本文關(guān)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(dǎo)致種植失敗。表面改性技術(shù)是提高其耐磨性的有效途徑之一�；谝欢ǖ睦碚摶A(chǔ)和前人的研究成果,本文采用雙輝等離子表面合金化技術(shù)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(zhì)(大氣、模擬人工體液、模擬人工唾液)中與A12O3陶瓷球?qū)δr的摩擦學(xué)性能。主要研究結(jié)果如下:(1)采用雙輝等離子合金化技術(shù)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(zhì)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(dāng)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(zhì)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(guān)鍵詞】：TLM鈦合金 Mo合金層 表面硬度 摩擦學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(xué)領(lǐng)域的應(yīng)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(yīng)用14-15
• 1.3 鈦合金的摩擦學(xué)性能及提高耐磨性的表面改性技術(shù)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(shù)15-17
• 1.4 雙輝等離子表面合金化技術(shù)17-19
• 1.4.1 雙輝等離子表面合金化技術(shù)介紹17-18
• 1.4.2 雙輝等離子表面合金化技術(shù)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(shè)備23-24
• 2.1.1 實驗材料23
• 2.1.2 實驗設(shè)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(jié)構(gòu)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(jié)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(xué)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(xué)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(xué)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(jié)60-61
• 第五章 結(jié)論與展望61-63
• 5.1 結(jié)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(xué)術(shù)論文71

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