镁合金具有密度小,重量轻,弹性模量接近于人体自然骨骼,植入人体后能够有效改善植入物与骨界面的应力屏蔽效应等优势,在医学领域具有良好的应用前景。作为承载力的生物植入材料,镁合金在人体服役过程中不仅受到生理环境的腐蚀,而且承受各种生理应力作用,使得植入材料提前失效,因此研究镁合金在应力作用下的腐蚀行为具有重要的意义。本文以AZ31B镁合金为基体材料,采用微弧氧化技术在镁合金表面制备陶瓷膜,研究在不同拉应力作用下,镁合金微弧氧化陶瓷膜在模拟体液中的腐蚀行为。主要研究内容及结果如下:在含有钙盐的电解液中对AZ31B镁合金进行微弧氧化处理,讨论钙盐浓度对陶瓷膜生长的影响。结果表明:陶瓷膜表面具有多孔火山状形貌,截面的外层较为疏松,内层较为致密;陶瓷膜的主要相组成为Mg O、Zr O2、Ca2P2O7。随着钙盐浓度的增加,陶瓷膜的厚度、表面粗糙度以及表面微孔直径呈现先增后减的变化规律,钙盐浓度为4 g/L时,陶瓷膜的厚度、表面粗糙度以及表面微孔直径达到最大,且润湿角最小,表现出较好的亲水性能。在不同拉应力下陶瓷膜的腐蚀研究中发现,模拟体液由微弧氧化陶瓷膜最外部的疏松层逐渐向内部致密层渗透,电化学阻抗谱分析表明陶瓷膜对腐蚀介质起阻挡作用。未加载拉应力时,完整的陶瓷膜结构阻碍了腐蚀性离子Cl-的扩散,电化学阻抗谱中容抗弧半径达到最大,陶瓷膜的腐蚀电流密度最低;当加载拉应力时,陶瓷膜表面缺陷处成为了裂纹萌生的起始位置,且随着拉应力的增加,裂纹不断扩展,在陶瓷膜表面形成了网状分布的形貌,裂纹在陶瓷膜截面方向由疏松层向致密层不断扩展、延伸,大量腐蚀性离子Cl-渗透至裂纹深处,陶瓷膜表面堆积的腐蚀产物增多,电化学阻抗谱中容抗弧半径逐渐减小,陶瓷膜的腐蚀电流密度增加了近10倍,耐腐蚀性能显著下降。在拉应力与腐蚀性离子Cl-的共同作用下,陶瓷膜的腐蚀机理为裂纹尖端处形成阳极微区,构成了大阴极-小阳极腐蚀电池,加速了阳极微区的腐蚀溶解,导致裂纹不断扩展,破坏了陶瓷膜的完整性,腐蚀速率加快。