选区激光熔化纯镁成型组织与腐蚀机理的研究

发布时间：2017-11-25 09:21

  本文关键词：选区激光熔化纯镁成型组织与腐蚀机理的研究

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【摘要】：镁具有良好的生物相容性、力学相容性和可降解等特性,近些年来作为生物医用植入材料而被广泛研究。然而由于其自身高的腐蚀速率和成型工艺特性的限制,制约了镁及镁合金在生物植入材料方面的应用与发展,其实际的应用远远要落后于其他金属植入材料。选区激光熔化(SLM)技术是近些年来发展起来的新型增材制造工艺,其成型零件不受结构形状的制约,能够实现复杂零件个性化定制制造。而且激光快速熔化凝固工艺能够大幅度的细化组织,改善制件的各方面性能。因此,SLM技术有望为医用生物镁基材料的个性化制造开辟一条新道路。本课题以纯镁粉末作为原材料进行SLM成型块体纯镁的研究,使用德国EOS M280激光成型设备,通过改变激光扫描策略,激光功率以及扫描速率等工艺参数,制备了7种不同工艺的SLM纯镁块体。通过表征SLM纯镁的显微硬度、致密度等性能,研究了不同的工艺参数对SLM纯镁的显微组织的影响。并且通过分析不同激光工艺参数与SLM纯镁的硬度,致密度等力学性能的关系,总结了工艺参数对成型性能的影响。通过电化学实验、浸泡实验,研究了SLM纯镁的耐腐蚀性能和腐蚀机理,分析了其腐蚀产物的形成原因。并且探索了表面Ca-P涂层改性技术。研究得到以下主要结论:(1)选区激光熔化纯镁块体的显微组织随扫描策略不同而变化。层间位向角为0°时,XY面组织为平行于X方向(铺粉方向)的柱状组织;;层间位向角为63.5°或者90°时,由于层间温度场叠加作用,XY面组织局部区域为平行于铺粉方向的柱状组织,YZ面组织无明显取向性。(2)SLM纯镁的工艺参数对试样的硬度,致密度等力学性能和耐蚀性能影响很大。SLM Mg的硬度,致密度和耐蚀性能需要激光功率,扫描速率,扫描策略三个工艺参数相互配合决定。(3)电化学实验和浸泡—析氢实验表明,SLM成型样品在体外仿生环境中的耐蚀性比铸态纯镁差。Ca-P覆膜处理可以提高SLM成型样品的耐蚀性。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.22

【参考文献】

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1 明s，

本文编号：1225527