【摘 要】
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与不锈钢、钛合金等传统医用植入金属材料相比,镁及镁合金的密度、弹性模量和比强度与人骨最为接近,同时表现出良好的生物相容性及生物可降解性,被认为是新型骨科植入材料。然而纯镁的标准电位较低（-2.36V）,在含有侵蚀性离子（如Cl-）的环境中极易发生快速腐蚀,形成大量氢气,极大的限制了其应用。表面改性是目前提高镁合金耐蚀性的一种有效途径。Mg（OH）2具有良好的生物相容性以及生物活性,本文利用原位水热
【基金项目】
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陕西省科技厅自然科学基础研究项目；
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与不锈钢、钛合金等传统医用植入金属材料相比,镁及镁合金的密度、弹性模量和比强度与人骨最为接近,同时表现出良好的生物相容性及生物可降解性,被认为是新型骨科植入材料。然而纯镁的标准电位较低（-2.36V）,在含有侵蚀性离子（如Cl-）的环境中极易发生快速腐蚀,形成大量氢气,极大的限制了其应用。表面改性是目前提高镁合金耐蚀性的一种有效途径。Mg（OH）2具有良好的生物相容性以及生物活性,本文利用原位水热法通过调控水热处理工艺在纯镁表面获得了致密堆积的Mg（OH）2涂层。在此基础上采用溶胶-凝胶法,借助于本论文合成的含多重氢键的有机硅烷实现硅烷涂层与Mg（OH）2涂层的良好结合,在纯镁表面制备了 Mg（OH）2/有机硅烷复合涂层,研究了硅烷浓度和涂覆次数对复合涂层的组织及性能影响,取得以下结果:（1）研究了水热温度、时间和pH值对Mg（OH）2涂层组织及性能的影响。在140℃、3h、pH=11时Mg（OH）2涂层由简单堆积的六方片状颗粒组成,150℃、5h、pH=10时涂层组织为致密堆积的自组装笼状编织结构,170℃、2h和pH=9时,涂层未完全覆盖基体,组织形貌为弥散分布的不规则球状颗粒。电化学结果表明,150℃、5h,pH=10条件下制备的试样腐蚀电流密度最小,腐蚀电位最正,耐蚀性最好。通过分析水热温度、保温时间和pH,从膜层生长动力学角度讨论了水热条件对涂层组织及性能的影响,发现在中温、长时、中度的碱性环境中Mg（OH）2颗粒具有最佳的生长动力发生自组装形成均匀致密的组织结构。（2）在最佳水热法工艺制备Mg（OH）2涂层的基础上,通过溶胶-凝胶法在纯镁表面制备了 Mg（OH）2/有机硅烷复合涂层,并以单一硅烷涂层作为对照,研究了硅烷溶胶浓度及涂覆次数对复合涂层的组织及性能的影响。显微组织表征表明,硅烷涂层为无色透明状,对Mg（OH）2涂层的组织形貌无影响,对复合涂层组织形貌表征时仍能观察到自组装笼状编织结构的Mg（OH）2涂层。结果表明,溶胶浓度为20%、三次涂覆复合涂层的结合力为65.6N,接触角为113.99°,腐蚀电位为-1.34VSCE;溶胶浓度降低为10%,三次涂覆复合涂层具有更好的综合性能,结合力为71.4N,接触角为135.49°,腐蚀电位为-1.27VSCE。
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