【摘 要】
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镁合金因其良好的生物相容性和可完全降解特性,作为骨植入体在生物医学领域应用有很好的发展前景,但因其化学性质活泼,易失电子,在潮湿环境中耐腐蚀能力极差。受仿生学启示,在镁合金表面制备一层超疏水膜层,将镁合金基体和模拟体液（SBF）阻断隔离,以此来降低镁合金的腐蚀速率,维持在人体内的正常机械性能,增加在人体内的服役时间。本文拟采用简单、高效的阳极氧化法和水热法,研究了两种工艺不同参数对膜层的微观形貌和
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镁合金因其良好的生物相容性和可完全降解特性,作为骨植入体在生物医学领域应用有很好的发展前景,但因其化学性质活泼,易失电子,在潮湿环境中耐腐蚀能力极差。受仿生学启示,在镁合金表面制备一层超疏水膜层,将镁合金基体和模拟体液（SBF）阻断隔离,以此来降低镁合金的腐蚀速率,维持在人体内的正常机械性能,增加在人体内的服役时间。本文拟采用简单、高效的阳极氧化法和水热法,研究了两种工艺不同参数对膜层的微观形貌和性能影响,通过硬脂酸修饰后在镁合金表面制备出具有超疏水特性的耐腐蚀结构,提高了其在SBF中的耐腐蚀性也减缓降解速率。（1）采用阳极氧化工艺,在不同电解液浓度、电压和阳极氧化时间下通过单因素参数优化筛选出最佳工艺参数:当电解液浓度为0.5 mol/L,电压50 V,阳极氧化时间45 min时,在镁合金表面制备出大小均匀颗粒密集的微/纳米级复合凸起﹣颗粒结构,其接触角为156.99°。在SBF中电化学测试得到腐蚀电位为﹣1.388 V、腐蚀电流密度为6.178×10﹣8A/cm~2,交流阻抗半径最大值11.2 KΩ·cm~2,相比腐蚀电位为﹣1.588 V、腐蚀电流密度为3.498×10-5 A/cm~2,交流阻抗半径的最大值约370Ω·cm~2的镁合金基体的耐蚀性显著增强。经过十天的SBF浸泡,其腐蚀电位降低至﹣1.515 V,电流密度增大至5.40×10﹣6A/cm~2,交流阻抗半径最大值减小到约3.95 KΩ·cm~2,仍然保持较好的耐蚀性。测试浸泡过程中溶液的p H呈先增加后减小的趋势,试样质量变化也呈先减重后增重趋势,其腐蚀速率越来越小。实验表明镁合金基体在阳极氧化后生成的微/纳米级复合凸起﹣颗粒结构,经过硬脂酸修饰后在模拟体液浸泡后具有持久稳定的耐蚀性能。（2）采用水热法工艺,在不同温度、时间和溶液浓度下通过单因素参数优化筛选出最佳工艺参数:当水热温度为100°C,水热时间6 h和溶液浓度为1.0 mol/L时,在镁合金表面生成多层次自由生长均匀致密微/纳米级针叶片状复合结构,其接触角为159.04°。在SBF中电化学测试得到腐蚀电位为﹣1.338 V,腐蚀电流密度为3.498×10﹣10A/cm~2,交流阻抗半径最大值15.16 KΩ·cm~2,与镁合金基体也表现出极强的耐蚀性。经过十天的模拟体液浸泡,腐蚀电位降低至﹣1.458 V,电流密度增大至4.245×10﹣7A/cm~2,交流阻抗半径最大值减小到约7.68 KΩ·cm~2。测试浸泡过程中溶液p H一直增大,但增长速度越来越慢,试样的重量不断减小,腐蚀速率也不断减小,十天后p H值仍低于10.0。实验表明镁合金基体在水热处理后生成的微/纳米级复合针叶片状结构,经过硬脂酸修饰后在模拟体液浸泡后,也同样具有稳定的耐蚀性能。（3）阳极氧化和水热法两种工艺在镁合金表面制备了微观结构不同但都具有超疏水功能的耐腐蚀性耐腐蚀膜层,根据实验结果看水热工艺下的超疏水膜层的耐腐蚀能力表现的更优异,但是阳极氧化工艺形成的疏水膜在SBF浸泡后期出现了增重现象,其p H也出现下降趋势,这是与水热法工艺浸泡过程中所不同的。
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