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全膝关节植入体内之后形成新的生物摩擦副,并处于复杂的人体关节运行环境当中,在体内需承受各种负荷、磨损以及腐蚀等综合作用,对人工膝关节的设计和材料的选择也提出了更高的要求。CoCrMo合金和UHMWPE一直是被广泛应用的人工关节材料,UHMWPE经辐照交联处理后,得到高交联UHMWPE的耐磨性能有一定程度的提高。聚醚醚酮(PEEK)作为新兴骨生物材料,也逐渐成为骨科和材料学研究的热点。本文选择CoCrMo合金、高交联UHMWPE和PEEK三种典型关节材料,组成CoCrMo/高交联UHMWPE和CoCrMo/PEEK两类人工膝关节配副组合,研究了两类关节组合的扭动和摆动摩擦腐蚀行为。论文得到的主要结论如下:扭动磨损运动形式下,两类关节组合均在大的扭动角度下表现出较低的摩擦系数;不同法向载荷下,载荷过大或过小都会导致摩擦系数上升;CoCrMo/PEEK组合的摩擦系数低于CoCrMo/高交联UHMWPE组合。摆动运动形式下,两类关节组合的摩擦系数均随摆动角度的增大而增大;随法向载荷的增大,CoCrMo/高交联UHMWPE摩擦系数增大,CoCrMo/PEEK系数略微减小;CoCrMo/PEEK组合的摩擦系数高于CoCrMo/高交联UHMWPE。两类关节组合的磨损量受摆动和扭动角度的影响较大,随角位移幅值、法向载荷和循环周次的增大而增大,且扭动运动形式下的磨损量均小于摆动运动形式。扭动形式下,PEEK磨损量均大于高交联UHMWPE磨损量。摆动形式下,PEEK仅在摆动角度为5°时磨损量略低于高交联UHMWPE,其余磨损量均大于高交联UHMWPE。随扭动角度的增大,CoCrMo/PEEK配副T-θ曲线呈现三种形状,由直线型向椭圆形和平行四边形转变,相应的扭动微动运行状态由弹性协调的部分滑移向发生塑性变形的混合滑移和完全滑移转变。CoCrMo/高交联UHMWPE配副T-θ曲线只观察到椭圆形和平行四边形两种形状。不同法向载荷条件下,CoCrMo/高交联UHMWPE接触界面的扭动微动运动状态处于完全滑移区,CoCrMo/PEEK组合则由完全滑移区向混合区转变。高交联UHMWPE的扭动磨损机制主要为磨粒磨损和疲劳磨损,摆动条件下材料的损伤较严重,损伤机制依然以磨粒磨损和疲劳磨损为主。PEEK的扭动磨损机制在中心区域以塑性变形为主,外围以粘着磨损和磨粒磨损为主,CoCrMo磨损表面可以观察到明显的转移膜,PEEK摆动磨损机制主要表现为磨粒磨损。CoCrMo与高交联UHMWPE配副时,腐蚀速度在实验开始后迅速增大,之后逐渐趋于稳定;与PEEK配副的CoCrMo扭动条件下,腐蚀电流在后期出现下降阶段,腐蚀速度在后期也逐渐降低。表面磨损增大了CoCrMo/高交联UHMWPE的腐蚀倾向,对CoCrMo/PEEK腐蚀倾向影响较小。CoCrMo与PEEK配副腐蚀性能优于与高交联UHMWPE配副。