在纯镁表面构建酒石酸涂层及其腐蚀降解性能的研究

来源 :第十一届全国表面工程大会暨第八届全国青年表面工程学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wmxlg2008
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  镁作为地壳中含量最丰富的元素之一,由于其密度小、强度高、耐磨性强、延展性和韧性较高等力学性能,在20世纪末以后成为极具吸引力的金属材料。近年来,随着对镁金属研究的深入,镁及镁合金被开发和利用到航空航天、军工、汽车、电子等行业中。其中,在生物医用材料领域内,镁金属凭借其优异的力学性能、弹性模量与人骨相近、可降解性且生物相容性良好,成为最具潜力的生物可降解植入材料,尤其在骨植入材料、心血管支架材料方面具有较大应用前景。但是由于镁的化学性质活泼,镁及镁合金在服役过程中极易被环境所腐蚀破坏,过快的腐蚀速率导致的局部pH升高、 氢气泡的聚集以及由局部腐蚀导致的过快的力学性能丧失等问题会造成植入材料机械性能提前失效,给手术带来重大风险。因此镁合金过快的腐蚀速率限制了镁及镁合金作为生物医用可降解材料的应用,其腐蚀速率的控制问题是亟待解决的问题。本文旨在研究一种在镁金属表面构建具有腐蚀保护作用的酒石酸涂层的方法,通过碱活化在镁的表面形成一层均匀富羟基(-OH)转化涂层,羟基(-OH)与酒石酸分子的羧基基团(-COOH)进行化学接枝,从而将酒石酸分子固定在材料的表面形成一层酒石酸薄膜,同时,利用螯合金属离子的作用,在成膜过程中迅速捕获从已破坏的镁金属表面逸出的二价镁离子,在镁金属基底表面逸出镁离子的部位形成螯合产物,使得涂层更加致密,阻隔镁金属基底上镁离子的进一步逸出和外界酒石酸分子腐蚀性离子的进入,从而有效减少材料表面的活性位点,减缓腐蚀的发生。通过酒石酸分子沉积浓度的调控,即可控制酒石酸涂层的厚度和致密性,从而有效地控制腐蚀性环境对镁金属的腐蚀速率,使镁及镁合金作为生物医用可降解材料使用时,其腐蚀降解速率与生物体的治疗恢复周期匹配。
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