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改善超高分子量聚乙烯(UHMWPE)臼杯的耐磨性能是提高人工髋关节使用寿命的关键.本文在UHMWPE基体上采用非平衡直流磁控溅射沉积类石墨碳(GLC)薄膜,用扫描电镜、台阶轮廓仪考察了薄膜形貌和表面粗糙度,拉曼光谱分析了GLC薄膜的结构.用划痕仪和球-盘式摩擦磨损机研究了GLC薄膜与UHMWPE基体的界面结合力和GLC薄膜的摩擦磨损性能.结果表明:磁控溅射法制备的GLC薄膜与基体结合力大于90 N,且对表面粗糙度没有影响;表面镀覆GLC薄膜的体积磨损率为1.6×10-17 m3/(N·m),是UHMWPE的1/19. 相似文献
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钛合金表面掺金属类金刚石薄膜的摩擦磨损性能研究 总被引:2,自引:0,他引:2
采用阳极层流型矩形气体离子源结合非平衡磁控溅射法在钛合金基体表面制备掺金属类金刚石(Me-DLC)薄膜,通过X射线光电子能谱仪、俄歇微探针、表面形貌仪及扫描电子显微镜等对薄膜结构进行表征,用SRV型摩擦磨损试验机评价其摩擦磨损性能.结果表明,类金刚石薄膜可以提高钛合金基体的承载能力和硬度,对基体材料起到有效的耐磨减摩作用,掺钨类金刚石薄膜的硬度及膜/基结合强度较高,具有良好的耐磨减摩性能,且在膜层承载能力范围内,载荷越高,DLC梯度薄膜的摩擦系数越小. 相似文献
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用等离子体增强化学气相沉积技术制备类金刚石碳薄膜的摩擦磨损性能研究 总被引:1,自引:2,他引:1
利用射频-直流等离子体增强化学气相沉积技术在单晶硅衬底上沉积类金刚石碳薄膜,采用激光拉曼光谱仪和原子力显微镜对薄膜的结构和表面形貌进行表征,采用纳米压痕仪测定薄膜的硬度,并用UMT型微摩擦磨损试验机考察了薄膜在不同试验条件下的摩擦磨损性能.结果表明:所制备的类金刚石碳薄膜表面光滑致密且硬度较高;在干摩擦条件下与GCr15钢球或Al2O3球配副时显示出良好的减摩抗磨性能,摩擦系数较低,耐磨寿命较长,而在水润滑条件下同Al2O3球配副时发生灾难性磨损. 相似文献
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热处理对类金刚石碳薄膜力学和摩擦性能的影响 总被引:1,自引:1,他引:1
利用直流磁分离及脉冲阴极双激发源等离子弧薄膜沉积装置制备了含Ti底层和无Ti底层的类金刚石碳薄膜(DLC);采用纳米硬度计、原子力显微镜和X射线光电子能谱仪分析了薄膜的力学性能和结构;采用УСК-1型球-盘滑动摩擦磨损试验机考察了薄膜的摩擦性能.结果表明,同无Ti底层的DLC薄膜相比,含Ti底层的DLC薄膜的硬度和弹性模量较低;含Ti底层的DLC薄膜经真空400℃退火后表面层中存在TiO2,内部存在TiC;而无Ti底层的DLC薄膜经真空500℃退火处理后硬度、弹性模量和表面形貌几乎保持不变;无Ti底层的DLC薄膜经空气中500℃退火后摩擦系数明显降低,这是由于DLC薄膜在空气中热处理时更易发生石墨化所致. 相似文献
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单源低能离子束辅助沉积类金刚石薄膜摩擦性能的研究 总被引:4,自引:7,他引:4
目前,制备类金刚石薄膜的方法很多,然而其中的多数在沉积过程中都需要基本具有比较高的温度,这不不可避免地会对耐温性较差的材料造成损伤,或使机械零部件发生变形和尺寸变化,因此,利用单源低能离子束辅助沉积法制备了非晶碳薄膜,并且利用喇曼光谱和俄歇电子能谱研究了薄膜的结构,发现了其为无定形的类金刚石薄膜,薄膜中的碳原子成键主要sp^2杂化键,研究表明,随着离子能量和束流的增大,薄膜的显微硬度,摩擦系数和寿 相似文献
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医用NiTi形状记忆合金表面类金刚石薄膜的生物摩擦磨损性能研究 总被引:2,自引:2,他引:0
利用脉冲电弧离子镀在医用NiTi形状记忆合金基底上沉积无氢类金刚石(DLC)薄膜,采用Raman光谱分析薄膜的微观结构,在UMT-2MT型摩擦磨损试验机上考察了薄膜的体外生物摩擦磨损特性.结果表明:所制备的类金刚石碳薄膜为四面体非晶碳薄膜,具有典型的类金刚石结构特征;在干摩擦及0.9%NaCl溶液和Hank’s溶液润滑条件下,DLC薄膜显示出良好的抗磨减摩性能;在NiTi合金表面沉积DLC薄膜以提高其生物相容性是可行的。 相似文献
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离子注入超高分子量聚乙烯的摩擦磨损性能研究 总被引:10,自引:5,他引:10
对人工关节软骨材料——超高分子量聚乙烯(UHMWPE)进行O+和C+离子注入改性,采用销-盘式摩擦磨损试验机考察了离子注入UHMWPE试样在血浆润滑条件下同Si3N4陶瓷球对摩时的摩擦磨损性能;用扫描电子显微镜观察分析了注入和未注入试样及其磨痕表面形貌,用红外光谱仪(IR)分析了注入和未注入试样的化学特征.结果表明:经O+和C+离子注入处理的UHMWPE试样表面发生了碳化并形成了类金刚石结构;O+和C+注入处理均有利于增强UHMWPE的耐磨性能,而O+离子注入试样的耐磨性能优于C+离子注入试样,经450keV、5×1015/cm2的O+离子注入试样的耐磨性能最佳;未注入UHMWPE试样在血浆润滑条件下同陶瓷对摩时主要呈现粘着、塑性变形和犁沟特征,而注入UHMWPE试样在相同条件下主要呈现表面硬化层疲劳裂纹萌生、扩展、剥落及磨粒磨损特征. 相似文献
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在THT07-135型高温摩擦磨损试验机上采用销-盘式接触形式,研究了WC-Co硬质合金/Ti6Al4V钛合金摩擦副在氮气介质中的摩擦磨损性能,并与空气介质中的摩擦磨损性能进行对比.结果表明:与空气介质相比,在氮气介质中WC-Co/Ti6Al4V摩擦副的摩擦系数稍低;WC-Co硬质合金比Ti6Al4V钛合金的磨损量低得多,氮气介质具有一定的减磨作用;钛合金材料的主要磨损机理为摩擦副之间产生较强的犁沟与挤压撕裂,而硬质合金的主要磨损机理为磨粒磨损与粘结剥落. 相似文献
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摩擦热对Ti6A14V合金摩擦磨损性能的影响 总被引:2,自引:1,他引:2
在高速销-盘式摩擦磨损试验机上考察了Ti6A14V销与GCr15钢盘摩擦副的干滑动摩擦磨损行为,并在线测量了销试样的摩擦接触温度,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪及透射电子显微镜分别对Ti6A14V摩擦表面和次表层的微观形貌、组织成分、相结构进行研究.结果表明:Ti6A14V的卢相变点温度接近其摩擦系数和磨损率的转折温度;随着摩擦表面温度升高,在Ti6A14V表面依次形成TiO、TiO2和V2O3;温度骤变促使Ti6A14V表层析出纳米颗粒,高的摩擦温度使空气中的氮渗入表层而形成VN.上述结果共同对Ti6A14V/GCr15摩擦副的摩擦磨损行为产生影响. 相似文献
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Ti6Al4V表面双层辉光离子渗Mo及其摩擦学性能的研究 总被引:16,自引:4,他引:16
利用双层解光离子渗金属技术在Ti6A14V合金表面渗Mo,用球—盘磨损试验机对试样的摩擦性能进行了研究.结果表明:Ti6A14V合金表面渗Mo可以形成均匀的表面改性合金层,合金层由沉积层和扩散层构成;合金层的硬度和弹性模量分别为10.86GPa和278.84GPa,较Ti6A14V有较大提高;渗Mo后的试样在干摩擦小滑动距离下表现出一定的减摩作用,耐磨性明显增强;在油润滑条件下,渗Mo改性层具有优异的减摩和耐磨性能. 相似文献
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碳黑填充超高分子量聚乙烯复合材料摩擦磨损性能研究 总被引:7,自引:5,他引:7
采用MM-200型摩擦磨损试验机考察了载荷及偶件表面粗糙度对碳黑填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料摩擦磨损性能的影响;利用扫描电子显微镜观察复合材料磨损表面形貌并分析了其磨损机理.结果表明:同UHMWPE相比,碳黑填充UHMWPE的磨损质量损失随载荷增加而增大的幅度较小;偶件表面粗糙度对碳黑填充UHMWPE复合材料的摩擦磨损性能影响较大,随着偶件表面粗糙度的增大,摩擦系数和复合材料的磨损质量损失均显著增大.UHMWPE及其碳黑填充复合材料在干摩擦条件下同45“钢及SiC喷涂层涂覆45“钢对摩时主要呈现犁削和塑性变形特征,犁削和塑性变形程度随载荷和偶件表面粗糙度增加而加剧。 相似文献
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纳米氧化锌填充超高分子量聚乙烯复合材料的摩擦磨损性能研究 总被引:7,自引:1,他引:7
采用热压成型工艺制备了纳米ZnO填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,采用销-盘式摩擦磨损试验机考察了纳米粒子对复合材料摩擦磨损性能的影响;采用扫描电子显微镜观察复合材料磨损表面形貌.结果表明:填充15%~20%的纳米ZnO可以显著改善UHMWPE的摩擦磨损性能;复合材料的磨损机理随纳米粒子含量的增加而变化,纯UHMWPE的磨损机理主要为粘着磨损和疲劳磨损,随着复合材料中纳米粒子含量增加,疲劳磨损特征逐渐消失,当其纳米粒子含量大于15%时,其磨损机理主要为粘着磨损;复合材料磨损表面出现了贫ZnO区和富ZnO区,且富ZnO区以"岛"的形式分布在贫ZnO区中. 相似文献
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烧结Fe3Al金属间化合物基摩擦材料的摩擦磨损性能研究 总被引:1,自引:0,他引:1
采用热压烧结方法制备了不同成分的Fe3Al金属间化合物基摩擦材料,考察了其物相、力学性能、抗氧化性及干摩擦磨损性能.结果表明,Fe3Al金属间化合物基摩擦材料密度低、强度高、抗氧化性好、摩擦系数稳定、高温耐磨性好;其在不同摩擦阶段的磨损机制存在差异,主要磨损机制包括磨粒磨损、塑性变形、裂纹萌生与扩展、微区脆性剥落及氧化磨损等. 相似文献