激光干涉制造人工髋关节减摩擦表面结构的研究

发布时间：2017-08-11 04:20

  本文关键词：激光干涉制造人工髋关节减摩擦表面结构的研究

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【摘要】：本文探讨了人工髋关节的摩擦磨损机理,利用三光束激光干涉制造技术在人工髋关节医用钴-铬-钼合金表面制备具有周期性的微结构以通过提高硬度和降低摩擦系数来提高其摩擦磨损性能。实验使用波长为1064nm的大功率Nd:YAG激光器进行干涉光刻,用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对金属表面的结构进行观测,用MH-60显微硬度计和Rtec摩擦磨损测试机计对具有结构的金属表面进行了硬度和摩擦系数的测量。综合二者的测量结果,对实验中涉及到的激光偏振状态,激光能量密度和入射角这三个参数进行讨论,研究其对表面改性的影响,以得到最优的参数组合。最终,实验参数为TE-TM-TM偏振态,激光能量密度为0.2J/cm2,入射角为5°的组合可以达到8.87%的硬度增长和69.1%的摩擦系数降低。
【关键词】：钴-铬-钼合金 激光干涉 激光能量密度 偏振态 入射角 周期 摩擦系数 硬度
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R318.17;TN249
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 第一章 绪论7-16
• 1.1 概述7-8
• 1.2 研究的目的及意义8-10
• 1.3 国内外研究现状10-13
• 1.4 主要研究内容与研究思路13-16
• 1.4.1 建立实际激光干涉光刻系统进行实验验证13
• 1.4.2 光路搭建13
• 1.4.3 图形扫描13-15
• 1.4.4 摩擦磨损测量15-16
• 第二章 人工髋关节及其界面摩擦磨损16-20
• 2.1 人工髋关节材料16-17
• 2.2 人工髋关节的磨损、磨损颗粒17-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第三章 激光干涉光刻技术20-25
• 3.1 激光干涉制造技术20-21
• 3.2 激光干涉的理论基础21-24
• 3.3 激光干涉制造人工髋关节减摩擦表面结构24
• 3.4 本章小结24-25
• 第四章 激光干涉光刻方法制备减摩擦表面结构25-33
• 4.1 三光束干涉技术制备微结构25-29
• 4.2 形貌分析29-31
• 4.3 表面摩擦系数的测量31
• 4.4 表面硬度的测量31-32
• 4.5 本章小结32-33
• 第五章 硬度和摩擦系数实验结果分析33-40
• 5.1 硬度分析33-35
• 5.2 摩擦系数分析35-39
• 5.3 本章小结39-40
• 第六章 总结与展望40-41
• 6.1 成果40
• 6.2 展望40-41
• 致谢41-42
• 参考文献42-43

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本文编号：654210