钛合金微弧氧化生物活性陶瓷膜润湿性及耐腐蚀性能研究

通过微弧氧化技术(MAO)在Ti6Al4V合金表面获得了富含Ca、P的生物陶瓷膜,对陶瓷膜的物相组成、微观形貌及其在Hank’s模拟体液中的阳极极化行为进行了研究,分析了不同微弧氧化电压对陶瓷膜润湿性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明,所制备的陶瓷膜表面粗糙多孔,主要由锐钛矿、金红石以及少量羟基磷灰石和无定形相组成。随着微弧氧化电压升高陶瓷膜中的金红石和羟基磷灰石的含量增加,陶瓷膜中微孔数量减少,但尺寸增加,孔隙率变化不明显。微弧氧化膜的接触角随微弧氧化电压的升高不断减小,说明润湿性能逐渐改善,陶瓷膜的粗糙度和物相是主要影响因素。微弧氧化膜使合金在模拟体液中发生阳极电阻极化,氧化电压越高耐腐蚀性能越好。

仿生UHMWPE关节软骨材料的静态黏弹性研究

目的通过蠕变、应力松弛和蠕变回复等实验评价多孔梯度UHMWPE仿生软骨材料的静态黏弹性能。方法采用模板-滤取(T-L)法制备多孔梯度UHMWPE仿生软骨材料,扫描电镜观察多孔组织结构,压汞仪测量多孔层的孔隙率和孔径分布特征,平头压痕实验测定多孔梯度UHMWPE材料的蠕变、应力松弛和蠕变回复性能。结果 T-L法制备的UHMWPE梯度多孔层与基体的结合良好,随NaCl含量的增加,孔隙率增大,孔径尺寸分布范围扩大。蠕变变形和模量随时间呈非线性增加,应力松弛应力和模量非线性降低,对冲击载荷的缓冲能力明显高于致密UHMWPE。实验表明,具有合理孔隙率的U50和U60样品与致密UHMWPE材料回复性能相近,但过高的孔隙率造成蠕变回复的塑性变形增加。结论多孔梯度结构UHMWPE材料的弹性增加,应变响应速度提高,有利于改善摩擦副的接触润滑状态,减轻材料的磨损。

多孔梯度超高分子量聚乙烯的摩擦学性能研究

采用模板-滤取法(T-L法)制备了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)多孔梯度板材料.采用面与面接触方式,测定多孔UHMWPE梯度板的压痕硬度,利用UMT-Ⅱ型微摩擦磨损试验机,测试了质量浓度为25%小牛血清润滑条件下的摩擦学性能,借助Stribeck曲线对其润滑机理进行了分析讨论.结果表明:多孔结构能明显改善UHMWPE材料的表面润湿性能.多孔梯度材料的蠕变特征符合5个参数关联指数ExpAssoc函数模型,压痕硬度则随孔隙率的增加而降低.质量浓度为25%小牛血清润滑条件下,致密UHMWPE属典型边界润滑,多孔UHMWPE在高速区形成混合润滑,摩擦因数比致密UHMWPE有明显降低.