Ti6A14V與CoCrMo合金在血清溶液中的扭動微動腐蝕行為研究.pdf

1、扭動微動是指在法向載荷作用下接觸副間發(fā)生的往復的微小幅度的相對扭動。作為四種基本微動運行模式之一的扭動微動，對其的相關研究極少，尤其是在微動腐蝕條件下。因此，本研究具有探索未知的科學意義，不僅豐富和發(fā)展了微動摩擦學的基本理論，而且對于認識人工關節(jié)的損傷失效機理，也有一定的參考價值。
　　本論文選用Ti6Al4V與ZrO2球、CoCrMo合金與CoCrMo球配副作為研究對象，在小牛血清溶液中對其進行了的扭動微動腐蝕試驗研究。通過對動

2、力學特性和腐蝕電化學行為分析，結合表面輪廓儀、三維輪廓儀、光學顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)和電子能譜(EDX)等手段，系統(tǒng)地研究了Ti6Al4V和CoCrMo合金的扭動微動腐蝕的運行與損傷行為。獲得的主要結論如下：
　　1.Ti6Al4V合金分別在純水、血清溶液和CoCrMo合金在血清溶液中的T-θ曲線隨著扭動角位移幅值的增大分別呈現(xiàn)直線型、橢圓型和平行四邊形型，分別對應部分滑移區(qū)、混合區(qū)和滑移區(qū)；結合磨痕OM形貌分析

3、，建立了Ti6Al4V合金和CoCrMo合金在血清溶液中的扭動微動運行工況圖。在相同法向載荷和扭動角位移幅值情況下，Ti6Al4V合金在純水溶液中產(chǎn)生的塑性變形最大，損傷最嚴重，CoCrMo合金在血清溶液中的損傷最輕微。
　　2.在相同法向載荷和扭動角位移幅值情況下，Ti6Al4V合金在純水溶液中的摩擦扭矩最大，Ti6Al4V合金在血清溶液中的次之，CoCrMo合金在血清溶液中的摩擦扭矩最小。
　　3.在相同法向載荷和扭動角

4、位移幅值情況下，Ti6Al4V合金在血清溶液中的腐蝕電位在扭動試驗階段產(chǎn)生的負移和腐蝕電流值上升幅度，比CoCrMo合金在血清溶液中產(chǎn)生的大，產(chǎn)生的電化學腐蝕要嚴重。
　　4.在部分滑移區(qū)，Ti6Al4V合金分別在純水、血清溶液以及CoCrMo合金在血清溶液中的損傷機理均為輕微的磨粒磨損。在混合區(qū)，Ti6Al4V合金在純水溶液中的損傷機理為磨粒磨損、剝落以及輕微的氧化磨損；Ti6Al4V合金在血清溶液中的損傷機理為磨粒磨損、氧化磨

5、損、剝落以及一定的材料轉移，伴隨電化學腐蝕，COCrMo合金在血清溶液中的損傷機理主要是磨粒磨損、氧化磨損和剝層，還伴有一定的材料轉移與輕度電化學腐蝕。在滑移區(qū)，Ti6Al4V合金在純水溶液中的損傷機理為磨粒磨損、氧化磨損、剝落以及一定的材料轉移；Ti6Al4V合金在血清溶液中的損傷機理為磨粒磨損、氧化磨損、剝落與一定的材料轉移，伴隨明顯的電化學腐蝕現(xiàn)象；CoCrMo合金在血清溶液中的損傷機理為嚴重的磨粒磨損、氧化磨損與剝落，并伴隨有一