类金刚石碳膜/Ti6Al4V钛合金梯度材料的生物摩擦学性能研究

摘要

目的研究了DLC膜 /Ti6Al4V梯度材料与超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)组成的摩擦副的生物摩擦学特性。方法采用面接触方式 ,摩擦试验采用OptimolSRV高温滑动摩擦磨损试验机并分别在干摩擦、Hank’s溶液和生理盐水润滑条件下进行 ,实时记录摩擦系数 ,并与同样条件下Ti6Al4V UHMW PE摩擦副的生物摩擦学特性作了对比。结果DLC梯度膜具有减摩效应 ,与Ti6Al4V相比 ,摩擦系数明显减小 ,在干摩擦、Hank’s溶液和生理盐水润滑条件下 ,摩擦系数分别降低了 2 4 %、5.0 %和 1 0 %。同时利用扫描电镜 (SEM)观察摩擦表面形貌并探讨了DLC膜的减摩机理。结论DLC膜 /Ti6Al4V梯度材料能够有效地降低摩擦系数 ,其减摩机理与DLC膜表面结构有关。DLC膜表面为光滑非晶态的硬碳膜 。