心血管支架用可降解Mg-Zn-Y-Zr-Ca合金组织及力学性能研究
发布时间：2021-10-21 01:05
镁合金由于其优异的性能如高的比强度和比刚度,生物可降解性和生物相容性,低的密度和接近人骨的弹性模量,近年来在骨植入材料,骨组织工程支架和心血管支架等领域得到了广泛的研究。然而镁合金在植入生物系统中时也存在低的强度和低的耐腐蚀性,从而阻碍了其在临床中的应用。因此,有必要通过进一步的研究来提高生物镁合金的综合性能。针对于此,本文选择了力学和腐蚀性能良好的Mg-3Zn-1Y系列生物镁合金,并添加适量Ca和Zr元素作为合金化元素。采用常规铸造优选合金成分,并进一步利用热处理,正挤压等强化手段获得具有良好综合性能的合金。通过OM、SEM&EDS、XRD、EBSD、TEM等现代分析手段和室温拉伸实验方法,对比分析了Ca元素及热处理、挤压变形工艺对合金显微组织和力学性能的影响,为心血管支架用生物镁合金基础性研究提供有效的实验数据,并为下一步细胞毒性及支架制备等实验奠定基础。研究结果表明:铸态Mg-3Zn-1Y-0.6Zr-xCa合金主要由α-Mg基体,准晶I相（Mg3YZn6）和少量Ca2Mg6Zn
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 心血管支架概论
1.1.1 心血管疾病概述
1.1.2 心血管支架分类
1.2 生物可降解金属支架
1.2.1 铁基金属血管支架
1.2.2 镁基金属血管支架
1.3 镁合金心血管支架总结
1.4 镁合金强化手段
1.4.1 纯净化
1.4.2 合金化
1.4.3 热处理
1.4.4 塑性变形
1.5 生物镁合金设计与研究
1.5.1 合金成分设计
1.5.2 研究内容
第二章 实验过程及研究方法
2.1 实验方案
2.2 实验设备
2.3 合金的制备
2.3.1 合金熔炼
2.3.2 合金的热处理
2.3.3 合金的热挤压
2.4 合金显微组织观察
2.4.1 光学显微(OM)组织观察
2.4.2 X射线衍射(XRD)分析
2.4.3 扫描电镜(SEM)与能谱(EDS)分析
2.4.4 透射电子显微镜(TEM)观察
2.4.5 电子背散射衍射(EBSD)分析
2.4.6 差示扫描量热(DSC)分析
2.5 力学性能测试
第三章 Ca含量对Mg-3Zn-1Y-0.6Zr合金组织及力学性能的影响
3.1 引言
3.2 Mg-3Zn-1Y-0.6Zr-xCa合金微观组织分析
3.2.1 合金相结构分析
3.2.2 合金显微组织分析
3.3 Ca含量对Mg-3Zn-1Y-0.6Zr-xCa合金力学性能的影响
3.5 小结
第四章 热处理对Mg-3Zn-1Y-0.6Zr-0.5Ca合金组织及力学性能的影响
4.1 引言
4.2 固溶参数的选择
4.3 固溶温度对合金显微组织的影响
4.4 固溶时间对合金显微组织的影响
4.5 扫描组织分析
4.6 固溶处理对合金力学性能的影响
4.7 小结
第五章 热挤压对Mg-3Zn-1Y-0.6Zr-0.5Ca合金组织及力学性能的影响
5.1 引言
5.2 挤压温度对合金组织和力学性能的影响
5.2.1 挤压温度下合金显微组织分析
5.2.2 织构分析
5.2.3 挤压温度对合金力学性能的影响
5.3 挤压速度对合金组织和力学性能的影响
5.3.1 挤压速度下合金显微组织分析
5.3.2 挤压速度对合金织构的影响
5.3.3 挤压速度对合金力学性能的影响
5.4 小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]Sm对挤压Mg-6Al-1.0Ca-0.5Mn镁合金微观组织及力学性能的影响[J]. 房大庆,梁超,张克维,武华杰,毕广利,柴跃生. 稀有金属材料与工程. 2017(04)
[2]镁基生物可降解材料耐蚀性能改善研究进展[J]. 韩知为,张秉君,翁杰. 合成材料老化与应用. 2016(02)
[3]施密特因子在镁合金微观变形机制研究中的应用[J]. 张士宏,宋广胜,徐勇,宋鸿武,程明. 精密成形工程. 2014(06)
[4]单轴拉伸和压缩镁合金各滑移系的Schmid因子计算[J]. 娄欢,万刚,武保林. 沈阳航空航天大学学报. 2014(01)
[5]低温挤压Mg-4Zn-2Al-2Sn合金的组织与力学性能研究[J]. 赵东清,周吉学,刘运腾,董旭光,王晶,杨院生. 金属学报. 2014(01)
[6]压铸镁合金的研究进展及发展趋势[J]. 杨少锋,王再友. 材料工程. 2013(11)
[7]固溶制度对7050铝合金微观组织和腐蚀性能的影响[J]. 宋丰轩,张新明,刘胜胆,白谭,韩念梅,谭季波. 航空材料学报. 2013(04)
[8]可降解金属血管支架研究进展[J]. 吴远浩,周晓晨,李楠,郑玉峰. 中国材料进展. 2012(09)
[9]三种心血管支架用金属材料的表面特性与生物相容性[J]. 吴锋,孟改利,董兵辉,刘保国,周益敏,付涛. 生物医学工程研究. 2012(02)
[10]生物可降解血管支架的研究进展[J]. 毛琳,章晓波,袁广银,丁文江. 材料导报. 2010(19)
博士论文
[1]医用Mg-Zn-Ca合金的制备及其性能研究[D]. 张保平.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]心血管支架用可降解Mg-Y-Zn-Zr合金组织及性能研究[D]. 韩少兵.太原理工大学 2017
[2]镁及镁合金可溶性降解产物对血管平滑肌细胞表型的影响[D]. 周玥华.西南交通大学 2017
[3]ZK60镁合金板材轧制工艺研究[D]. 李奇.合肥工业大学 2017
[4]微合金化与热处理对Al-Mn系合金组织及高温性能的影响[D]. 刘贤翠.东南大学 2017
[5]AZ31镁合金交替挤压成形规律研究[D]. 姜宏伟.哈尔滨理工大学 2017
[6]心血管支架用Mg-4Zn-xCa-yY生物镁合金的微观组织和性能研究[D]. 李利.太原理工大学 2016
[7]心血管支架用生物可降解ZK30-xCa镁合金的组织及性能研究[D]. 王陆.太原理工大学 2016
[8]Mg-Zn-Mn-Ca镁合金热处理和挤压工艺的研究[D]. 裴腾.哈尔滨理工大学 2015
[9]Zr和Nd对镁锌钙合金力学性能和耐蚀性的影响[D]. 郭亮.吉林大学 2014
[10]血管支架用Mg-Zn-Y-Nd（-Zr）合金组织及性能研究[D]. 季川祥.郑州大学 2014
本文编号：3447942
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 心血管支架概论
1.1.1 心血管疾病概述
1.1.2 心血管支架分类
1.2 生物可降解金属支架
1.2.1 铁基金属血管支架
1.2.2 镁基金属血管支架
1.3 镁合金心血管支架总结
1.4 镁合金强化手段
1.4.1 纯净化
1.4.2 合金化
1.4.3 热处理
1.4.4 塑性变形
1.5 生物镁合金设计与研究
1.5.1 合金成分设计
1.5.2 研究内容
第二章 实验过程及研究方法
2.1 实验方案
2.2 实验设备
2.3 合金的制备
2.3.1 合金熔炼
2.3.2 合金的热处理
2.3.3 合金的热挤压
2.4 合金显微组织观察
2.4.1 光学显微(OM)组织观察
2.4.2 X射线衍射(XRD)分析
2.4.3 扫描电镜(SEM)与能谱(EDS)分析
2.4.4 透射电子显微镜(TEM)观察
2.4.5 电子背散射衍射(EBSD)分析
2.4.6 差示扫描量热(DSC)分析
2.5 力学性能测试
第三章 Ca含量对Mg-3Zn-1Y-0.6Zr合金组织及力学性能的影响
3.1 引言
3.2 Mg-3Zn-1Y-0.6Zr-xCa合金微观组织分析
3.2.1 合金相结构分析
3.2.2 合金显微组织分析
3.3 Ca含量对Mg-3Zn-1Y-0.6Zr-xCa合金力学性能的影响
3.5 小结
第四章 热处理对Mg-3Zn-1Y-0.6Zr-0.5Ca合金组织及力学性能的影响
4.1 引言
4.2 固溶参数的选择
4.3 固溶温度对合金显微组织的影响
4.4 固溶时间对合金显微组织的影响
4.5 扫描组织分析
4.6 固溶处理对合金力学性能的影响
4.7 小结
第五章 热挤压对Mg-3Zn-1Y-0.6Zr-0.5Ca合金组织及力学性能的影响
5.1 引言
5.2 挤压温度对合金组织和力学性能的影响
5.2.1 挤压温度下合金显微组织分析
5.2.2 织构分析
5.2.3 挤压温度对合金力学性能的影响
5.3 挤压速度对合金组织和力学性能的影响
5.3.1 挤压速度下合金显微组织分析
5.3.2 挤压速度对合金织构的影响
5.3.3 挤压速度对合金力学性能的影响
5.4 小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]Sm对挤压Mg-6Al-1.0Ca-0.5Mn镁合金微观组织及力学性能的影响[J]. 房大庆,梁超,张克维,武华杰,毕广利,柴跃生. 稀有金属材料与工程. 2017(04)
[2]镁基生物可降解材料耐蚀性能改善研究进展[J]. 韩知为,张秉君,翁杰. 合成材料老化与应用. 2016(02)
[3]施密特因子在镁合金微观变形机制研究中的应用[J]. 张士宏,宋广胜,徐勇,宋鸿武,程明. 精密成形工程. 2014(06)
[4]单轴拉伸和压缩镁合金各滑移系的Schmid因子计算[J]. 娄欢,万刚,武保林. 沈阳航空航天大学学报. 2014(01)
[5]低温挤压Mg-4Zn-2Al-2Sn合金的组织与力学性能研究[J]. 赵东清,周吉学,刘运腾,董旭光,王晶,杨院生. 金属学报. 2014(01)
[6]压铸镁合金的研究进展及发展趋势[J]. 杨少锋,王再友. 材料工程. 2013(11)
[7]固溶制度对7050铝合金微观组织和腐蚀性能的影响[J]. 宋丰轩,张新明,刘胜胆,白谭,韩念梅,谭季波. 航空材料学报. 2013(04)
[8]可降解金属血管支架研究进展[J]. 吴远浩,周晓晨,李楠,郑玉峰. 中国材料进展. 2012(09)
[9]三种心血管支架用金属材料的表面特性与生物相容性[J]. 吴锋,孟改利,董兵辉,刘保国,周益敏,付涛. 生物医学工程研究. 2012(02)
[10]生物可降解血管支架的研究进展[J]. 毛琳,章晓波,袁广银,丁文江. 材料导报. 2010(19)
博士论文
[1]医用Mg-Zn-Ca合金的制备及其性能研究[D]. 张保平.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]心血管支架用可降解Mg-Y-Zn-Zr合金组织及性能研究[D]. 韩少兵.太原理工大学 2017
[2]镁及镁合金可溶性降解产物对血管平滑肌细胞表型的影响[D]. 周玥华.西南交通大学 2017
[3]ZK60镁合金板材轧制工艺研究[D]. 李奇.合肥工业大学 2017
[4]微合金化与热处理对Al-Mn系合金组织及高温性能的影响[D]. 刘贤翠.东南大学 2017
[5]AZ31镁合金交替挤压成形规律研究[D]. 姜宏伟.哈尔滨理工大学 2017
[6]心血管支架用Mg-4Zn-xCa-yY生物镁合金的微观组织和性能研究[D]. 李利.太原理工大学 2016
[7]心血管支架用生物可降解ZK30-xCa镁合金的组织及性能研究[D]. 王陆.太原理工大学 2016
[8]Mg-Zn-Mn-Ca镁合金热处理和挤压工艺的研究[D]. 裴腾.哈尔滨理工大学 2015
[9]Zr和Nd对镁锌钙合金力学性能和耐蚀性的影响[D]. 郭亮.吉林大学 2014
[10]血管支架用Mg-Zn-Y-Nd（-Zr）合金组织及性能研究[D]. 季川祥.郑州大学 2014
本文编号：3447942
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