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超高分子量聚乙烯(UHMWPE)作为人工关节材料,被应用于临床医学已经有40多年的历史。该材料具有优越的生物相容性、极高的化学稳定性、较低的摩擦因数以及优良的抗冲击载荷性能。但是随着使用时间的增长,超高分子量聚乙烯仍然存在诸多摩擦、磨损方面的问题。首先相对于天然关节,超高分子量聚乙烯的摩擦因数仍然较大,远高于天然活体关节的摩擦因数(0.005)。其次,由磨损产生的超高分子量聚乙烯磨屑所造成假体周围骨质溶解和无菌松动是人工关节失效的主要形式。因此改善UHMWPE摩擦学性能的研究就显得十分重要。本文采用微细加工技术,在UHMWPE表面加工了微小凹坑阵列,制备出不同面积率、不同深度以及不同直径的72种表面织构;并对UHMWPE的相关机械物理性能,如吸水性、表面接触角和硬度等进行了测试;最后在MMW-1A型万能摩擦磨损试验机上对具有不同特征参数表面织构的UHMWPE摩擦学性能进行了研究,分析了不同特征参数的表面织构对UHMWPE摩擦学性能的影响,并对具有表面织构的UHMWPE的特征参数进行了优化,初步探讨了具有表面织构的UHMWPE的润滑机理以及磨损机理。本文获得的主要工作及结论如下:一、考察了UHMWPE制备工艺对其机械物理特性的影响,并初步研究了不同特征参数的表面织构对UHMWPE表面浸润性的影响。二、研究了具有表面织构的UHMWPE材料/316不锈钢的摩擦性能,并与光滑表面的UHMWPE材料/316不锈钢的摩擦性能作了对比,同时对具有表面织构的UHMWPE的特征参数进行了优化。结果表明:表面织构的存在,具有优异的减摩效果。并且当载荷为100N时,凹坑直径d=50μm、深度10μm、面积率r=22.9%的表面织构表现出最佳的减摩效果,相比光滑表面的UHMWPE,不同转速下摩擦因数降低72.8%~85.7%;当载荷为700N时,凹坑直径d=50μm、深度15μm、面积率r=29.9%的表面织构表现出最佳的减摩效果,相比光滑表面的UHMWPE,不同转速下摩擦因数降低66.7%~80.3%。三、直径50μm、深度15μm、面积率29.9%的表面织构表现出最佳的降低磨损的效果,相比光滑表面UHMWPE磨损体积降低了64.5%。相比光滑表面的UHMWPE试样的磨损机理以磨粒磨损、粘着磨损为主,并伴随着疲劳磨损,直径50μm、深度15μm、面积率29.9%的具有表面织构的UHMWPE试样的磨损机理以磨粒磨损为主。