Mg-Zn-Ca三元镁合金材料在Hank’s模拟体液中的腐蚀行为研究

摘要

镁合金具有优良的力学性能,密度与人体骨骼相近,弹性模量也与人体骨骼相当,因此被看做是一种具有研究潜能的生物医用材料。人体的生理活动都需要镁、锌、钙的参与,这几种元素可以促进人体骨骼生长,另外肌肉和神经的活动也离不开这些元素的控制,因而越来越的研究人员对Mg-Zn-Ca合金进行了大量的研究实验,把镁合金作为一种新型的生物可降解材料进行研究。
　　本研究以金属镁作为溶剂,以锌和钙作为溶质,采用熔剂保护法炼制了Mg-0.5Zn-xCa(x=0.25％,0.5％,1％)镁合金和Mg-xZn-0.25Ca(x=0.5％,1％,2％)。将冶炼的两个镁合金体系试样在Hank’s模拟体液中进行恒温浸泡32天,浸泡温度为37℃,对合金试样进行宏观腐蚀形貌和SEM形貌观察,来研究合金的组织结构,对合金进行EDS能谱分析和XRD分析来分析合金的成分组成,另外通过测定合金的腐蚀速率和电化学分析,研究了合金的抗腐蚀性能与合金中钙含量和锌含量之间的关系。
　　实验结果表明:随着 Ca含量和 Zn含量的增多, Mg-0.5Zn-xCa合金和Mg-xZn-0.25Ca合金的组织分别得到了明显的细化;在Mg-0.5Zn-xCa合金显微组织中的第二相为MgZn相和Mg2Ca相,在Mg-xZn-1Ca合金组织中,除α固溶体外还存在着MgZn、Mg2Ca和MgZn2相。
　　在Mg-0.5Zn-xCa(x=0.25％,0.5％,1％)合金体系中,以Mg-0.5Zn-1Ca合金的腐蚀最为严重;随着Zn含量的增加,Mg-xZn-0.25Ca(x=0.5、1、2)合金的腐蚀程度加剧;在Mg-0.5Zn-xCa(x=0.25、0.5、1)合金体系中,Mg-0.5Zn-0.25Ca合金自腐蚀电位(Ecorr)最高,极化电阻最大,说明Mg-0.5Zn-0.25Ca合金表现出了良好的抗腐蚀性能;在Mg-xZn-0.25Ca(x=0.5、1、2)合金体系中,Mg-0.5Zn-0.25Ca合金的自腐蚀电位最高,电化学阻抗谱的容抗弧最大,也说明Mg-0.5Zn-0.25Ca合金最佳的抗腐蚀性能。

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引言

1 文献综述

1.1 前言

1.2 医用镁合金的发展和应用

1.3 锌和钙在医用镁合金中的作用

1.4 体液腐蚀的试验方法

1.5 选题的依据及意义

1.6 实验技术线路

2 实验材料及试验方法

2.1 实验原料

2.2 实验设备

2.3 实验步骤

3 实验结果及分析

3.1 Mg-Zn-Ca合金的显微组织形貌

3.2 Mg-Zn-Ca合金SEM形貌观察和EDS分析

3.3 Mg-Zn-Ca合金的XRD分析

3.4 Mg-0.5Zn-xCa合金在Hank’s模拟体液中的腐蚀行为

3.5 Mg-xZn-0.25Ca合金在Hank’s模拟体液中的腐蚀行为

结论

参考文献

在学研究成果

致谢