1132 / 2023-03-12 21:39:49

模拟体液下氧化锆增韧氧化铝陶瓷/Ti6Al4V合金配副的复合微动腐蚀行为研究

人工髋关节组合界面的径向、切向等复合微动腐蚀损伤是导致局部不良组织反应及假体失效的重要原因，然而目前的研究主要集中于单一微动模式研究，忽略了多模式微动的复合效应，使得组合件之间的复合微动腐蚀机理仍不清楚。本文基于球-盘接触模式，在切向微动上施加径向交变载荷模拟了切向-径向复合微动，并针对髋关节头颈界面，开展了不同位移和交变载荷幅值下氧化锆增韧氧化铝陶瓷/Ti6Al4合金在模拟体液中的切向-径向复合微动腐蚀行为研究。结果表明，该配副在模拟体液下的复合微动损伤机制主要为磨粒磨损、腐蚀磨损，在大位移下还存在疲劳磨损。复合微动过程中交变载荷引起接触区域面积以及瞬时接触状态的改变，同时促进接触区域三体层形成，从而影响微动腐蚀行为。在不同位移下交变载荷影响差别较大。随着交变载荷幅值的增加，微动逐渐向部分滑移区转变。对于小位移，交变载荷对摩擦功和磨损轮廓影响很小，材料腐蚀速率及释放到溶液中的金属离子浓度随交变幅度的减小而增大。而对于大位移和中等位移，交变幅度的降低将导致摩擦功的增加和磨损轮廓扩大，材料腐蚀速率先增大后减小，金属离子浓度减小。