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微磨粒磨损是导致金属植入材料失效的一个重要原因,而人体体内环境的特殊性,又决定了金属植入材料在服役期间其微磨粒磨损状况不同于简单的微磨粒磨损。目前国内外对金属植入材料在人体环境内的微磨粒磨损研究尚处于初步阶段,对于植入用钛合金的涉及鲜有报导。本文以TZNT及Ti6Al4V合金为主要研究对象,系统研究了两种钛合金在Hank’s模拟体液和蒸馏水中的微磨粒磨损行为,考察了不同摩擦学参数(载荷、滑行距离、料浆浓度、转速以及摩擦副)对微磨粒磨损规律的影响,并对微磨粒磨损机制进行了探讨,进而建立了材料磨损图(材料流失图、磨损机制图以及选材图)。通过对开路电位、极化曲线以及时间电流曲线的测量研究了TZNT、TAMZ及TC4三种钛合金在Hank’s溶液、Ringer’s溶液以及0.9%NaCl溶液中的腐蚀性能。本文研究工作的主要结论如下:(1)TZNT与TC4钛合金的微磨粒磨损行为与各摩擦学参数(载荷、滑行距离、料浆浓度、转速、介质种类以及摩擦副)有关;磨损体积的变化规律既受各单因素的影响又受各个因素耦合效应的影响。TZNT钛合金在Hank’s模拟体液中的磨损体积小于同条件下在蒸馏水中的磨损体积;而TC4钛合金在Hank’s模拟体液中的磨损体积要大于相同条件下其在蒸馏水中的磨损体积。在材料流失图中,均为中、低材料流失区,无高流失区出现。TZNT钛合金在载荷—料浆浓度磨损机制图中,随着载荷的增加,磨损机制由三体磨损过渡到混合磨损进而转变为二体磨损;随着料浆浓度增加,TZNT钛合金的磨损形式从二体磨损向混合磨损和三体磨损转变。(2)选材图中,从材料流失量方面考虑TC4钛合金的可选区域要大于TZNT钛合金的可选区域。腐蚀磨损后TZNT钛合金表面的主要成分为TiO2、ZrO2、Nb2O5和Ta2O5,TC4钛合金腐蚀磨损后表面主要成分为TiO2和Al2O3,表面膜成分的差异决定了它们在不同介质(Hank’s模拟体液与蒸馏水)中发生腐蚀磨损时材料流失规律有所不同。(3)在Hank’s溶液、Ringer’s溶液以及0.9%NaCl溶液中,TZNT钛合金与TAMZ、TC4相比较易形成稳定的钝化膜,使其在上述模拟体液中具有更优异的耐蚀性能。