Mg-Mn-Ca合金在Hank’s模拟体液中的腐蚀行为研究

来源 :内蒙古科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:huangyq_002
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我国对镁和镁合金作为生物可降解植入材料的研究和使用微乎其微[1]。镁和镁合金生成的氧化膜疏松多孔,对镁合金本身没有太多的保护作用,在含有氯离子的环境介质中镁和镁合金的耐蚀性较差,因此,距离把镁和镁合金当作人体骨骼修复内嵌材料还有很大的差距。Mn作为合金元素加入Mg中可明显地提高Mg的耐腐蚀性。本研究中,以Mg为基体,以Mn和Ca为合金元素,研究了Mg-Mn-Ca合金在模拟人体体液中的腐蚀行为。  本实验采用纯度为99.95%以上的镁、锰和钙,在实验室运用熔剂覆盖法,坩埚电阻炉熔炼Mg-Mn-Ca合金。选取Mg-Mn-Ca合金为研究对象,以Hank’s人体模拟溶液为腐蚀介质,在恒温条件下(37℃)进行腐蚀浸泡实验。采用扫描电镜、能谱分析等设备分析了Mg-Mn-Ca合金的表面腐蚀状况;采用电化学工作站测试了镁合金在模拟体液中的极化曲线和电化学阻抗谱;分析了Mn含量不同的Mg-Mn-Ca合金在Hank’s模拟体液中的腐蚀规律,并且进一步研究了热处理对镁合金耐蚀性能的影响。  实验结果表明:首先,在镁合金中加入少许适量的锰,能有效的提高镁合金的耐腐蚀性能;三种含锰量不同的Mg-xMn-0.5Ca(x=0.5;1.0;2.0)合金中以含锰量为1%的镁合金的自腐蚀电位最高,容抗弧半径最大,腐蚀电流密度最小,说明含锰量为1%的镁合金表现出良好的抗腐蚀性能,少量的锰的加入不足以有效提高镁合金的耐蚀性,过量的锰的加入会弱化镁合金的耐蚀性[2]。其次,Mg-xMn-0.5Ca(x=0.5;1.0;2.0)合金中的Mn元素主要以第二相的形式分布于晶内和晶界处,只有少量固溶于 Mg基体中;热处理能使得第二相析出物溶解,有效地提高了镁合金的耐腐蚀性;在Hank’s模拟体液中,经热处理的Mg-xMn-0.5Ca(x=0.5;1.0;2.0)合金测得的电化学阻抗谱容抗弧半径最大,腐蚀电流密度最小,即热处理状态的Mg-Mn-Ca合金的耐蚀性远高于铸态的合金。
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