滑动摩擦—微弧氧化复合处理纯镁及镁合金的腐蚀及生物学行为研究

发布时间：2021-03-10 11:03

　　使用可降解材料进行骨折内固定是当今医用材料的发展方向。镁和镁合金的可降解特性及良好的力学相容性使其成为极具发展潜力的新型硬组织植入材料。然而,镁及其合金较差的耐蚀性限制了其在生物医学领域的广泛应用。因此,必须对镁合金进行改性处理以保障其在服役期间的生物安全性及生物相容性。微弧氧化（micro-arc oxidation,MAO）是一种简单高效的镁合金表面处理技术,但MAO涂层存在孔隙率过高、厚度较小等问题。传统的解决方法主要是调整电参数和电解液配方或者进行封孔后处理,而实际上基体的结构对MAO涂层的质量起着至关重要的作用,因此,本论文提出在微弧氧化处理之前,采用课题组研发的滑动摩擦技术（sliding friction treatment,SFT）分别对纯镁和AZ31合金进行表面预处理,以改变基体的微观结构。通过SFT和MAO技术相结合的方法最终制备优质MAO涂层,为设计可降解镁基骨科植入材料提供了一种新思路。本文研究了SFT预处理对基体及MAO涂层的结构、成分、耐蚀性能和生物相容性的影响,主要研究内容和结果如下:（1）采用SFT技术成功在纯镁和AZ31合金表面制备出800μm厚的超厚... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 医用可降解金属材料
        1.2.1 纯铁
        1.2.2 锌和锌合金
        1.2.3 镁和镁合金
    1.3 镁合金的表面改性技术
        1.3.1 晶粒细化
        1.3.2 化学转化涂层
        1.3.3 阳极氧化
        1.3.4 微弧氧化
        1.3.5 复合改性技术
    1.4 选题意义和研究内容
        1.4.1 选题意义
        1.4.2 研究内容
第二章 实验材料与方法
    2.1 实验技术路线
    2.2 实验材料与仪器
    2.3 样品制备工艺
        2.3.1 滑动摩擦处理
        2.3.2 微弧氧化处理
    2.4 分析表征方法
        2.4.1 结构分析
        2.4.2 成分分析
        2.4.3 性能表征
        2.4.4 生物学行为
第三章 SFT预处理对纯镁基体及MAO涂层结构和性能的影响
    3.1 引言
    3.2 SFT预处理对纯镁基体的影响
        3.2.1 纯镁基体的组织成分
        3.2.2 纯镁基体的电化学腐蚀
        3.2.3 纯镁基体的浸泡腐蚀
    3.3 SFT预处理对纯镁MAO涂层结构和成分的影响
        3.3.1 MAO涂层的表面形貌及孔隙率
        3.3.2 MAO涂层的截面形貌及元素分布
        3.3.3 MAO涂层的化学成分
        3.3.4 MAO涂层的粗糙度
        3.3.5 FG-MAO样品的基体表层晶粒结构
    3.4 SFT预处理对纯镁MAO涂层性能的影响
        3.4.1 MAO涂层的表面润湿性
        3.4.2 MAO涂层/基体的结合强度
        3.4.3 MAO涂层的电化学腐蚀
        3.4.4 MAO涂层的浸泡腐蚀
    3.5 结果讨论
    3.6 本章小结
第四章 SFT预处理对AZ31 基体及MAO涂层结构和性能的影响
    4.1 引言
    4.2 SFT预处理对AZ31 合金基体的影响
        4.2.1 AZ31 合金基体的组织成分
        4.2.2 AZ31 合金基体的电化学腐蚀
        4.2.3 AZ31 合金基体的浸泡腐蚀
    4.3 SFT预处理对AZ31 合金MAO涂层结构和成分的影响
        4.3.1 MAO涂层的表面形貌及孔隙率
        4.3.2 MAO涂层的截面形貌及元素分布
        4.3.3 MAO涂层的化学成分
        4.3.4 MAO涂层的粗糙度
        4.3.5 NC-MAO样品的基体表层晶粒结构
    4.4 SFT预处理对AZ31 合金MAO涂层性能的影响
        4.4.1 MAO涂层的润湿性
        4.4.2 MAO涂层/基体的结合强度
        4.4.3 MAO涂层的电化学腐蚀
        4.4.4 MAO涂层的浸泡腐蚀
    4.5 结果讨论
    4.6 本章小结
第五章 AZ31 合金MAO涂层的生物相容性
    5.1 引言
    5.2 细胞增殖
    5.3 溶血性
    5.4 血小板粘附
    5.5 结果讨论
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
硕士期间取得的科研成果



本文编号：3074553