体液环境下生物陶瓷涂层材料损伤、断裂失效机制研究

基金项目类型：

国家自然科学基金

基金项目编号：

51105339

来源网站：

国家自然科学基金委员会

来源网址：

http://www.nsfc.gov.cn/

负责人：

鲍雨梅

完成单位：

浙江工业大学

中文关键词：

生物陶瓷涂层; 断裂失效机理; 损伤分析; 涂层制备; 磨损失效;

其他语种关键词：

bioceramic coated materials; fracture mechanism; damage analysis; coating preparation; wear failure

项目类型：

青年科学基金项目

语种：

中文

开始日期：

2012-01-01

结束日期：

2014-12-31

中文摘要：

生物陶瓷涂层材料综合了基体材料及生物活性陶瓷材料的优越性，是一种较为理想的硬组织植入材料。尽管其制备方法和生物相容性已经得到大量研究，但对于其力学特性的了解还很不够，尤其是在人体体液环境下承载时材料的损伤、断裂、失效的特性和机制研究很少。本项目综合运用多学科理论和方法，基于湿热弹性力学、接触力学、连续损伤力学和断裂力学理论以及微/纳米力学测试技术，考虑人体体液环境以及接触载荷的作用，建立生物陶瓷涂层材料的损伤和断裂力学模型，对所涉及的基本理论和数值分析方法进行研究，建立体液环境下生物陶瓷涂层材料损伤、断裂过程分析的数值仿真系统。通过理论分析、实验研究和数值模拟，对生物陶瓷涂层材料的本构关系、损伤应力场以及裂纹的萌生和扩展进行研究，揭示其损伤和断裂的失效机制，并进行实验验证，为人体硬组织植入生物陶瓷涂层材料的推广应用提供失效评估以及优化设计的理论依据，从而促进生物陶瓷材料在临床应用的进程。