Al_2O_3陶瓷关节的力学性能

从人体实际生理要求出发,选用耐磨性和化学稳定性良好的陶瓷关节显然是合理的。强度是工程陶瓷主要性能;脆性是陶瓷的致命弱点;与具有自全愈能力的活体组织相比,亚临界裂纹扩展则是导至人工关节失效的最危险的倾向。试验表明,Al_2O_3关节(σ_张=336～368MNm^(-2);σ_压≈1120MNm^(-2))具有足以承受活体关节所遭受的力学行为的考验。断口分析表明,力学行为是其显微结构的敏感函数。I-Al_2O_3和Ⅱ-Al_2O_3的伟布尔模数分别为6.5和9.6,这是结构均匀性程度差异的反映。I-Al_2O_3的亚临界裂纹扩展速率指数(亦即,材料抵抗裂纹扩展能力的一种量度)n=60,说明Al_2O_3质人工关节具有在应力腐蚀条件下的裂纹缓慢扩展倾向。这是陶瓷关节最大的弱点。改善陶瓷结构的均匀性有助于性能的提高和植入关节寿命的持续。