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超高分子量聚乙烯(UHMWPE)由于其具有良好的抗磨性、优良的机械性能、抗腐蚀性以及生物相容性,被广泛应用于关节臼材料已经有40多年的历史。然而,人工关节摩擦因数仍然较高,进而导致高磨损以及应用过程中产生无菌松动,降低了人工关节的使用寿命,因此,人工关节的摩擦学性能研究仍然是研究者关注的极其重要的问题。本文提出利用表面织构改善UHMWPE的摩擦性能的设想。首先确定了UHMWPE试样的整体制备方案,利用高温烧结、压制转印工艺在UHMWPE表面制备出5μm、10μm、15μm三种深度;5%、10.4%、15.5%、22.9%四种面积率;50μm、100μm、200μm三种直径共计36种不同表面凹坑点阵的表面织构。测试了UHMWPE材料的基本性能:粗糙度、硬度以及接触角。最后系统测定了UHMWPE的摩擦性能以及表面织构对其摩擦性能的影响规律。试验结果表明:表面织构对于改善UHMWPE摩擦性能有显著作用。而表面织构的直径、深度以及面积率是影响其作用效果的主要因素,具体为:1、表面织构的直径是影响其作用效果的重要因素,在载荷分别为2N、5N、10N,水润滑条件下,直径为50μm的织构作用效果最明显,其摩擦因数相对于无织构试样,平均降低50%以上,最高可达88%,其次直径100μm、200μm的表面织构作用效果也比较明显;2、织构深度是影响织构作用效果的另一重要参数,在大多数条件下,5μm深度织构都表现出了很好的摩擦特性,摩擦因数平均降低66%,最高达74.7%,其次深度10μm、15μm的表面织构作用效果也比较明显;3、织构面积率是影响表面织构作用效果的又一重要因素,面积率是5%和10.4%的织构作用效果最明显,摩擦因数平均降低62%;4、在0.4m/s的高速运动条件下,表面织构表现出更优的作用效果,带有表面织构的UHMWPE试样的摩擦因数极低,均在0.02以下,对比于普通UHMWPE试样,摩擦因数平均降低88%以上。综上所述,表面织构技术是一种改善UHMWPE摩擦性能的有效手段。