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織構對混合潤滑條件下人工關節材料摩擦磨損性能的影響
鮑雨梅; 吳霄; 王成武 浙江工業大學特種裝備制造與先進加工技術教育部重點實驗室; 浙江杭州310014; 浙江工業大學之江學院; 浙江紹興312030
關鍵詞：表面織構 人工關節 潤滑模型 摩擦磨損
摘要：為探究織構在人工關節表面生物陶瓷涂層材料領域的應用效果,基于平均流量模型建立了橢圓形和圓形織構表面在混合潤滑狀態下的潤滑計算模型,采用有限差分法結合數值迭代并通過Matlab編程對模型進行計算求解,得到計算域內的壓力分布和織構表面的理論摩擦系數,以此作為織構表面摩擦學性能的判斷標準進行比較分析。采用飛秒激光工藝在等離子噴涂HA/ZrO2生物涂層表面制備了面覆率均為10%的圓形織構和不同排布方式的橢圓形織構,并在UMT-3摩擦磨損試驗機上進行往復摩擦試驗。結果表明:在HA/ZrO2生物陶瓷涂層表面制備一定參數的織構陣列,可有效減小其摩擦系數,且長軸平行于上表面運動方向的橢圓形織構能產生更多的額外承載力,具有較優的減磨和抗摩效果。
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