医用UHMWPE多孔梯度软骨材料的动态力学性能深入研究

本篇论文深入探讨了"多孔梯度超高分子量聚乙烯关节软骨材料的动态力学性能研究"，由沈涵和王庆良两位作者共同完成，沈涵主要负责生物材料的研究，而王庆良教授则专注于生物材料及摩擦学领域。他们的研究以医用超高分子量聚乙烯（UHMWPE）为基本材料，并利用NaCl（分析纯）粉体作为造孔剂，采用了模板-滤取（T-L）法制备出具有梯度结构的仿生软骨材料。这种材料的关键特性在于其多孔性，通过压汞法对孔隙度和孔径分布进行了精确测量。 论文的核心内容聚焦于不同孔隙率、预加载荷以及频率对这种新型软骨材料动态力学性能的影响。研究发现，随着孔隙率的增加，材料对冲击载荷的缓冲能力有所提升，尤其是在80%孔隙率的UHMWPE试样中表现尤为显著。加载频率对材料的动态性能影响明显，1.5Hz时的性能最佳。储能模量和损耗模量与预加载荷呈现正相关关系，而损耗因子在6Mpa处达到最大值，这表明预加载荷的增加会导致材料对外界能量的吸收和热损耗增加。 此外，论文还详细探讨了动态应力松弛试验的结果，结果显示，随着预加载荷的增加，材料的峰值应力、谷值应力的初始值以及最终的平衡应力松弛水平均有所提高。这些发现对于理解多孔梯度UHMWPE在关节软骨应用中的性能优化和设计具有重要意义。 本文的关键词包括仿生软骨、多孔梯度UHMWPE以及动态力学性能，其研究成果可为生物医学材料领域提供有价值的参考，特别是对于关节修复和假体设计的工程师和技术人员。该研究发表在中国科技论文在线，展示了中国矿业大学材料科学与工程学院在这一领域的前沿探索和技术创新。