纯钛材与大变形纯钛材微弧氧化膜层的力学性能研究

采用微弧氧化法在纯钛材及大变形纯钛材表面制备了含钙、磷的多孔氧化膜层,研究膜层的微观形貌、硬度、膜基结合力、滚动摩擦磨损性能等性能,探讨钛基材组织细化对其膜层结构及力学性能的影响。结果表明:与纯钛材微弧氧化膜层相比,大变形纯钛材微弧氧化膜层表面微纳米尺度的孔洞更多,孔隙率更高(10.84%vs.9.68%),孔洞孔径更小(8.67μm vs.9.68μm),表面更平坦,锐钦矿相含量更高(43.13%vs.37.74%),膜-基结合能力更强(17 N vs.8N),摩擦系数较低(0.338 vs.0.358),耐磨性能更优,以上的膜层结构及力学性能的改善归因于其钛基材大变形化提高了晶体缺陷。

小牛血清润滑下钛基多孔陶瓷膜层的摩擦学性能

利用微弧氧化法在纯钛材及大变形纯钛材表面制备多孔陶瓷膜层。采用扫描电镜、X射线能谱仪、非接触三维轮廓仪和纳米压痕仪考察了多孔陶瓷膜层的微观形貌、粗糙度和硬度,并用UMT型多功能摩擦磨损试验机评价了多孔陶瓷膜层在小牛血清润滑条件下的摩擦学行为。结果表明,随载荷增加,摩擦系数减少。膜层磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损。与纯钛材多孔陶瓷膜层相比,大变形纯钛材多孔陶瓷膜层的摩擦系数更低且波动更平稳,耐磨性能更优,这归因于大变形纯钛材多孔陶瓷膜层表面孔隙率更高,硬度更强,硬弹比(H/E)更大。