[发明专利]一种可在线监测的生物腐蚀磨损试验方法及装置

说明书

本发明公开了一种可在线监测的生物腐蚀磨损试验方法及装置，通过该装置进行腐蚀磨损试验的方法包括如下步骤：对金属试样的非磨损试验表面使用导电胶均匀粘贴并固定导线；将固定好导线的试样测试面朝下垂直放入圆柱体模具中，使用环氧树脂进行冷镶嵌；采用无水乙醇对镶嵌完成的试样进行清洗，将处理好的试样固定在腐蚀磨损试验装置的腐蚀槽中，同时，在腐蚀槽中固定饱和甘汞电极以及铂电极，并进行电极与电化学工作站之间导线连接；进行腐蚀磨损试验并在线监测记录腐蚀电位、腐蚀电流等电化学指标及温度、摩擦系数等数据；试验结束后取出试样对腐蚀磨损后的磨痕形貌、腐蚀产物、磨损体积等进行测试。本方法及试验装置体积小、参数可调、模块化运行、成本低、操作方便、稳定性高、可实现腐蚀及磨损参数同时检测。

技术领域

本发明涉及块状合金腐蚀磨损技术领域，具体为一种可在线监测的生物腐蚀磨损试验方法及装置。

背景技术

由于人口老龄化、人类寿命延长以及交通事故数量增加，所以人类对植入物（髋关节和膝关节）的需求量逐渐增加，以钛合金为例，钛合金由于其良好的机械性能、耐蚀性和生物相容性成为了人体植入材料领域关注的热点，所以被广泛应用于人体植入材料领域，但钛合金硬度较低，耐磨性能较差，为了更好的应用于人体植入材料领域，对其进行腐蚀、干磨损以及腐蚀磨损性能的评估是非常有必要的，现有的试验装置主要有往复式摩擦磨损试验机、球-盘摩擦磨损试验机、高速摩擦磨损试验机、高温摩擦磨损试验机、动态变载荷摩擦磨损试验机以及可控气氛摩擦磨损试验机六种，高速摩擦磨损试验机、高温摩擦磨损试验机、动态变载荷摩擦磨损试验机以及可控气氛摩擦磨损试验机不适用于检验人体腐蚀磨损的条件，且装置体积较大，组建困难，操作复杂，而球-盘摩擦磨损试验机只能对样品的干磨损性能进行测试，无法实现腐蚀磨损同时检测，若要测试样品的腐蚀磨损性能，需要分别进行，分别进行腐蚀与磨损的测试无法控制试验条件完全一致，所以球-盘摩擦磨损试验机对样品腐蚀磨损试验测试结果误差较大，为此提供一种可在线监测的生物腐蚀磨损试验方法及装置用以解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种可在线监测的生物腐蚀磨损试验方法及装置，体积小、参数可调、模块化运行、成本低、操作方便、稳定性高、可实现腐蚀及磨损参数同时检测，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可在线监测的生物腐蚀磨损试验装置，包括底座板、滑块和腐蚀槽；

底座板：设有移动单元，所述移动单元上设有直线滑轨，所述直线滑轨上设有滑块；

滑块：设于直线滑轨上，所述直线滑轨上设有初始化复位器，且滑块上设有压力传感器；

腐蚀槽：通过滑块设于直线滑轨上，且腐蚀槽内置有磨损工件和温度传感器，腐蚀槽的上方设有压推力传感器，所述压推力传感器上通过夹具固定有Al₂O₃小球；

其中：还包括MCU控制板和PC电脑，MCU控制板的输出端与PC电脑的输入端电连接。

进一步的，所述移动单元包括主动齿轮、从动齿轮和皮带，所述主动齿轮、从动齿轮转动安装在底座板上，所述主动齿轮通过皮带与从动齿轮传动连接。

进一步的，还包括驱动器，所述驱动器设有两个，且两个驱动器的输入端分别与压力传感器和压推力传感器的输出端电连接，两个驱动器的输出端均与MCU控制板的输入端电连接。

一种可在线监测的生物腐蚀磨损试验方法，包括如下步骤：

1）金属试样的非磨损试验表面使用导电胶均匀粘贴并固定导线；

2）将固定好导线的试样测试面朝下垂直放入圆柱体模具中，使用环氧树脂进行冷镶嵌；

3）将镶嵌完成的试样进行清洗，将处理好的试样固定在可在线监测的生物腐蚀磨损试验装置的腐蚀槽中，同时，在腐蚀槽中固定饱和甘汞电极以及铂电极，并进行电极与电化学工作站之间导线连接；