關(guān)節(jié)置換術(shù)是一種治療晚期關(guān)節(jié)疾病的有效方法,而聚醚醚酮（PEEK）因其優(yōu)異的機(jī)械性能和良好的生物相容性被視為理想的人工關(guān)節(jié)摩擦副。體外摩擦學(xué)研究也已發(fā)現(xiàn)純PEEK（450G）的耐磨損性能不佳,僅適用于低載荷協(xié)調(diào)性關(guān)節(jié)假體設(shè)計(jì);理論上通過復(fù)合不同的增強(qiáng)體或固體潤(rùn)滑顆粒,可不同程度提升PEEK的耐磨屬性,進(jìn)一步拓展其應(yīng)用范圍。目前,PEEK復(fù)合材料包括碳纖維增強(qiáng)（CA30）、玻璃纖維增強(qiáng)（GL30）和碳纖維/石墨烯/聚四氟乙烯綜合增強(qiáng)（FC30）這三種,均被視為潛在的人工關(guān)節(jié)材料,它們?cè)谏磉\(yùn)行工況下的磨損機(jī)理以及磨損性能有待進(jìn)一步研究。為此,本文基于“銷-盤”摩擦學(xué)試驗(yàn),在牛血清生理潤(rùn)滑條件下采用“圓形”生理滑動(dòng)軌跡,檢測(cè)了 PEEK及其復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能。此外,采用掃描電子顯微鏡（SEM）、能譜分析（EDS）、光學(xué)顯微鏡和拉曼光譜儀（Raman）等測(cè)試方法觀察磨損表面微觀形貌、化學(xué)成分和表層結(jié)晶度變化。以此,探討PEEK基復(fù)合材料自配副的磨損機(jī)理,闡明增強(qiáng)體的實(shí)際減摩抗磨機(jī)制,解釋物理摩擦過程對(duì)摩擦副表層的直接影響。隨后,進(jìn)一步系統(tǒng)化研究PEEK復(fù)合材料配對(duì)傳統(tǒng)聚合物摩擦副（UHMW... 

【文章來(lái)源】：陜西科技大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２?ＰＥＥＫ的化學(xué)結(jié)構(gòu)與晶胞單元??

０．１?０．２?０．３?０．４?０．５?０．６?ｌｘｉ〇３?ｌ〇ｘｉ〇３ｉ〇〇ｘｉ〇３?１增６?１〇ｘｌ〇６?１〇〇ｘｌ〇６??應(yīng)變?循環(huán)次數(shù)??ａ）?２３°Ｃ時(shí)，應(yīng)變速率對(duì)ＰＥＥＫ壓縮性能的影響?ｂ）?ＰＥＥＫ三點(diǎn)ｆ曲ＩＳＯ?１７８試驗(yàn)??８００－???７００“?Ｘ＂??６００?－?／??Ｓ?５００?／??ｉ？?４００－?／??＾?３００?丨??２００－?ｊ??，０Ｖ????°０?１０?２０?３０?４０??位移（ｍｍ）??Ｃ）疲勞曲線??圖１－３?ＰＥＥＫ機(jī)械性能??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ?ｏｆ?ＰＥＥＫ??總體而言，與未填充的ＰＥＥＫ相比，纖維的加入使復(fù)合材料的機(jī)械性能都顯著提高，??比如強(qiáng)度、疲勞和斷裂初性等。圖１－４?（ａ）為ＰＥＥＫ材料斷裂面微觀形貌，純ＰＥＥＫ的??斷裂面有一些層片狀結(jié)構(gòu)，總體斷裂是比較均勻的叫。圖１－４?（ｂ）、（ｃ）分別為玻璃纖維??增強(qiáng)ｍ和碳纖維增強(qiáng)［ＭＰＥＥＫ，ＧＬ３０中玻璃纖維的表面光滑，但ＣＡ２０中碳纖維表面包??裹著一層ＰＥＥＫ基體，兩種斷裂面形成鮮明比較，并明顯得出ＰＥＥＫ基體與碳纖維的相??６??

別添加石墨烯、聚??四氟乙烯等作為增強(qiáng)體提高摩擦副的耐磨損性能。此外，對(duì)高載荷關(guān)節(jié)配副設(shè)計(jì)，還可??通過混合添加碳纖維、石墨烯、聚四氟乙烯等增強(qiáng)體制備高強(qiáng)度耐磨的復(fù)合材料配副。??ｍｍ??ａ）?４５０Ｇ?ｂ）?ＦＣ３０??擊纏??ｃ）?ＣＡ２０?ｄ）?ＧＬ３０??其中ａ）、ｂ）、ｃ）、ｄ）中材料均來(lái)自ＶｉｃｔｒｅｘＬｔｄ．其中４５０Ｇ為未填充的ＰＥＥＫ，?ＣＡ２０為２０％質(zhì)??量分?jǐn)?shù)的碳纖維填充ＰＥＥＫ，ＦＣ３０表示碳纖維、石墨烯、ＰＴＦＥ分別以１０％質(zhì)量分?jǐn)?shù)填充ＰＥＥＫ??圖１－４?ＰＥＥＫ及其復(fù)合材料的斷面形貌圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｓｅｃｔｉｏｎ?ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ?ｏｆ?ＰＥＥＫ?ａｎｄ?ｉｔｓ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ??１．２．２?ＰＥＥＫ材料的生物摩擦學(xué)性能??生物摩擦學(xué)從構(gòu)詞法可看出是生物學(xué)與摩擦學(xué)結(jié)合而衍生的復(fù)合詞，該學(xué)科主要研??究人體日常生理活動(dòng)中內(nèi)所存在的各種摩擦行為，包括皮膚摩擦學(xué)、關(guān)節(jié)摩擦學(xué)、人工??心臟摩擦學(xué)等方面。而關(guān)節(jié)摩擦學(xué)是以關(guān)節(jié)自然運(yùn)行工況與潤(rùn)滑條件為切入點(diǎn)，研究與??探討關(guān)節(jié)配副材料的生理摩擦與磨損狀況，進(jìn)而指導(dǎo)假體設(shè)計(jì)與篩選合適的摩擦配副。??磨損按照磨損機(jī)理可分為磨粒磨損、粘著磨損、疲勞磨損和腐蝕磨損四種。磨粒磨損指??硬顆�；蛲蛊鹋c材料表面互相摩擦引起的。粘著磨損指在應(yīng)力接觸的過程中，由于材料??變形而轉(zhuǎn)移損失的行為。腐蝕磨損則是由于電化學(xué)反應(yīng)在材料表面與周圍環(huán)境間發(fā)生。??這些磨損形式在人體摩擦系統(tǒng)中同樣存在，在人工關(guān)節(jié)材料的摩擦過程中的主要磨損機(jī)??理為磨粒磨損和個(gè)別材料出現(xiàn)的粘著磨損。如圖１－５所示為其磨損示意圖。??７??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]顆粒填充聚醚醚酮復(fù)合材料的生物摩擦學(xué)性能研究[D]. 劉玲玲.南京理工大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3003271