γ射线辐照超高分子量聚乙烯的结构和摩擦磨损性能研究

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中文摘要：　　在人工关节的长期使用中，磨屑已成为其失效的主要因素。本文分别以80、120、250、500kGy四种剂量对UHMWPE进行γ射线辐照及真空热处理改性。重点研究了辐照及其后处理对UHMWPE的结构和摩擦磨损性能的影响。　　本文利用XRD、FTIR、凝胶含量实验等来研究辐照前后UHMWPE的分子结构、结晶状态的变化，并测量样品的显微硬度和接触角，利用INSTRON材料试验机测试样品的拉伸性能。在蒸馏水、生理盐水润滑条件下，测试改性前后UHMWPE的摩擦磨损性能，对磨面材料采用离子注入改性Ti6Al4V合金和Si3N4、Al2O3陶瓷球，通过分析摩擦过程、计算磨损率和观察磨损表面形貌来综合分析UHMWPE的磨损机制。　　实验结果表明，样品的结晶度、交联度、氧化指数和显微硬度都随着辐照剂量的增加而增加，但UHMWPE的韧性和辐照后断裂伸长率却下降了，出现延性到脆性的转变。摩擦磨损实验表明，辐照后UHMWPE的磨损率减小了，真空热处理能进一步提高UHMWPE的耐磨性。随着辐照剂量的增加，UHMWPE的磨损机理发生了变化：由未辐照的粘着、塑性变形和犁沟为主，转变为微裂纹的产生和细小磨屑的脱落，即疲劳和轻微磨粒磨损为主，再变为疲劳、粘着和脆性断裂为主。

作者：

王娜

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关键词：

超高分子量聚乙烯 γ射线辐照辐照后处理交联与氧化摩擦磨损性能

授予学位：

硕士

学科专业：

材料学

导师：

熊党生

学位年度：

2005

学位授予单位：

南京理工大学

语种：

中文

中图分类号：