炭纤维增强人工关节软骨材料——超高分子量聚乙烯的摩擦学特性

用炭纤维对超高分子量聚乙烯进行填充改性,测试了炭纤维填充量对其硬度及摩擦学性能的影响,用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了填充复合材料磨损表面形貌.结果表明:随着炭纤维含量增加,复合材料的硬度上升,耐磨性增强;炭纤维可大幅度降低超高分子量聚乙烯在蒸馏水润滑条件下的摩擦系数;超高分子量聚乙烯在干摩擦下的磨损主要表现为粘着、犁沟及塑性变形,而炭纤维填充复合材料的磨损表现为炭纤维的剥离.

氧离子注入增强人工关节软骨材料—UHMWPE的耐磨性

用高能离子注入机对超高分子量聚乙烯 (U HMWPE)进行了 O+注入改性 ,注入能量为 4 5 0 ke V和 10 0ke V,剂量分别为 1× 10 1 5/cm2 ,5× 10 1 5/cm2和 1× 10 1 6 /cm2。以 Si3N4 球为上销样 ,UHMWPE为下盘样组成摩擦副 ,在销盘摩擦试验机上评价它们在干摩擦和蒸馏水润滑条件下的磨损性能。结果表明 ,几种注入工艺均增强了UHMWPE的耐磨性 ,但提高了其摩擦系数 ,其中以能量为 4 5 0 Ke V,剂量为 5× 10 1 5/cm2的注入样品耐磨性最好。未注入 U HMWPE的磨损主要表现为黏着、塑性变形和犁沟 ,注入 U HMWPE的磨损主要为表面硬化层疲劳裂纹的萌生、扩展。