新型可降解Mg-Zn-Zr-Ca-Ag合金表面处理及其性能研究

发布时间：2018-02-01 00:18

  本文关键词： Mg-Zn-Zr-Ca-Ag合金 FHA涂层 植酸/Ca-P涂层 生物安全性　出处：《天津理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：本文系统地对Mg-Zn-Zr-Ca-Ag合金进行了研究,以期能提高Mg-Zn-Zr-Ca-Ag合金的力学及耐蚀性能。本文首先对比了Mg-Zn-Zr-Ca-Ag合金与课题组以往所研究的Mg-Zn-Zr、Mg-Zn-Ca合金显微组织和性能。随后对Mg-Zn-Zr-Ca-Ag合金进行了热处理研究,确定了固溶和时效处理的工艺。为了提高Mg-Zn-Zr-Ca-Ag合金的耐蚀性,在Mg-Zn-Zr-Ca-Ag合金表面制备了FHA涂层,并对FHA涂层合金的生物安全性进行了评价。最后,出于环保及涂层制备成本的考虑,研究了植酸/Ca-P处理对Mg-Zn-Zr-Ca-Ag合金表面形貌及耐蚀性能的影响。结果如下:(1)铸态的Mg-3Zn-0.8Zr-0.3Ca-0.3Ag相比于Mg-3Zn-0.8Zr和Mg-3Zn-0.3Ca合金,第二相的数量、种类明显增多且分布细小弥散.热挤压后,Mg-Zn-Zr-Ca-Ag合金的晶粒平均尺寸为2-3μm。170℃×84h为最佳的时效处理工艺,该状态下的合金的屈服强度明显提高,可达355.527MPa。时效处理后Mg-Zn-Zr-Ca-Ag合金的耐蚀性比固溶处理的差,但好于未处理的合金。抗菌实验结果在一定程度上可以说明Mg-Zn-Zr-Ca-Ag合金有一定的抗菌性,细胞增值率最高可达26.3%。(2)在HF浓度为20%,HF处理温度为37℃,Ca-P处理温度90℃下,经HF+Ca-P处理的最佳工艺为HF6h+Ca-P60min,处理后涂层的成分为氟磷灰石,在该处理工艺下,FHA为针状晶体且呈一定取向生长。通过最佳处理工艺的表面有FHA涂层的Mg-Zn-Zr-Ca-Ag合金耐蚀性好于未处理的。浸泡后,表面有FHA涂层的合金腐蚀速率仅为未处理的合金12%,在SBF中的平均腐蚀速率为0.907mm/y。细胞毒性试验表明FHA涂层生物安全。(3)在植酸浓度为0.4%,植酸处理温度为45℃,处理时间为60分钟,Ca-P处理温度85℃下,处理150min为最佳工艺,在该处理工艺下涂层表面均为小片状,呈团簇状且呈一定取向生长。处理后的Mg-Zn-Zr-Ca-Ag合金耐蚀性好于未处理的合金。
[Abstract]:In this paper, Mg-Zn-Zr-Ca-Ag alloys are systematically studied. In order to improve the mechanical and corrosion resistance of Mg-Zn-Zr-Ca-Ag alloy, this paper compares Mg-Zn-Zr-Ca-Ag alloy with Mg-Zn-Z studied in the past. R. The microstructure and properties of Mg-Zn-Ca alloy were studied. Then the heat treatment of Mg-Zn-Zr-Ca-Ag alloy was carried out. In order to improve the corrosion resistance of Mg-Zn-Zr-Ca-Ag alloy, FHA coating was prepared on the surface of Mg-Zn-Zr-Ca-Ag alloy. The biological safety of FHA coating alloy was evaluated. Finally, considering the environmental protection and the cost of coating preparation. The effects of phytic acid / Ca-P treatment on the surface morphology and corrosion resistance of Mg-Zn-Zr-Ca-Ag alloy were studied. The as-cast Mg-3Zn-0.8Zr-0.3Ca-0.3Ag is compared with Mg-3Zn-0.8Zr and Mg-3Zn-0.3Ca alloys. The number of the second phase, the number of the species and the distribution of small dispersion, after hot extrusion. The average grain size of Mg-Zn-Zr-Ca-Ag alloy is 2-3 渭 m.170 鈩，

本文编号：1480390