Mg基非晶生物材料及其羟基磷灰石涂层的制备与性能研究
发布时间：2021-10-10 08:40
镁合金作为目前最有前景的医用临时植入材料,具有生物可降解性和力学性能与人骨接近等诸多优点,但是其体内降解速度过快,降解过程中的H2析出等等问题限制其临床应用。非晶态镁合金由于其组织结构的特殊性,具有高强度和优异的抗腐蚀性能,Mg-Zn-Ca基非晶合金由于其元素均可降解,生物相容性好,因此Mg-Zn-Ca基非晶合金作为生物材料具有广阔的应用前景。考虑到Mg-Zn-Ca非晶合金的临界尺寸有限,降解速度仍然无法满足临床需求,而Nd元素作为常用的镁合金晶粒细化元素,在低浓度时生物相容性好,因此向Mg-Zn-Ca合金中添加微量Nd元素。首先通过铜模喷铸法得到Mg-Zn-Ca基非晶合金,然后使用XRD、DSC和SEM对材料进行性能分析,通过电化学测试和模拟体液浸泡测试,研究Nd元素对Mg-Zn-Ca非晶合金耐蚀性的影响。结果表明,添加Nd元素会降低Mg-Zn-Ca非晶合金非晶形成能力,提升Mg-Zn-Ca非晶合金的耐蚀性。Mg67.5Zn28Ca4Nd0.5非晶试样的抗腐蚀性能最好。Nd元...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 镁基生物材料的简介
1.1.1 镁基生物材料的优势
1.1.2 镁基生物材料的不足
1.1.3 控制镁合金降解速度的方法
1.2 非晶镁合金的研究现状
1.2.1 非晶合金的制备方法
1.2.2 非晶合金的发展历程
1.2.3 非晶镁合金的发展历程
1.2.4 Mg-Zn-Ca非晶合金的研究现状
1.3 镁合金表面羟基磷灰石涂层的研究进展
1.3.1 镁合金表面羟基磷灰石涂层的制备方法
1.3.2 镁合金表面羟基磷灰石涂层的研究现状
1.4 本论文的主要研究内容
1.4.1 课题的来源
1.4.2 研究目的及意义
1.4.3 主要研究内容
第2章 添加Nd对 Mg-Zn-Ca合金非晶形成能力和耐蚀性的影响
2.1 引言
2.2 实验方法
2.2.1 合金的成分设计
2.2.2 合金的熔炼制备
2.2.3 非晶合金的XRD分析
2.2.4 非晶合金的组织形貌分析
2.2.5 非晶合金的DSC分析
2.2.6 非晶合金的抗腐蚀性能测试
2.3 实验结果与讨论
2.3.1 合金的微观结构和非晶形成能力分析
2.3.2 合金的在模拟体液中的耐腐蚀性分析测试
2.4 本章小结
第3章 Mg-Zn-Ca非晶合金和AZ31 表面制备羟基磷灰石涂层的工艺研究
3.1 引言
3.2 实验方法
3.2.1 合金的成分设计和熔炼制备
3.2.2 水热反应溶液的配比
3.2.3 水热法制备HA涂层
3.2.4 涂层的XRD分析
3.2.5 涂层的组织形貌分析
3.3 水热反应pH值对AZ31 表面羟基磷灰石涂层的影响
3.4 水热反应pH值对Mg-Zn-Ca非晶合金表面羟基磷灰石涂层的影响
3.5 水热反应时间对Mg-Zn-Ca非晶合金表面羟基磷灰石涂层的影响
3.6 本章小结
第4章 羟基磷灰石涂层对Mg-Zn-Ca非晶合金抗腐蚀性及抗菌性的影响
4.1 引言
4.2 实验方法
4.2.1 合金的成分设计和熔炼制备
4.2.2 水热法制备HA涂层
4.2.3 涂层的结构与性能表征
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 涂层的成分、结构与形貌分析
4.3.2 涂层在模拟体液中的耐腐蚀性测试结果
4.3.3 涂层的抗菌性测试结果
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
5.3 创新点
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]添加Nd对Mg-Zn-Ca合金非晶形成能力和耐蚀性的影响[J]. 周杰,李克,王彪,艾凡荣. 材料导报. 2019(01)
[2]低维氧化锌晶面调控及催化抗菌活性研究进展[J]. 李丹,张忞灏,廖佩姿,谢远,甄贺伟,徐晓玲,周祚万. 材料导报. 2019(01)
[3]Nd含量、固溶处理工艺对Mg-4Zn-xNd镁合金性能的影响[J]. 邓伟林,杨晓宁,邓坤坤,黄晓波. 热加工工艺. 2017(16)
[4]处在变革中的医用金属材料[J]. 郑玉峰,吴远浩. 金属学报. 2017(03)
[5]Corrosion behavior of Mg-Zn-Ca amorphous alloys with Nd addition in simulated body fluids[J]. Qin Chunling,Xiao Tongna,Li Yongyan,Wang Zhifeng,Liu Li,Xiong Hanqing,Zhao Weimin. China Foundry. 2014(06)
[6]添加稀土元素Nd对Mg-6Zn-3Cu镁合金微观组织和力学性能的影响[J]. 胡少峰,陈秋荣,沈钰,周学华. 材料导报. 2013(S1)
[7]新型可降解生物医用镁合金JDBM的研究进展[J]. 袁广银,章晓波,牛佳林,陶海荣,陈道运,何耀华,蒋垚,丁文江. 中国有色金属学报. 2011(10)
[8]可降解医用镁基生物材料的研究进展[J]. 袁广银,张佳,丁文江. 中国材料进展. 2011(02)
[9]纳米羟基磷灰石骨修复材料研究进展[J]. 齐保闯,唐辉,周田华,徐永清. 国际骨科学杂志. 2010(05)
[10]电化学沉积羟基磷灰石过程晶体生长行为[J]. 胡仁,时海燕,林理文,庄燕燕,林昌健. 物理化学学报. 2005(02)
博士论文
[1]AZ31镁合金表面含羟基磷灰石涂层的制备及腐蚀行为研究[D]. 唐辉.哈尔滨工业大学 2013
硕士论文
[1]生物可降解镁基非晶合金的制备及电化学性能研究[D]. 管宝儒.南京理工大学 2017
[2]Mg-Ni基非晶合金的制备及性能研究[D]. 刘立艳.济南大学 2012
[3]稀土（Y、Nd）对AZ80 镁合金耐腐蚀性能影响的研究[D]. 李高林.河南科技大学 2012
[4]MgZnCa基非晶及其复合材料的制备、力学和腐蚀性能研究[D]. 魏怡芸.重庆大学 2012
[5]Mg-Ni-Zn-Y非晶合金复合材料的组织与性能[D]. 胡楠楠.沈阳工业大学 2009
本文编号：3428035
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
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摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 镁基生物材料的简介
1.1.1 镁基生物材料的优势
1.1.2 镁基生物材料的不足
1.1.3 控制镁合金降解速度的方法
1.2 非晶镁合金的研究现状
1.2.1 非晶合金的制备方法
1.2.2 非晶合金的发展历程
1.2.3 非晶镁合金的发展历程
1.2.4 Mg-Zn-Ca非晶合金的研究现状
1.3 镁合金表面羟基磷灰石涂层的研究进展
1.3.1 镁合金表面羟基磷灰石涂层的制备方法
1.3.2 镁合金表面羟基磷灰石涂层的研究现状
1.4 本论文的主要研究内容
1.4.1 课题的来源
1.4.2 研究目的及意义
1.4.3 主要研究内容
第2章 添加Nd对 Mg-Zn-Ca合金非晶形成能力和耐蚀性的影响
2.1 引言
2.2 实验方法
2.2.1 合金的成分设计
2.2.2 合金的熔炼制备
2.2.3 非晶合金的XRD分析
2.2.4 非晶合金的组织形貌分析
2.2.5 非晶合金的DSC分析
2.2.6 非晶合金的抗腐蚀性能测试
2.3 实验结果与讨论
2.3.1 合金的微观结构和非晶形成能力分析
2.3.2 合金的在模拟体液中的耐腐蚀性分析测试
2.4 本章小结
第3章 Mg-Zn-Ca非晶合金和AZ31 表面制备羟基磷灰石涂层的工艺研究
3.1 引言
3.2 实验方法
3.2.1 合金的成分设计和熔炼制备
3.2.2 水热反应溶液的配比
3.2.3 水热法制备HA涂层
3.2.4 涂层的XRD分析
3.2.5 涂层的组织形貌分析
3.3 水热反应pH值对AZ31 表面羟基磷灰石涂层的影响
3.4 水热反应pH值对Mg-Zn-Ca非晶合金表面羟基磷灰石涂层的影响
3.5 水热反应时间对Mg-Zn-Ca非晶合金表面羟基磷灰石涂层的影响
3.6 本章小结
第4章 羟基磷灰石涂层对Mg-Zn-Ca非晶合金抗腐蚀性及抗菌性的影响
4.1 引言
4.2 实验方法
4.2.1 合金的成分设计和熔炼制备
4.2.2 水热法制备HA涂层
4.2.3 涂层的结构与性能表征
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 涂层的成分、结构与形貌分析
4.3.2 涂层在模拟体液中的耐腐蚀性测试结果
4.3.3 涂层的抗菌性测试结果
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
5.3 创新点
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]添加Nd对Mg-Zn-Ca合金非晶形成能力和耐蚀性的影响[J]. 周杰,李克,王彪,艾凡荣. 材料导报. 2019(01)
[2]低维氧化锌晶面调控及催化抗菌活性研究进展[J]. 李丹,张忞灏,廖佩姿,谢远,甄贺伟,徐晓玲,周祚万. 材料导报. 2019(01)
[3]Nd含量、固溶处理工艺对Mg-4Zn-xNd镁合金性能的影响[J]. 邓伟林,杨晓宁,邓坤坤,黄晓波. 热加工工艺. 2017(16)
[4]处在变革中的医用金属材料[J]. 郑玉峰,吴远浩. 金属学报. 2017(03)
[5]Corrosion behavior of Mg-Zn-Ca amorphous alloys with Nd addition in simulated body fluids[J]. Qin Chunling,Xiao Tongna,Li Yongyan,Wang Zhifeng,Liu Li,Xiong Hanqing,Zhao Weimin. China Foundry. 2014(06)
[6]添加稀土元素Nd对Mg-6Zn-3Cu镁合金微观组织和力学性能的影响[J]. 胡少峰,陈秋荣,沈钰,周学华. 材料导报. 2013(S1)
[7]新型可降解生物医用镁合金JDBM的研究进展[J]. 袁广银,章晓波,牛佳林,陶海荣,陈道运,何耀华,蒋垚,丁文江. 中国有色金属学报. 2011(10)
[8]可降解医用镁基生物材料的研究进展[J]. 袁广银,张佳,丁文江. 中国材料进展. 2011(02)
[9]纳米羟基磷灰石骨修复材料研究进展[J]. 齐保闯,唐辉,周田华,徐永清. 国际骨科学杂志. 2010(05)
[10]电化学沉积羟基磷灰石过程晶体生长行为[J]. 胡仁,时海燕,林理文,庄燕燕,林昌健. 物理化学学报. 2005(02)
博士论文
[1]AZ31镁合金表面含羟基磷灰石涂层的制备及腐蚀行为研究[D]. 唐辉.哈尔滨工业大学 2013
硕士论文
[1]生物可降解镁基非晶合金的制备及电化学性能研究[D]. 管宝儒.南京理工大学 2017
[2]Mg-Ni基非晶合金的制备及性能研究[D]. 刘立艳.济南大学 2012
[3]稀土（Y、Nd）对AZ80 镁合金耐腐蚀性能影响的研究[D]. 李高林.河南科技大学 2012
[4]MgZnCa基非晶及其复合材料的制备、力学和腐蚀性能研究[D]. 魏怡芸.重庆大学 2012
[5]Mg-Ni-Zn-Y非晶合金复合材料的组织与性能[D]. 胡楠楠.沈阳工业大学 2009
本文编号：3428035
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3428035.html
