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織構(gòu)對混合潤滑條件下人工關(guān)節(jié)材料摩擦磨損性能的影響
關(guān)鍵詞：表面織構(gòu) 人工關(guān)節(jié) 潤滑模型 摩擦磨損
摘要：為探究織構(gòu)在人工關(guān)節(jié)表面生物陶瓷涂層材料領(lǐng)域的應(yīng)用效果,基于平均流量模型建立了橢圓形和圓形織構(gòu)表面在混合潤滑狀態(tài)下的潤滑計算模型,采用有限差分法結(jié)合數(shù)值迭代并通過Matlab編程對模型進行計算求解,得到計算域內(nèi)的壓力分布和織構(gòu)表面的理論摩擦系數(shù),以此作為織構(gòu)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(gòu)和不同排布方式的橢圓形織構(gòu),并在UMT-3摩擦磨損試驗機上進行往復摩擦試驗。結(jié)果表明:在HA/ZrO2生物陶瓷涂層表面制備一定參數(shù)的織構(gòu)陣列,可有效減小其摩擦系數(shù),且長軸平行于上表面運動方向的橢圓形織構(gòu)能產(chǎn)生更多的額外承載力,具有較優(yōu)的減磨和抗摩效果。
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