牛鲨牙齿微观结构组成和摩擦磨损特性

摘要：

为研究牛鲨咬合力大的原因,并以牛鲨牙齿为原型设计仿生刀具,以牛鲨上颌齿和下颌齿为研究对象,利用扫描电子显微镜观察牛鲨牙齿的微观结构,利用能谱仪测试牙齿的元素组成.采用微观摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验,考察了牛鲨上颌齿、下颌齿的摩擦学性能,通过激光共聚焦扫描显微镜测量磨损深度,利用扫描电子显微镜观察牛鲨牙齿的磨损形貌.试验表明:釉质层由条状纤维束形成致密的结构,本质层为多孔结构,孔径范围在3～20μm,这些孔洞呈不规则的排布;能谱仪测试结果中,牛鲨牙釉质比牙本质中Ca、F含量高,氟和钙的组合效应可以帮助其在生存环境下有更好的耐酸性和硬度.牛鲨上下颌齿牙釉质磨斑表面有片状磨屑剥落,且有大量的细小磨粒,上颌齿磨损体积约为1.72×107μm3,主要是磨粒磨损;下颌齿出现明显裂纹,磨损体积约为2.11×107μm3,比上颌齿的磨损体积大.上述结果为新型刀具的仿生设计提供理论依据.

关键词：微观结构、摩擦、硬度、釉质、磨损

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分类号：TB17(工程基础科学)

资助基金：国家自然科学基金项目51475205,51305158;国家重点研发计划重点专项2016YFD0701601;吉林省科技发展计划项目20150519022JH;政府间科技合作项目S2016G4501;长春市科技计划项目14KG033;土壤植物机器系统技术国家重点实验室开放课题2014-SKL-10

在线出版日期：2017-06-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：70-74