交叉剪切效應(yīng)下人工關(guān)節(jié)材料聚醚醚酮的磨損機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-10 19:29
隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,人工關(guān)節(jié)的市場需求量也不斷增加,全關(guān)節(jié)置換逐漸成為治療一系列關(guān)節(jié)疾病的有效手段。隨著人們對(duì)關(guān)節(jié)置換需求的增長以及預(yù)期壽命的增加,人們對(duì)于人工關(guān)節(jié)材料的性能要求也發(fā)生著變化。為了提高人工關(guān)節(jié)的使用壽命,包括聚醚醚酮(polyetheretherketone,PEEK)和碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮(carbon fiber reinforced polyetheretherketone,CFR-PEEK)在內(nèi)的一些新型人工關(guān)節(jié)材料已被開發(fā)出來,并且對(duì)于這些新型材料交叉剪切效應(yīng)的研究對(duì)于人工關(guān)節(jié)材料的使用性能的評(píng)價(jià)具有重要意義。本文通過進(jìn)行一系列交叉剪切比和接觸壓力條件下的磨損實(shí)驗(yàn)測試,對(duì)交叉剪切效應(yīng)下PEEK和CFR-PEEK的磨損機(jī)理進(jìn)行深入的研究,并與傳統(tǒng)人工關(guān)節(jié)材料超高分子量聚乙烯(ultra high molecular weight polyethylene,UHMWPE)進(jìn)行對(duì)比,以此來探究這兩種材料是否適用于人工關(guān)節(jié)材料以及其作為人工關(guān)節(jié)材料的優(yōu)缺點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)中通過銷盤型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)來對(duì)這兩種新型材料進(jìn)行3小時(shí)的磨損測試,交叉剪切比與接觸壓力所取數(shù)值也均為人體實(shí)...
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
PEEK化學(xué)分子結(jié)構(gòu)式
中北大學(xué)學(xué)位論文1.2.3 人工關(guān)節(jié)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研究現(xiàn)狀當(dāng)前對(duì)于人工關(guān)節(jié)材料的摩擦磨損性能的研究主要是依靠人工關(guān)節(jié)模擬機(jī)體外模擬實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)的。目前人工關(guān)節(jié)模擬試驗(yàn)機(jī)按照所運(yùn)動(dòng)方式的不同,大致三類:擺軸型( Biaxial-Hip-Simulator ); 多 軸 型 ( Multi-Hip- Simulator);型 ( Pin-on-Plate )。(1) 擺軸型(Biaxial-Hip-Simulator)擺軸型模擬試驗(yàn)機(jī)主要是依靠基座與斜面底座之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來模擬關(guān)節(jié)不同平面的擺動(dòng)動(dòng)作。其中比較典型的擺軸型模擬試驗(yàn)機(jī)為 MTS 公司生產(chǎn)的 hsimulator、赫爾辛基技術(shù)大學(xué)研制的 HUT-BRM hip-joint simulator[51](圖 1.2(a及中國礦業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)并制造的人工髖關(guān)節(jié)模擬試驗(yàn)機(jī)(圖 1.2(b))。
in-on-Plate)擦磨損試驗(yàn)機(jī)主要是以滑動(dòng)接觸方式進(jìn)行摩擦磨損實(shí)驗(yàn),樣品之間所形成的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來研究材料的摩擦性能和滑液磨損試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式與人體關(guān)節(jié)實(shí)際運(yùn)動(dòng)方式有較大差的研究,能夠?yàn)槿斯りP(guān)節(jié)材料的摩擦磨損性能的研究提供盤型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)按照摩擦力方向又可以細(xì)分為兩種:a));②摩擦力方向漸變型(圖 1.4(b))。第二種類性能的研究中應(yīng)用更為廣泛。連接桿圓環(huán)自重銷圖 1.3 Leeds MKΠ模擬試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]聚醚醚酮及其改性的人工關(guān)節(jié)材料的摩擦磨損性能研究進(jìn)展[J]. 宋劍,王松,廖振華,劉宇宏,劉偉強(qiáng). 功能材料. 2014(23)
[2]PEEK摩擦信號(hào)分形維數(shù)與表面形貌相關(guān)性試驗(yàn)研究[J]. 李超,焦瑜,張靜,趙嫚. 中國機(jī)械工程. 2011(14)
[3]磨損顆粒引發(fā)假體周圍骨溶解的機(jī)制及藥物治療進(jìn)展[J]. 張波,郭艾. 中國骨質(zhì)疏松雜志. 2007(08)
[4]PEEK的特性及應(yīng)用[J]. 付國太,劉洪軍,張柏,韓光鶴. 工程塑料應(yīng)用. 2006(10)
[5]超高分子量聚乙烯的生物摩擦學(xué)[J]. 薛茂權(quán),黃之德. 化工新型材料. 2006(06)
[6]人工關(guān)節(jié)摩擦學(xué)的研究[J]. 戴振東,弓娟琴. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2006(03)
[7]特種工程塑料聚醚醚酮的開發(fā)與應(yīng)用[J]. 崔小明. 工程塑料應(yīng)用. 2004(10)
[8]生物摩擦學(xué)的研究現(xiàn)狀和展望[J]. 方建華,陳波水,董凌,王九. 合成潤滑材料. 2004(02)
[9]聚醚醚酮的生產(chǎn)應(yīng)用及發(fā)展前景[J]. 郝章來,吳麗君. 化工新型材料. 2004(04)
[10]聚醚醚酮全髖假體復(fù)合材料的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 賈慶衛(wèi),孫俊英,孫康,王禹基,戴尅戎. 中國矯形外科雜志. 2003(18)
博士論文
[1]人工髖關(guān)節(jié)的磨損行為及磨粒形態(tài)研究[D]. 黃傳輝.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2004
碩士論文
[1]CoCrMo/PEEK關(guān)節(jié)材料的扭動(dòng)微動(dòng)摩擦腐蝕行為研究[D]. 董紅莉.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
本文編號(hào):3276524
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
PEEK化學(xué)分子結(jié)構(gòu)式
中北大學(xué)學(xué)位論文1.2.3 人工關(guān)節(jié)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的研究現(xiàn)狀當(dāng)前對(duì)于人工關(guān)節(jié)材料的摩擦磨損性能的研究主要是依靠人工關(guān)節(jié)模擬機(jī)體外模擬實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)的。目前人工關(guān)節(jié)模擬試驗(yàn)機(jī)按照所運(yùn)動(dòng)方式的不同,大致三類:擺軸型( Biaxial-Hip-Simulator ); 多 軸 型 ( Multi-Hip- Simulator);型 ( Pin-on-Plate )。(1) 擺軸型(Biaxial-Hip-Simulator)擺軸型模擬試驗(yàn)機(jī)主要是依靠基座與斜面底座之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來模擬關(guān)節(jié)不同平面的擺動(dòng)動(dòng)作。其中比較典型的擺軸型模擬試驗(yàn)機(jī)為 MTS 公司生產(chǎn)的 hsimulator、赫爾辛基技術(shù)大學(xué)研制的 HUT-BRM hip-joint simulator[51](圖 1.2(a及中國礦業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)并制造的人工髖關(guān)節(jié)模擬試驗(yàn)機(jī)(圖 1.2(b))。
in-on-Plate)擦磨損試驗(yàn)機(jī)主要是以滑動(dòng)接觸方式進(jìn)行摩擦磨損實(shí)驗(yàn),樣品之間所形成的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來研究材料的摩擦性能和滑液磨損試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式與人體關(guān)節(jié)實(shí)際運(yùn)動(dòng)方式有較大差的研究,能夠?yàn)槿斯りP(guān)節(jié)材料的摩擦磨損性能的研究提供盤型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)按照摩擦力方向又可以細(xì)分為兩種:a));②摩擦力方向漸變型(圖 1.4(b))。第二種類性能的研究中應(yīng)用更為廣泛。連接桿圓環(huán)自重銷圖 1.3 Leeds MKΠ模擬試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]聚醚醚酮及其改性的人工關(guān)節(jié)材料的摩擦磨損性能研究進(jìn)展[J]. 宋劍,王松,廖振華,劉宇宏,劉偉強(qiáng). 功能材料. 2014(23)
[2]PEEK摩擦信號(hào)分形維數(shù)與表面形貌相關(guān)性試驗(yàn)研究[J]. 李超,焦瑜,張靜,趙嫚. 中國機(jī)械工程. 2011(14)
[3]磨損顆粒引發(fā)假體周圍骨溶解的機(jī)制及藥物治療進(jìn)展[J]. 張波,郭艾. 中國骨質(zhì)疏松雜志. 2007(08)
[4]PEEK的特性及應(yīng)用[J]. 付國太,劉洪軍,張柏,韓光鶴. 工程塑料應(yīng)用. 2006(10)
[5]超高分子量聚乙烯的生物摩擦學(xué)[J]. 薛茂權(quán),黃之德. 化工新型材料. 2006(06)
[6]人工關(guān)節(jié)摩擦學(xué)的研究[J]. 戴振東,弓娟琴. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2006(03)
[7]特種工程塑料聚醚醚酮的開發(fā)與應(yīng)用[J]. 崔小明. 工程塑料應(yīng)用. 2004(10)
[8]生物摩擦學(xué)的研究現(xiàn)狀和展望[J]. 方建華,陳波水,董凌,王九. 合成潤滑材料. 2004(02)
[9]聚醚醚酮的生產(chǎn)應(yīng)用及發(fā)展前景[J]. 郝章來,吳麗君. 化工新型材料. 2004(04)
[10]聚醚醚酮全髖假體復(fù)合材料的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 賈慶衛(wèi),孫俊英,孫康,王禹基,戴尅戎. 中國矯形外科雜志. 2003(18)
博士論文
[1]人工髖關(guān)節(jié)的磨損行為及磨粒形態(tài)研究[D]. 黃傳輝.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2004
碩士論文
[1]CoCrMo/PEEK關(guān)節(jié)材料的扭動(dòng)微動(dòng)摩擦腐蝕行為研究[D]. 董紅莉.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
本文編號(hào):3276524
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