī)學領域的應用13-15
• 1.2.1 生物醫(yī)用材料的發(fā)展過程13-14
• 1.2.2 生物醫(yī)用鈦合金的發(fā)展及應用14-15
• 1.3 鈦合金的摩擦學性能及提高耐磨性的表面改性技術15-17
• 1.3.1 鈦合金摩擦磨損性能15
• 1.3.2 提高鈦合金耐磨性的表面改性技術15-17
• 1.4 雙輝等離子表面合金化技術17-19
• 1.4.1 雙輝等離子表面合金化技術介紹17-18
• 1.4.2 雙輝等離子表面合金化技術特點18-19
• 1.5 課題的提出19-23
• 1.5.1 基材的選擇19
• 1.5.2 Mo元素及Mo等離子表面合金化研究19-20
• 1.5.3 主要研究內(nèi)容20-23
• 第二章 TLM表面等離子Mo合金層的制備23-27
• 2.1 實驗材料及設備23-24
• 2.1.1 實驗材料23
• 2.1.2 實驗設備23-24
• 2.2 等離子Mo合金化過程24
• 2.3 TLM表面等離子Mo合金化工藝參數(shù)的選擇24-27
• 第三章 Mo合金層的表征27-35
• 3.1 表面形貌27-28
• 3.2 截面形貌及成分分布28-29
• 3.3 相結構29-30
• 3.4 表面顯微硬度30-32
• 3.5 表面潤濕性32-33
• 3.6 小結33-35
• 第四章 Mo合金層摩擦磨損性能分析35-61
• 4.1 金屬摩擦學理論35-38
• 4.1.1 摩擦35-36
• 4.1.2 磨損36-37
• 4.1.3 摩擦磨損性能評價指標37-38
• 4.2 摩擦磨損實驗38-40
• 4.2.1 摩擦磨損實驗裝置38-39
• 4.2.2 實驗條件39-40
• 4.3 載荷為 5 N時的摩擦學性能40-51
• 4.3.1 載荷為 5 N時大氣環(huán)境中的摩擦磨損40-44
• 4.3.1.1 磨痕形貌40-42
• 4.3.1.2 摩擦系數(shù)42-43
• 4.3.1.3 比磨損率43-44
• 4.3.2 載荷為 5 N時模擬人工體液中的摩擦磨損44-48
• 4.3.2.1 磨痕形貌44-46
• 4.3.2.2 摩擦系數(shù)46-47
• 4.3.2.3 比磨損率47-48
• 4.3.3 載荷為 5 N時模擬人工唾液中的摩擦磨損48-51
• 4.3.3.1 磨痕形貌48-50
• 4.3.3.2 摩擦系數(shù)50
• 4.3.3.3 比磨損率50-51
• 4.4 載荷為 8 N時的摩擦學性能51-59
• 4.4.1 載荷為 8 N時模擬人工體液中的摩擦磨損52-55
• 4.4.1.1 磨痕形貌52-53
• 4.4.1.2 摩擦系數(shù)53-54
• 4.4.1.3 比磨損率54-55
• 4.4.2 載荷為 8 N時模擬人工唾液中的摩擦磨損55-59
• 4.4.2.1 磨痕形貌55-57
• 4.4.2.2 摩擦系數(shù)57-58
• 4.4.2.3 比磨損率58-59
• 4.5 不同摩擦條件下的摩擦磨損性能比較59-60
• 4.6 小結60-61
• 第五章 結論與展望61-63
• 5.1 結論61-62
• 5.2 展望62-63
• 參考文獻63-69
• 致謝69-71
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文71

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1 丁建春,單際國,任家烈;聚焦光束合金化工藝對合金化層成型及顯微組織的影響[J];中國激光;2003年12期

2 張思玉;鄭克全;田良鴻;;鉻碳合金層組織和性能隨激光掃描速度的變化[J];激光技術;1989年03期

3 中野;祖淑華;;合金化鍍錫板的性能[J];武鋼技術;1990年10期

4 崔心榮;;用超聲波檢查軸瓦白合金層質量[J];新技術新工藝;1992年03期

5 李慧中,唐世恭,李友榮;鑄件表面合金層制造工藝研究[J];兵器材料科學與工程;1993年04期

6 黃清安;高翠琴;鐘滿強;陳永言;左正忠;;電沉積鋅-磷合金的研究[J];材料保護;1993年03期

7 徐波;化學鍍Ni-P合金的性能研究[J];云南冶金;2000年03期

8 李焰,魏緒鈞,馮法倫;鋅鋁合金熱鍍層合金層生長影響因素的研究[J];礦冶;2001年01期

9 王琥;黃積榮;張兆云;;鑄鐵件的表層合金化[J];西安理工大學學報;1980年01期

10 J.Folkes ,林永新;鈦合金的激光表面熔化和合金化[J];稀有金屬材料與工程;1986年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張振國;馮強;;客車鋼板合金化鍍層對防腐性能的影響[A];第六屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（7）[C];2007年

2 馬幼平;楊蕾;李澤宇;盧少龍;;擴滲時間對純鎂表面擴滲合金層形成行為的影響[A];第六屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（7）[C];2007年

3 蔡文這;黃忠誠;李汝桐;;激光被覆含氮合金層及其電化學性質研究[A];第二屆中國功能材料及其應用學術會議論文集[C];1995年

4 李寧;黃久貴;周德瑞;黎德育;Kurachi Mitsuo;;錫鐵合金層表面灰色斑點的發(fā)現(xiàn)及其對耐蝕性的影響[A];2002年全國電子電鍍年會論文集[C];2002年

5 黃久貴;李寧;周德瑞;吳林;;錫鐵合金層厚度的控制及其耐蝕性[A];2001年全國電子電鍍年會論文集[C];2001年

6 張偉;孫東躍;葉良武;樓程華;孔凡志;姚建華;;40Cr鋼表面激光超細WC合金化組織與性能的研究[A];第十五屆華東地區(qū)熱處理年會暨華東地區(qū)熱處理年會三十周年紀念活動論文摘要集[C];2006年

7 張恒;李安平;黃寧;潘應君;徐峰;;熱噴涂Zn-Al合金的特性[A];第四屆全國表面工程學術交流大會論文集[C];2001年

8 黃久貴;李寧;吳林;周德瑞;黎德育;;鍍錫鋼板錫鐵合金層的厚度與結構及其耐蝕性[A];2001年全國電子電鍍年會論文集[C];2001年

9 吝章國;孫海燕;徐斌;蔣建朋;閆磊;武海紅;;基板縱裂與鍍鋅條狀凸起關系的探討[A];2009年河北省軋鋼技術與學術年會論文集（上）[C];2009年

10 徐晉勇;高原;黃偉;惲志東;徐重;;表面高Cr高C合金層摩擦性能的研究[A];2007年全國失效分析學術會議論文集[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 ;兼具光學反射及半穿透的薄膜合金基材[N];中國有色金屬報;2004年

2 ;兼具光學反射及半穿透的薄膜合金基材[N];中國有色金屬報;2004年

3 ;高耐蝕化學鍍鎳磷合金新技術[N];科技日報;2008年

4 ;防腐涂層[N];中國有色金屬報;2004年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張彥文;合金化鍍鋅板鍍層抗粉化性能及相關工藝研究[D];武漢理工大學;2012年

2 田永生;鈦合金表面激光硼碳氮合金化層的組織結構與耐磨性能研究[D];山東大學;2006年

3 吳紅艷;Ti_2AlNb基合金等離子表面合金化及摩擦學行為的研究[D];南京航空航天大學;2008年

4 楊曉紅;鎂合金的稀土元素合金化及復合材料研究[D];吉林大學;2010年

5 冷崇燕;Ta和Ag離子注入Ti6A14V合金表面改性研究[D];昆明理工大學;2008年

6 王振霞;鈦合金表面Ni改性層韌性及耐磨性的研究[D];太原理工大學;2012年

7 楊可;氮合金化堆焊硬面合金及其冶金行為研究[D];華中科技大學;2009年

8 張杰;熱浸鍍鋅及其合金海水中腐蝕行為研究[D];中國科學院研究生院（海洋研究所）;2005年

9 于金庫;結晶器銅板鍍覆Ni-Fe合金新工藝及性能研究[D];燕山大學;2009年

10 湯慧萍;汽車用粉末冶金Ti-Fe-Mo-Al合金的研究[D];中南大學;2004年

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1 楊帆;固—液摻雜稀土La-TZM合金制備及其高溫抗氧化性能研究[D];西安建筑科技大學;2015年

2 代春朵;304不銹鋼/SiC連接用Al合金及連接工藝的研究[D];河北工業(yè)大學;2015年

3 任博;TC4激光NiAl-VC合金化及抗氣蝕性能研究[D];浙江工業(yè)大學;2012年

4 郭莉莉;TLM鈦合金表面等離子Mo合金層的制備及其摩擦磨損性能研究[D];太原理工大學;2016年

5 單小林;TiNi合金表面Zr、Mo合金層的制備及其性能研究[D];太原理工大學;2016年

6 羅瑜霞;鋁基表面鎳鉬磷合金層的制備及電催化性能研究[D];西安電子科技大學;2010年

7 徐鵬;合金化熱鍍鋅鍍層組織模擬及應用[D];湘潭大學;2012年

8 黃衛(wèi)銘;Fe-Al-P三元體系相平衡及鍍層合金化過程的研究[D];湘潭大學;2011年

9 蔡一萍;鈦合金表面CuNi等離子合金化研究[D];太原理工大學;2013年

10 伊俊振;激光高熵合金化涂層的制備及磨蝕性能研究[D];沈陽工業(yè)大學;2015年

  本文關鍵詞：TLM鈦合金表面等離子Mo合金層的制備及其摩擦磨損性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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