鈦及鈦合金以其超越其他生物醫(yī)用金屬材料的優(yōu)異的生物相容性,良好的力學(xué)性能和耐腐蝕性能廣泛應(yīng)用于醫(yī)用領(lǐng)域,用于制造能夠長(zhǎng)期植入人體內(nèi)的醫(yī)療器件、人工關(guān)節(jié)和人工器官。然而,其耐磨損性較差。本文從改善材料表面的磨損機(jī)制和力學(xué)性能兩方面入手,進(jìn)而提高鈦的耐磨損性能。其中前者采用最為新穎的激光表面織構(gòu)化技術(shù)（LST）,后者采用能夠清潔和高速生產(chǎn)的氮離子注入技術(shù)（NII）。本文所用基材為一種工業(yè)純鈦,TA2。采用Nd:YAG脈沖激光器在TA2表面制備點(diǎn)、線和格三種類型的織構(gòu)化試樣。通過(guò)X射線衍射儀分析其表面物相組成,用顯微硬度計(jì)和掃描電鏡分別測(cè)量織構(gòu)化前后的表面硬度和評(píng)估織構(gòu)化前后的形貌特征,并用磨損試驗(yàn)儀分別測(cè)試研究三種類型織構(gòu)化試樣分別在干磨和濕磨（模擬體液,m-SBF）兩種環(huán)境下的耐摩擦磨損性能。得出結(jié)論,點(diǎn)、線和格三種織構(gòu)都能不同程度地降低摩擦因數(shù),并研究?jī)?yōu)化出了點(diǎn)織構(gòu)試樣中耐磨損性能最優(yōu)的工藝參數(shù)為25%的面密度,線和格織構(gòu)中耐磨損性能最優(yōu)的工藝參數(shù)都為900μm的間距。點(diǎn)、線和格織構(gòu)試樣的干磨磨損率分別為1.14×10^-3mm³/Nm、0.7... 

【文章來(lái)源】：暨南大學(xué)廣東省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

高能離子注入機(jī)工作原理示意圖

料選用 TA2 鈦合金（購(gòu)自中國(guó)西安西北有色金屬研究所）作為基體將其切割成 15 mm×10 mm×2 mm 的尺寸大小，再對(duì)其試樣表面400#，600#，800#，1000#和 1200#進(jìn)行打磨，并拋光至鏡面，μm左右。超聲清洗后烘干保存。表 2-1 純鈦 TA2 化學(xué)成分（wt %）Table 2-1 The chemical compositions of TA2（wt %）C O N H 0.04 0.20 0.03 0.001 圖 2-1 試驗(yàn)流程圖Fig.2-1 Experimental flowchart

圖 2-2 脈沖 YAG 激光設(shè)備Fig.2-2 Pulse YAG laser equipment表 2-2 激光器設(shè)備參數(shù)Table2-2 Laser equipment parameters電流 脈寬 頻率210 A 0.25 ms 1 Hz驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)條件下，分別制備織構(gòu)圖案為點(diǎn)，線，格三種不同類型的織構(gòu)的面密度，線織構(gòu)和格織構(gòu)的間距對(duì)材料表面耐磨性能的影響密度通過(guò)其間距和孔徑大小計(jì)算得出，具體織構(gòu)參數(shù)如表 2-3 所

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]TA2純鈦及TC2鈦合金的激光熔覆表面改性研究[D]. 刁云華.上海工程技術(shù)大學(xué) 2016
[2]醫(yī)用鈦合金Ti13Nb13Zr表面改性層制備及其性能研究[D]. 田偉紅.太原理工大學(xué) 2015
[3]純鈦與鈦合金及其氮離子注入層的扭動(dòng)微動(dòng)行為研究[D]. 朱永奎.西南交通大學(xué) 2013
[4]鈦合金等離子體浸沒(méi)離子注入表面力學(xué)性能與抗氧化性能[D]. 辛國(guó)強(qiáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
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