钛基-TiN-TiC系梯度薄膜材料的生物摩擦磨损特性研究

在ＳＲＶ试验机上用血清润滑对钛合金及钛基－Ｔｉｎ－ＴｉＣ梯度薄膜与ＵＨＡＭＷＰＥ摩擦副摩擦磨损性能进行了测试与比较,并对其磨损机理进行了分析。研究结果表明,钛基－ＴｉＮ－ＴｉＣ梯度薄膜材料表面硬度得到提高,达到２６３０ＨＶ,与基力,生物耐磨性明显提高,为发展耐磨性好的人工关节材料探索了一条新的途径。     

莫来石纤维含量对陶瓷基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

利用氮气保护热压烧结法制备含0%～24%(质量分数)莫来石纤维增强陶瓷基摩擦材料,采用XD-MSM型定速摩擦试验机研究莫来石纤维含量对摩擦材料摩擦磨损性能的影响,借助于扫描电子显微镜观察实验后试样的磨损表面形貌,并探讨其磨损机理。结果表明:莫来石纤维的加入能够显著提高陶瓷基摩擦材料的摩擦因数,且随莫来石纤维含量增加而增大。在高温下,陶瓷基摩擦材料的磨损率随莫来石纤维含量增加而增大。未添加莫来石纤维的陶瓷基摩擦材料磨损形式主要是脆性脱落和疲劳磨损,伴有磨粒磨损;而添加莫来石纤维的陶瓷基摩擦材料磨损形式转化为黏着磨损和磨粒磨损。     

MOSi2材料摩擦磨损特性的研究与发展

金属间化合物二硅化钼（MoSi2）兼具金属和陶瓷材料的双重特性，成为开发和研究的重点。从耐磨性角度出发，重点评述了MoSi2基复合材料以及MoSi2增强陶瓷材料的摩擦磨损特性的研究现状，并展望了MoSi2材料仍为耐磨材料的前景。     

单磨粒作用下Al2O3—TiC—TiN复合陶瓷的摩擦磨损特性

本文利用置于扫描电子显微镜（ＳＥＭ）中的销－盘（ｐｉｎ－ｄｉｓｋ）式滑动摩擦磨损试验装置，研究了在单颗粒磨粒的作用下Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ－ＴｉＮ复合陶瓷的摩擦磨损特性，结果显示，在真空和空气两种环境中，该材料的摩擦行为具有不同的特点，其磨损机理，在磨损初期表现为明显的微切削，随着磨损的进行，其机理以脆性的微断裂为主，同时还表明，在三体磨粒磨损条件下，磨粒的相对软硬显著地影响该陶瓷的磨损率。     

金刚石材料的摩擦及磨损

研究了金刚石单晶，以钴和碳化硅作粘结剂的金刚石聚晶及ＣＶＤ金刚石薄膜被软磨头摩擦和磨损的行为。在正压力和摩擦产生的拉应力聚合作用下，单道次摩擦时，ＴｉＢ２磨头可以使金刚石单昌表面产生“人字形”裂纹，我道次摩擦时，裂纹搭接及碎块脱落使金刚石表面产生磨痕。类似的磨痕也产生在聚晶金刚石表面。铝合金及中碳钢磨头可以较显著地磨损ＣＶＤ金刚石薄膜。     

温度对Si3N4陶瓷摩擦磨损行为的影响

测定了Si3N4陶瓷与3Cr2W8V钢摩擦副在不同温度下（20－800℃）的磨擦系数与陶瓷的磨损系数,分析了温度对陶瓷摩擦磨损行为的影响,并探讨了陶瓷的磨损机理。     

（Y—ZrO2）—SiCw—Al2O3陶瓷复合材料的摩擦磨损

本文对Ａｌ２Ｏ３基陶瓷复合材料Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２－ＳｉＣｗ进行了干摩擦磨损试验，并运用了ＳＥＭ，ＴＥＭ和ＸＲＤ等手段对其显微结构、力学性能及它们与ＧＣｒ１５钢对摩时的摩擦磨损行为进行了系统分析，在此基础上深入探讨了ＳｉＣ面增韧补强作用对复俣材料的摩擦磨损性能的影响。     

Al2O3基陶瓷材料的摩擦磨损特性

研究了Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２和Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２／ＳｉＣｗ在２５到９００℃时与硬质合金滑动摩擦时的摩擦磨损特性。结果表明：三种陶瓷与硬质合金摩擦副的磨擦系数随温度的变化规律不同，摩擦表面的Ｘ射线衍分析表明：摩擦系数的变化与陶瓷表面形成的氧化物膜的组成和结构有关。在高温下Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２的摩擦表面形成了具有优良的高温润滑性的ＴｉＯ２膜，即ＴｉＢ２明显地改善了Ａｌ２Ｏ３的摩擦磨损特性。     

改性酚醛树脂陶瓷摩擦材料的摩擦磨损性能

以普通酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、三聚氰胺改性酚醛树脂为黏结剂,以陶瓷纤维为增强纤维,制备了3种酚醛树脂陶瓷摩擦材料。对其冲击韧性和硬度进行实验测试,采用摩擦磨损试验机考察其摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪分析其磨损表面形貌及其成分,并探讨其磨损机制。结果表明:硼改性酚醛树脂黏结剂能够提高摩擦材料的硬度,三聚氰胺改性酚醛树脂黏结剂能够提高摩擦材料的冲击韧性,降低摩擦材料硬度;在摩擦过程中三聚氰胺改性酚醛树脂在高温下炭化,在摩擦材料表面形成一层致密的摩擦层,摩擦层的存在使摩擦材料的摩擦因数相对比较稳定,降低了摩擦材料的磨损率。     

陶瓷颗粒填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

利用MHK－500型坏－块磨损试验机,对陶瓷颗粒SiC,Si3N4,BN和B2O3填充的聚四氟乙烯（PTFE）复合材料在干摩擦条件下与GCr15轴承钢对摩时的摩擦磨损性能进行了较为系统的研究,并利用扫描电子显微镜（SEM）和光学显微镜对PTEF复合材料的摩察表现进行了观察,结果表明,添加B2O3降低了PTEF的摩擦系数,而添加SiC,Si3N4及BN则增大了PTFE的摩擦系数,但是,SiC,Si3N4,BN和B2O3均可将PTFE的磨损量降低1－2个数量级,其中以Si3N4的减磨效果最好,B2O3的减磨效果最差。     

超高分子量聚乙烯在人工髋关节中的摩擦磨损研究

超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)的磨损是导致人工髋关节失效的重要原因之一。介绍了UHMWPE体外摩擦的磨损机理和改性方法,阐述了一些研究摩擦磨损的试验手段,如髋关节模拟机的研究、润滑体系、磨损的测定、磨屑的评价、有限元分析等,提出了UHMWPE在目前临床应用上亟待解决的问题。     

蓝宝石在人工髋关节置换中的应用

介绍了人工碗关节置换材料的要求及研究进展,例举了目前主要使用的髋关节置换材料种类、配合方式及各自的优势与不足。分析了蓝宝石作为髋关节置换材料在性能方面的优势,介绍了目前对蓝宝石髋关节假体的研究现状,并展望了蓝宝石在髋关节置换方面的应用前景。     

面向髋关节穿刺手术的实用化增强现实导航方法

目的 旨在利用成熟的技术路线和功能整合,实现面向髋关节穿刺手术的无创伤实用化骨骼增强现实(AR)导航。方法 采用基于神经网络的自动分割方法对现有临床CT影像数据进行骨骼图像分割,并进行三维体积重建;利用虚拟现实开发手段,实现手术导航功能。结果 实现了面向AR的CT扫描方法及配准装置设计,开发了基于CT影像的实用化骨骼组织三维自动重建功能。成功实现了与真实人体配准的骨组织AR预览。完成了从临床CT影像采集到形成真实人体配准的实时骨骼显示的全过程验证。结论 为无创骨骼导航提供了一种新的技术路线和方法,证明了在无创条件下快速实现虚拟骨骼与真实皮肤配准显示的技术可行性。为临床骨科手术提供了新的思路和参考,并可为其他领域的外科手术导航研究提供技术支持和参考。     

炭/炭复合材料人工髋关节磨损颗粒研究

分离提取了炭/炭复合材料在髋关节模拟试验机中形成的磨损颗粒.采用激光粒度仪考察了磨损颗粒的尺寸分布,借助扫描电镜分析了磨损颗粒的形貌特征,采用三维轮廓仪检测了磨损颗粒的厚度规律.结果表明,炭/炭复合材料磨损颗粒的尺寸分布在0.3~93.9μm之间,其形貌和厚度依据颗粒尺寸呈现规律性的分布,大尺寸(30μm)颗粒基本是破损的碳纤维,厚度稳定;中尺寸(3~30μm)颗粒的外形不规则,边界轮廓复杂,厚度分布范围广泛;小尺寸(3μm)颗粒呈现圆片形或球形,厚度分布在亚微米级别.同时根据实验结果,揭示了炭/炭复合材料磨损颗粒在磨擦过程中的演变过程.     

Friction and wear behaviors of B4C/6061Al composite

The friction and wear behaviors of B₄C/6061Al composite were studied by considering the effect of sliding time, applied load, sliding velocity and heat treatment. The results show that, when the sliding time, applied load and sliding velocity reach critical values (namely 120 min, 30 N and 240 r min⁻¹, respectively), the mass loss and friction coefficient (COF) increase significantly. Severe delamination wear is the main wear mechanism after sliding for 120 min and under an applied load of 30 N. While fretting wear happens at a sliding velocity of 240 r min⁻¹. After solution-treated at 550 °C for 1 h and then aged at 180 °C for 15 h, the composite shows the highest wear resistance owing to the precipitation of β″ (Mg₂Si) phases in the matrix and the strong interface bonding between B₄C particles and the matrix alloy.     

Friction and wear properties of quasi-periodic material coatings

Quasicrystalline (QC) materials are of interest not only because of their unique structure, but also because they exhibit unusual properties which are potentially useful in industrial applications. In the present study a range of aluminium-based QC alloys, in the form of plasma-sprayed coatings, has been produced and evaluated. For the first time the influence of heat treatment on the structure and properties of these coatings has been systematically investigated. Of the nine QC coatings investigated, those of the Al-Cu-Fe-Cr system and the Al-Pd-Mn system showed the most promising combination of good hardness with low coefficient of friction.     

Investigation on tool wear process of milling wave-transmitting Si3N4 ceramics

Due to the low fracture toughness of wave-transmitting Si₃N₄ ceramics, the special material removal mechanism causes the tool wear to be different. The paper presents the tool wear forms and mechanism under different milling depth. The effect of tool wear on cutting force and machined surface morphology is discussed. Tests have been performed under typical conditions of cutting depth of 0.3 mm (in plastic-domain processing) and 0.4 mm (in brittle-domain processing). The results show that the abrasive wear caused by the chips is the main mechanism of the cutting edge wear and the flank wear, the increase of the side edge rear angle with tool wear is the main cause of the chipping phenomenon. The cutting depth is a significant influence parameter to the wear characteristics, and two types have been distinguished. As the material removal volume ascending, the cutting edge wear and the flank face wear has a stable period, and the root-mean-square deviation of processing surface increases to 1.6 μm, while that increase with the material removal volume continuously, and the processing surface decreases to 1.4 μm. It has been proved that the cutting force tends to increase first and then decrease as the material removal volume is about 4320 mm³.     

铁基块体非晶合金的摩擦磨损性能

采用电弧熔炼、铜模吸铸法制备直径为5mm的Fe基块体非晶合金棒,利用销-盘式摩擦磨损试验机进行干摩擦磨损实验,利用扫描电子显微镜观察摩擦磨损形貌,研究了铁基块体非晶合金的摩擦磨损行为,并与GCr15轴承钢进行了对比.结果表明,铁基非晶合金具有较好的耐磨性能,30N载荷作用下,随着摩擦磨损行程的延长,铁基非晶合金体现了不...     

WC-Al_2O_3复合材料摩擦磨损性能

在HT-1000型高温摩擦磨损实验仪上采用球面接触形式对WC-Al_2O_3复合材料进行滑动摩擦磨损实验,研究了WC-Al_2O_3复合材料从常温25℃到600℃温度条件下的摩擦磨损特性,并与WC-6Co进行对比。采用SEM、超景深显微镜及XRD对磨痕表面微观形貌及物相进行观察和分析。结果表明,在常温时,WC-Al_2O_3复合材料的摩擦系数较小,摩擦磨损性能较好。当温度升至600℃时,WC-Al_2O_3复合材料磨痕表面逐渐有氧化物生成,摩擦系数减小,磨损机制由低温下的磨粒磨损为主转化为氧化磨损,WC-Al_2O_3复合材料摩擦磨损性能较差。     

高Cu铸造铝合金的摩擦磨损性能EI北大核心CSCD

采用压铸工艺制备Cu含量为5%~20%(质量分数,下同)的Al-Cu合金试样。在布氏硬度计上测定试样的硬度,利用球盘往复式磨损试验机进行3种载荷(1~5 N)的磨损实验,通过SEM和EDS分析不同Cu含量试样的磨损机理。结果表明:随着Cu含量从5%增加至20%,Al-Cu合金中θ相的体积分数由2.00%增加到25.80%,且θ相的尺寸逐渐增大;硬度从59HB增加到170HB。摩擦因数在0.4~0.85范围内变化;Al-Cu合金试样的比磨损率随Cu含量增加先急剧降低后趋于平缓,Cu含量达到15%以上合金试样比磨损率变化不大,最低比磨损率在4.1×10^(-4)mm 3·N^(-1)·m^(-1)左右;较低Cu含量试样的比磨损率随载荷变化显著,随着Cu含量增加比磨损率差别减小。Al-Cu合金的主要磨损机制为黏着磨损和磨粒磨损,低Cu含量试样以黏着磨损为主,高Cu含量试样以磨粒磨损为主;随着载荷的增加,低Cu含量试样黏着磨损程度增加,高Cu含量试样磨粒磨损程度增加。