克氏原鳌虾头胸部外骨骼微观结构和摩擦磨损特性

作     者：张智泓 张广凯 佟金 赖庆辉 高旭航 唐莹 Stephen Carr Zhang Zhihong;Zhang Guangkai;Tong Jin;Lai Qinghui;Gao Xuhang;Tang Ying;Stephen Carr

作者机构：昆明理工大学现代农业工程学院昆明650500 美国农业部农业应用技术研究中心伍斯特44691 吉林大学工程仿生教育部重点实验室长春130025 昆明医科大学电子显微镜实验室昆明650500 国际田间水土资源循环利用设施公司美国塞勒姆印第安纳州47167 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2018年第34卷第7期

页      面：52-58页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 0836[工学-生物工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金青年基金项目(51605210) 云南省科技计划项目青年项目(2015FD011) 昆明理工大学引进人才科研启动基金项目(14118940) 昆明理工大学分析测试基金(2016T20140038,2017M20162214015) 昆明理工大学大创训练计划项目(201610674069) 

主　　题：微观结构 摩擦 硬度 外骨骼 微观结构 弹性模量 摩擦磨损 

摘      要：为探索克氏原鳌虾(Procambarus clarkii)在泥浆中穿行的防黏耐磨机理,该文以克氏原鳌虾头胸部外骨骼作为研究对象,分析其无机元素含量和存在形态,观察其微观结构,并测量其硬度和弹性模量;对外骨骼进行摩擦磨损试验,考察其摩擦磨损特性,并观察磨痕的磨损形貌。试验表明,克氏原螯虾头胸部外骨骼中含有大量的钙元素,其中大部分以非晶结构存在,并含有少量碳酸钙;外骨骼表面具有凹坑、凸包和刚毛微观结构;螺旋夹板层具有蜂房结构,钙盐以针簇状分布在螺旋夹板层中;外骨骼硬度为0.503 GPa、弹性模量为18.019 GPa;摩擦因数呈跳跃式变化,最小时不足0.1,最大时接近0.8,磨损类型属于磨粒磨损。研究结果为农业机械触土部件表面防黏、耐磨的仿生设计提供理论依据。