發(fā)布時間：2017-12-03 03:08

  本文關(guān)鍵詞：不同人工關(guān)節(jié)材料配副的滑動摩擦腐蝕及磨損顆粒研究

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【摘要】：人工關(guān)節(jié)在體內(nèi)會受各種負荷、磨損、疲勞及腐蝕的綜合作用,所產(chǎn)生的磨粒承載著微觀磨損狀況的重要信息,開展人工關(guān)節(jié)材料接觸界面的摩擦腐蝕研究,獲取磨粒中的摩擦學信息具有重要的技術(shù)意義。本文以Co Cr Mo合金、316L不銹鋼及UHMWPE關(guān)節(jié)材料為對象,研究了潤滑條件的面/面接觸界面滑動摩擦腐蝕行為,對UHMWPE磨粒進行粒度分析及分形表征,得到如下主要結(jié)論:1)相同潤滑介質(zhì)下,Co Cr Mo/UHMWPE和316L不銹鋼/UHMWPE的摩擦系數(shù)隨法向載荷的增大而減小,隨滑動速度的增加而增大。不同性質(zhì)的潤滑介質(zhì)對兩種配副的摩擦系數(shù)影響有一定差異,Co Cr Mo/UHMWPE模擬體液潤滑的摩擦系數(shù)最大,蒸餾水最小。316L不銹鋼/UHMWPE生理鹽水潤滑的摩擦系數(shù)最大,模擬體液潤滑最小。兩種配副磨損表面的破壞程度都隨法向載荷和滑動速度的增大而趨于嚴重,但磨損機理無明顯差別,主要表現(xiàn)為犁溝磨損和循環(huán)塑變導致的疲勞剝落磨損。2)Co Cr Mo/UHMWPE和316L不銹鋼/UHMWPE的摩擦腐蝕的腐蝕電位、腐蝕電流密度和動態(tài)腐蝕電流均隨法向載荷的增加而增大,前者的腐蝕電位、腐蝕電流等均小于后者,表明法向載荷增大,摩擦副的摩擦腐蝕破壞趨于嚴重,Co Cr Mo/UHMWPE的抗摩擦腐蝕性能優(yōu)于316L不銹鋼/UHMWPE。兩種配副摩擦腐蝕的摩擦系數(shù)均大于純摩擦系數(shù),且隨法向載荷的增加而減小,磨損機理與純摩擦基本相似,主要表現(xiàn)為犁溝磨損和循環(huán)塑變導致的疲勞剝落。3)兩種配副摩擦腐蝕UHMWPE磨粒的粒徑分布特征隨載荷和滑動速度的變化規(guī)律基本相似,磨粒的尺寸均小于40μm。法向載荷為100N時,兩種配副UHMWPE的磨粒群平均粒徑約20~25μm,法向載荷80N和120N時,磨粒群平均粒徑約5~10μm。潤滑介質(zhì)對UHMWPE磨粒的粒徑分布有一定影響,三種潤滑介質(zhì)Co Cr Mo/UHMWPE的磨粒平均尺寸要小于316L不銹鋼/UHMWPE。4)兩種配副摩擦腐蝕UHMWPE磨粒的形態(tài)包括典型形態(tài)磨粒和磨粒團聚群。典型形態(tài)磨粒包括較大尺寸的塊狀和片狀磨粒、較長尺寸和長徑比的桿狀和針狀磨粒、尺寸小于5μm的粒狀磨粒和尺寸小于1μm的球形磨粒。磨粒團聚群主要以絮狀體存在,尺寸大小不一,多為納米級磨粒的團聚體。磨粒輪廓的雷達圖分形維數(shù)計算表明,磨粒從較長的條形和針狀過渡到較小尺寸的粒狀和類球形,其分形維數(shù)不斷減小,規(guī)律性較為明顯,說明磨粒的輪廓曲線具有尺寸的獨立性。
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R318.08

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 王志剛,李久青,吳蔭順;1Cr13不銹鋼微動腐蝕中腐蝕與磨損交互作用[J];北京科技大學學報;2000年02期

2 蔡，

本文編號：1247218