Hank’s溶液和生理盐水中纯钛的复合微动腐蚀特性VIP免费

第卷第期中国有色金属学报年月1810200810Vol.18No.10TheChineseJournalofNonferrousMetalsOct.2008文章编号：1004-0609(2008)10-1763-06Hank’s溶液和生理盐水中纯钛的复合微动腐蚀特性尹晓利1，任平弟1,2，蔡振兵1旻，朱昊1，周仲荣1(1.西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室摩擦学研究所，成都610031；2.西南交通大学生命科学与工程学院，成都610031)摘要：采用球/平面接触方式，进行纯钛(TA2/TA2)在Hank’s溶液和生理盐水中的常温切向和径向复合微动腐蚀实验。实验接触角θ为45º，最大径向载荷Fmax为100、200和300N，微动循环周次为5×104次。在摩擦动力学分析和耗散能计算分析基础上，用扫描电镜(SEM)和激光共焦扫描显微镜(LCSM)测定了磨损量，分析磨损机制。结果表明：在Hank’s溶液和生理盐水中，复合微动F—D曲线呈现准梯形和椭圆形二阶段特征；相同载荷条件下，TA2在Hank’s溶液中材料损失量比在生理盐水中小，这与在相同条件下Hank’s溶液中的耗散能比在生理盐水中小的结果一致。在二种介质条件下，TA2的复合微动磨损主要以磨粒磨损和剥层方式进行。关键词：钛；生理盐水；Hank’s溶液；微动腐蚀；复合微动中图分类号：TH117.1文献标识码：ADual-motionfrettingcorrosionbehaviorofpuretitaniuminHank’sandsalinesolutionsYINXiao-li1,RENPing-di1,2,CAIZhen-bing1,ZHUMin-hao1,ZHOUZhong-rong1(1.TribologyResearchInstitute,KeyLaboratoryofAdvancedMaterialsTechnologyMinistryofEducation,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China;2.SchoolofLifeScienceandEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)Abstract:Thedual-motionfrettingcorrosiontestsofpuretitanium(TA2)flatsagainstTA2ballwerecarriedoutinHank’sandsalinesolutionsbyahydraulicfrettingtester.Duringthetests,thecontactangleoftwofrettingpairswassetto45˚,theappliednormalloadwasvariedfrom100Nto300N,andthenumberoffrettingcycleswas5×104.Thekineticbehavioursofthedual-motionfrettingofTA2/TA2pairswereanalyzed.ThefrettingdamagesontheTA2platewerecharacterizedthroughopticalmicroscopeandscanningelectricalmicroscope(SEM).TheresultsindicatethattheF—DcurvesofTA2/TA2pairspresenttwotypesofshapes,i.e.thetrapezoidalandelliptical.Thevolume-lossofTA2plateissmallerinHank’ssolutionthanthatofinsalinesolution,whichisconsistentwiththeanalysesoffrictiondissipationenergy.ThefrettingwearmechanismsofTA2platearemainlyidentifiedasabrasivewearanddelaminationmechanisminbothmedia.Keywords:titanium;salinesolution;Hank’ssolution;frettingcorrosion;dual-motionfretting微动腐蚀是机械构件紧配合界面在电解质或其他腐蚀性介质(如海水、酸雨、腐蚀性气氛等)中发生的微动损伤[1]，是材料受到腐蚀和磨损协同作用的一种复杂的损伤过程。海洋工程中使用的机械装备在海水及盐雾气氛中的微动腐蚀、核反应堆中热交换器导热管与管支撑件之间在高温高压水汽中的破坏、高压输电线缆在雨水中的损伤破坏、口腔精密附着体及骨固定装置在体液环境中发生的腐蚀磨损等等，都是微动基金项目：国家自然科学基金资助项目(50305030;50625515)；教育部科学技术研究重点资助项目(106137)收稿日期：2008-02-29；修订日期：2008-06-08通讯作者：任平弟，教授；电话：028-87634734；E-mail:rpdd@21cn.com中国有色金属学报2008年10月1764腐蚀的实例。近年来，由于生物医用材料在矫形外科、制作人工假体等方面的广泛应用，人们已认识到微动腐蚀是金属植入件的主要损伤形式之一[2]，对金属植入材料微动腐蚀的研究也逐渐受到重视[3−5]。尽管国内外对金属植入体微动腐蚀已有一定的研究[6−9]，但关于复合微动方式应用于植入材料研究的报道十分罕见，已有工作一般采用切向微动简化模式，这与实际工况有明显差异。考虑到植入器件在实际服役时受力的复杂状况，本文作者将复合微动引入到植入材料TA2的研究，这对于探讨植入材料在复杂微动条件下的微动腐蚀具有重...