生物镁合金具有良好的生物相容性、可降解性能及与人体密质骨相近的弹性模量,能够有效避免“应力遮挡效应”,具有非常广阔的应用前景。然而镁及其合金的力学性能和耐蚀性能比较差,不能满足医用金属材料的要求,且不具备抗菌作用,容易引发术后感染。本文在Mg-Zn-Y-Nd合金中添加具有抗菌作用的Cu元素,使合金具备抗菌性能,然后通过挤压加工处理,细化晶粒、改善合金的组织,从而提高合金的力学性能和耐蚀性能。采用OM、SEM&EDS、XRD来分析合金的显微组织和物相组成;通过显微硬度、室温拉伸实验测试合金的力学性能;通过电化学实验、失重分析、析氢分析来测试腐蚀性能;最后通过体外抗菌实验分析合金的抗菌性能。铸态Mg-Zn-Y-Nd-xCu合金的晶粒粗大,组织不均匀,存在一定程度的枝晶偏析。随着Cu含量的增加,合金中第二相数量逐渐增多,并逐渐相互连接成网状结构。经过挤压加工后,合金的晶粒得到明显细化,组织变为等轴晶,第二相颗粒大部分固溶进基体,剩余部分弥散分布在晶粒内部。随着Cu含量的增加,挤压态Mg-Zn-Y-Nd-xCu合金的晶粒逐渐变小,晶粒尺寸由0.1wt.%Cu时的18μm减小到0.5wt.%Cu时的3μm。Cu加入以后合金中形成了CuMg2相,铸态Mg-Zn-Y-Nd-xCu合金的显微组织由镁基体和第二相(MgZn,CuMg2,Mg12YZn,Mg41Nd5)组成。经过挤压加工以后,只在挤压态Mg-Zn-Y-Nd-0.5Cu合金中检测到CuMg2二元相的存在,主要是因为含0.1wt.%Cu和0.3wt.%Cu的合金在热挤压过程中,Cu元素全部或者大部分固溶进入基体,导致含Cu第二相的体积分数大大减少,因此,没有检测出CuMg2相的存在。铸态Mg-Zn-Y-Nd-xCu合金中CuMg2相的存在降低了镁合金的力学性能。经过挤压加工,合金的抗拉强度和伸长率都得到明显的提高,其中挤压态Mg-Zn-Y-Nd-0.1Cu合金的抗拉强度能够达到325MPa。随着Cu含量的增加,挤压态合金的力学性能逐渐降低。由于Cu的加入,合金中形成了CuMg2相,在腐蚀过程中该相和镁基体形成原电池,增加了镁合金基体的电偶腐蚀,降低了镁合金的耐蚀性能。经过挤压加工以后,合金的晶粒得到明显细化,组织比较均匀,并且第二相颗粒大部分固溶进入基体中,挤压态合金的耐蚀性能优于铸态合金。随着Cu含量的增加,挤压态合金的耐蚀性能逐渐降低。通过抗菌实验可知,挤压态Mg-Zn-Y-Nd合金本身则不具有抗菌作用,挤压态Mg-Zn-Y-Nd-xCu合金对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均在99%以上,符合Ⅰ级抗菌材料的要求,具有强烈的抗菌作用。随着Cu含量的增加,挤压态合金的抗菌性能逐渐增加。通过对Mg-Zn-Y-Nd-xCu合金进行挤压加工,以期获得合金在有限的服役期内,能够保持机械性能的稳定性,同时在降解过程中释放的Cu离子又具有很好的抗菌效果,为镁合金作为医用材料的临床应用提供理论依据。