织构对混合润滑条件下人工关节材料摩擦磨损性能的影响

关键词：表面织构 人工关节 润滑模型 摩擦磨损 

摘要：为探究织构在人工关节表面生物陶瓷涂层材料领域的应用效果,基于平均流量模型建立了椭圆形和圆形织构表面在混合润滑状态下的润滑计算模型,采用有限差分法结合数值迭代并通过Matlab编程对模型进行计算求解,得到计算域内的压力分布和织构表面的理论摩擦系数,以此作为织构表面摩擦学性能的判断标准进行比较分析。采用飞秒激光工艺在等离子喷涂HA/ZrO2生物涂层表面制备了面覆率均为10%的圆形织构和不同排布方式的椭圆形织构,并在UMT-3摩擦磨损试验机上进行往复摩擦试验。结果表明:在HA/ZrO2生物陶瓷涂层表面制备一定参数的织构阵列,可有效减小其摩擦系数,且长轴平行于上表面运动方向的椭圆形织构能产生更多的额外承载力,具有较优的减磨和抗摩效果。

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