本文關(guān)鍵詞：不同人工關(guān)節(jié)材料配副的滑動(dòng)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(huì)受各種負(fù)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(xué)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(duì)象,研究了潤(rùn)滑條件的面/面接觸界面滑動(dòng)摩擦腐蝕行為,對(duì)UHMWPE磨粒進(jìn)行粒度分析及分形表征,得到如下主要結(jié)論:1)相同潤(rùn)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(dòng)速度的增加而增大。不同性質(zhì)的潤(rùn)滑介質(zhì)對(duì)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(rùn)滑的摩擦系數(shù)最大,蒸餾水最小。316L不銹鋼/UHMWPE生理鹽水潤(rùn)滑的摩擦系數(shù)最大,模擬體液潤(rùn)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(dòng)速度的增大而趨于嚴(yán)重,但磨損機(jī)理無明顯差別,主要表現(xiàn)為犁溝磨損和循環(huán)塑變導(dǎo)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(dòng)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(yán)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(jī)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(dǎo)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(dòng)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(shí),兩種配副UHMWPE的磨粒群平均粒徑約20~25μm,法向載荷80N和120N時(shí),磨粒群平均粒徑約5~10μm。潤(rùn)滑介質(zhì)對(duì)UHMWPE磨粒的粒徑分布有一定影響,三種潤(rùn)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(tuán)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(zhǎng)尺寸和長(zhǎng)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(tuán)聚群主要以絮狀體存在,尺寸大小不一,多為納米級(jí)磨粒的團(tuán)聚體。磨粒輪廓的雷達(dá)圖分形維數(shù)計(jì)算表明,磨粒從較長(zhǎng)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(dú)立性。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R318.08

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)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(dòng)腐蝕中腐蝕與磨損交互作用[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2000年02期

2 蔡，

本文編號(hào)：1247218