1。4 微动摩擦学概述

   微动（Fretting）通常指的是两个相互接触的表面之间所发生的相对位移非常小（微米量级）的一种特殊运动，多数时候都发生在处于一种振动的环境中的类似于比较紧的配合的相互接触的表面。所以，这种现象经常会导致材料工件的配合面之间发生一定的磨损，从而造成零件损坏以及影响尺寸大小的变化。并且有时候还会导致部分零件有所松动、构件的功率产生损失等等后果。一般来说，微动基本分类为四种：a。平移式或者叫切向微动。b。滚动形式的微动。c。径向式的微动。d。扭动式的微动。而对于微动摩擦的研究大致又能够分成三种：一种是微动疲劳，一种是微动磨损，最后一种则是微动腐蚀。

首先，第一种：微动疲劳（Fretting Fatigue）指的是相互接触的表面的互相之间的运动是因为受到外部的疲劳应力而导致的一种微动的模式。通常的表现是构件承受较大的负荷以及很小的幅度，从而在相互接触的损伤区内产生一定的裂痕，又在某些应力的作用下这些裂痕越来越大，接着会导致构件的疲劳强度下滑或者发生提前损坏破裂。

第二种：微动磨损（Fretting Wear）指的就是相互接触的表面的相对位移受到外界的振动而导致的一种微动的模式。相互接触的零件只是受到局部的接触载荷以及所谓的固定的预应力（例如拉应力、压应力、弯曲应力等等）。这种行为在相互接触的表面上会产生一定的磨屑，然后将会被空气氧化，产生的这种氧化物又可以称作是“微动斑”。经常导致植入的关节替代材料发生破损，而这些磨屑又会造成人体内机体受到感染。

最后一种：微动腐蚀（Fretting Corrosion）则指的是处于腐蚀的介质（例如具有腐蚀性的气体或者酸性的溶液之中）的发生的一种微动的模式，是材料受到了磨损和腐蚀两种共同作用的一种相对而言比较复杂的磨损过程。同时因为受到这些腐蚀介质的影响，零件材料的表面的机械性能也会受到一定的影响，因此会导致材料的耐磨性能产生降低，同样的，这种磨损现象也会对腐蚀产生比较大的影响。

1。5金属磨损

    我们大家都知道的是，虽然说钛和钛合金由于它们自身拥有许许多多优异的性能从而很自然的受到了社会市场的青睐，但是我们也知道无论是什么种类的材料，都不会是十全十美的，都有其自身的有点以及缺点。通过研究表明呢，对于钛合金来说，它的缺点在于其自身耐磨性比较差、表面硬度也是较低的，基本上不会超过350HV，如此的硬度在多数的情况下都不会符合实际生产中的一系列要求。

1。6课题研究目的和意义

1。6。1研究目的和意义

如今的社会中，由于衰老、病变、灾祸等导致的人体关节的损坏和失效，从而对人体关节替代材料有着很大的需求量。而在这些关节替代材料中，钛和钛合金就是其中的主要材料之一。

    生物医用材料以及它的相关产品是近三十年来发展起来的一类价值非常之高的全新技术产品,作为药物来使用是很难被替代的。近十年来,生物材料和它相关的产品在世界的市场上的增长基本上都能够保持在两位数左右,它的发展势头基本上可以和车辆产业以及电子信息产业相媲美,正在逐步的成长为世界上的一个新兴的重要产业,而生物材料的相关实验研究也已经是国际上的研究热点。钛合金是一种继不锈钢、钴铬合金和TiNi形状记忆合金之后可用于人体软、硬组织修复与替代较理想的外科植入物用首选材料,它已经前前后后见证了纯钛(α型)、Ti6Al4V合金(α+β型)、不含有钒的α+β型钛合金的成长过程,它研究的主要目的在于发现生物相容性更好(不含对人体有毒的元素)、和人体体内骨关节的力学相容性更加匹配同时综合性能很好的钛合金材料。[22]