基于生物医用的镁锌基合金力学及耐腐蚀性能研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rgy1983
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
可降解生物材料因植入生物体后可在体内不断分解、且分解产物能被生物体所吸收或排出体外,已成为当前生物材料领域的国际研究前沿与热点。目前在骨植入材料中应用较多的可降解生物材料主要是高分子聚合物如聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA),然而这些材料的强度一般较低,很难承受较大的负荷,而且降解产物呈酸性,容易引起炎症。镁及其合金不仅具有良好的力学性能,而且对人体无毒、通过腐蚀可在体内逐步降解,因而作为一种极有发展潜力的可降解植入生物材料日益受到人们的青睐。但是现有的镁合金在生理环境下降解速率太快,往往在骨组织没有愈合就失去了应有的承载能力。所以制备出既有一定力学性能,又具有较好耐腐蚀性的镁合金,具有较高的实用价值。本文对Mg-2.1wt.%Zn-0.22wt.%Mn、Mg-2.1wt.%Zn-0.22wt.%Ca和Mg-1.99wt.%Zn-0.17wt.%Ca-0.51wt.%Si合金进行组织、力学性能和耐腐蚀性能研究。三种合金的组织分别为α-Mg+α-Mn、α-Mg+Ca2Mg6Zn3和α-Mg+Mg2Si。其中Mg-2.1Zn-0.22Ca合金晶粒度为85μm,拉伸强度达到172MPa、伸长率为11%;模拟体液中自腐蚀电位为-1.71V、质量损失速率为0.9g/(cm2·year),力学性能和自腐蚀性能较好。对合金Mg-2Zn-xCa(x=0.024wt.%、0.022wt.%、0.29wt.%、0.46wt.%)进行显微组织、力学、耐腐蚀性研究,结果表明:随着Ca含量的增加,第二相Ca2Mg6Zn3的含量也增加,并在晶界处从不连续分布到连续分布,当Ca含量为0.46wt.%时,第二相聚集在晶界处,形成粗大的网状结构;力学和耐腐蚀性能都出现先增强后降低的规律,其中Mg-2.1Zn-0.22Ca合金的力学和耐腐蚀性能较好。在保证一定的耐腐蚀性条件下,为了进一步提高合金的性能,本文又对Mg-2.1Zn-0.22Ca合金进行了不同工艺条件的热处理,对热处理后的合金分别做了显微组织、力学性能、耐腐蚀性能的研究,结果表明:在相同的温度条件下,随着保温时间的延长,第二相Ca2Mg6Zn3逐渐减少,发生固溶的第二相增多;而在相同的保温时间里,随着热处理温度的升高,第二相Ca2Mg6Zn3也逐渐减少。随着保温时间的延长,合金的拉伸性能先出现增加,然后又出现下降的趋势,其中以360℃固溶处理4h得到合金的力学性能较好,其拉伸强度为210MPa,伸长率为21%,同铸态合金相比,其拉伸强度增加24%、伸长率提高90%。通过电化学腐蚀对不同热处理条件下的合金耐腐蚀性能进行研究。结果表明:同一热处理温度随着保温时间的延长以及同一保温时间随着热处理温度的升高,合金的耐腐蚀性能稍有下降;失重试验和pH检测也证实了这个变化规律。热处理后合金的电位整体比较接近,介于-1.83V到-1.75V之间,与铸态合金腐蚀性能相比差别不大。试验证实:通过热处理提高了合金的力学性能,而合金的耐腐蚀性能并没有明显的降低。同样在360℃进行保温4h的固溶处理,相对于Mg-2.16Zn-0.29Ca和Mg-2.06Zn-0.46Ca合金,Mg-2.1Zn-0.22Ca合金的力学性能和耐腐蚀性最好,具有较好的综合性能。本文基于生物医用可降解材料出发,通过合金成分及热处理工艺的优化,得到了力学性能和耐腐蚀性能相匹配的Mg-2.1Zn-0.22Ca合金,为进一步研究其生物相容性和作为植入体使用奠定了基础。
其他文献
在现在的小学语文课堂教学中,对于学生进行注意力的集中是十分重要的一件事。在小学语文课堂教学中,许多教师采用的一定的方式,都不能完成将学生的注意力集中在课堂上,这就要
飞速发展的网络经济以其时效性、非线性的特征为企业的经营模式和客户管理带来了新的挑战.描述了在网络经济条件下企业利用计算机技术、互联网技术和通信技术科学有效地进行
限制性模压工艺作为一种剧烈塑性变形方法,以其独特的细化晶粒优势,可以制备超细晶材料,提高金属材料强度,改善材料综合性能,在航空航天、交通运输等领域具有重大意义。本文
根据蒲白矿务局矸石电厂的建设实践,对矸石电厂建设的条件,原则,作用,以及矸石电厂的主要设备和各运转系统做了简要介绍.
[目的]探讨血清磷脂酶A2组ⅡA (phospholipase A2 groupⅡA,PLA2G2A)和凝血因子Ⅸ(coagulation factorⅨ,F9)对耐多药肺结核病(multidrug-resistant tuberculosis,MDR-TB)气
目前国内外对二元合金在不同应力、应变状态下功函数变化的研究主要采取实验方法,而理论研究相当匮乏。且由于实验方法的局限性,目前还不能成功地解释功函数变化的物理机制。
电火花线切割加工技术自诞生以来,获得了迅速的发展。而今,随着模具工业和航空航天制造业对高精度加工的需求的增加,市场上对微细电火花线切割机床的需求也有了很大的提高。
<正>当代社会,人工智能越来越多地参与到经济发展与社会建设中来,其重要性日益突出。为抢占人工智能发展的制高点,把握这一重大战略机遇,加快我国创新型国家、世界科技强国建
在光电对抗应用上,复合干扰技术是一个重要的方面.当前,国外十分重视红外紫外双色制导技术的研究,已有这种类型的战术导弹(利用军用目标对太阳光中的紫外线的散射制导)问世。相信不
<正>口腔癌为最常见的恶性肿瘤疾病之一,全球范围内位居全身所有恶性肿瘤发生率中排名第8位,其发病率在10/10万以上。疾病总体控制效果不佳,病死率较高,五年生存率仅54%左右,
会议