Zn-Sr生物医用可降解材料的力学性能及耐蚀性研究
发布时间：2021-11-12 09:09
通过熔制Zn-xSr（x=0,0.5%,1%,2%,3%）铸态二元合金试样,并将二元合金试样进行300℃×3h均匀化处理,采用金相显微镜、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度测试仪、扫描电子显微镜（SEM）、电化学工作站和浸泡失重法等仪器和方法,研究对比了铸态及均匀化态Zn-xSr合金的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能。结果表明:随着锶含量的增加,第二相（59）13逐渐增多,尺寸增大,合金硬度逐渐增大,而耐蚀性则逐渐变差。均匀态二元合金的显微组织比铸态均匀,硬度比铸态增加,耐蚀性比铸态合金强。对Zn-1Sr及Zn-2Sr合金进行挤压及轧制,研究其加工后合金的显微组织,再分析其对合金的力学性能及其腐蚀性能的影响。结果表明:挤压态Zn-1Sr与Zn-2Sr第二相破碎厉害。不同轧制温度下Zn-1Sr及Zn-2Sr合金的第二相（59）13大多沿轧制方向呈絮状分布;挤压态Zn-1Sr及Zn-2Sr合金的显微硬度比铸态及均匀态高;轧制态Zn-1Sr及Zn-2Sr的显微硬度比铸态及均匀态低;挤压与轧制工艺均能提高铸态合金的屈服强度、抗拉强度与延伸率;挤压态与轧制...
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硬度测试点选取图
武汉科技大学硕士学位论文室温拉伸实验次拉伸实验在室温下进行。室温拉伸实验所用的试样按照国家标准《温拉伸实验方法》进行加工，加工成的标准比例试样，加工后的试样3 所示，实验设置的拉伸速率为 2mm/min。将不同成分、不同变形处在万能实验机上进行室温拉伸压缩试验。
将不同成分、不同变形处理的锌合金在万能实验机上进行室温拉伸压缩试验。图 2.3 拉伸试样示意图2.4 耐蚀性分析2.4.1 电化学极化曲线分析电化学实验是腐蚀性能测试中最基本的一类手段，常常被用于研究合金的腐蚀行为。一般来说，电化学实验有动电位极化测试和电化学阻抗谱测试两种基本的检测方法。对于锌合金材料而言，电化学阻抗谱测试往往难以测到良好的低频段曲线，所以在此实验中不加采用。动电位极化测试是一种比较常用的极化曲线测试方法。从材料的极化曲线中，我们可以通过外推法算出材料的腐蚀电位和腐蚀电流，进而算出腐蚀电流密度，从而推断出不同材料的腐蚀规律。再结合扫描电子显微镜对材料腐蚀形貌的表征及能谱的应用，可以分析出材料的腐蚀途径及腐蚀机理，在此基础上想办法来满足自己对材料腐蚀的要求来改善材料腐蚀速率或加快材料腐蚀速率。我们需要测量的是工作电极上的极化曲线，极化曲线横坐标为电位，纵坐标为电流。极化曲线的测量需要采用三电极体系，即参比电极、工作电极和辅助电极。本实验采用的的工作电极（WE）为 Zn-Sr 合金试样，辅助电极（CE）为纯铂丝，参比电极为饱和甘汞电极（SCE）。本实验采用的电化学测试设备是荷兰Ivium CompactStat.e 电化学工作站。如图 2.4 所示为电化学测试系统工作示意图：
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物医用高分子材料的生物相容性及其表面改性技术[J]. 梅建国,庄金秋,汤少伟,王艳,马力,莫玲,沈志强. 材料导报. 2014(19)
[2]可生物降解性医用金属材料的研究进展[J]. 郑玉峰,刘彬,顾雪楠. 材料导报. 2009(01)
[3]镁及镁合金材料的应用及其加工技术的发展[J]. 刘静安,李建湘. 四川有色金属. 2007(02)
[4]生物医用高分子材料的组织相容性研究——组织相容性材料的设计[J]. 陈宝林,王东安,封麟先. 呼伦贝尔学院学报. 2006(06)
[5]多孔生物镁的制备与力学性能研究[J]. 沈剑,凤仪,王松林,徐屹,张学斌. 金属功能材料. 2006(03)
[6]Hemolysis effect and calcium-phosphate precipitation of heat-organic-film treated magnesium[J]. 高家诚,乔丽英,李龙川,王勇. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2006(03)
[7]生物可降解医用材料的研究进展[J]. 付东伟,闫玉华. 生物骨科材料与临床研究. 2005(02)
[8]生物降解材料及其在医学中的应用[J]. 余红伟,夏革清,王源升. 云南大学学报(自然科学版). 2004(S2)
[9]医用高分子材料的现状与应用[J]. 王磊,窦宏仪,徐士清,王学敏. 热固性树脂. 2004(03)
[10]生物可降解高分子材料在医学领域的应用[J]. 陈永忻,陈秀娟. 中国疗养医学. 2003(06)
硕士论文
[1]反挤压生物可降解Zn-Mg基锌合金的力学性能及耐蚀性研究[D]. 谷宁杰.东北大学 2014
[2]锌基生物医用可降解材料的组织与性能研究[D]. 陆红梅.哈尔滨工程大学 2008
本文编号：3490601
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硬度测试点选取图
武汉科技大学硕士学位论文室温拉伸实验次拉伸实验在室温下进行。室温拉伸实验所用的试样按照国家标准《温拉伸实验方法》进行加工，加工成的标准比例试样，加工后的试样3 所示，实验设置的拉伸速率为 2mm/min。将不同成分、不同变形处在万能实验机上进行室温拉伸压缩试验。
将不同成分、不同变形处理的锌合金在万能实验机上进行室温拉伸压缩试验。图 2.3 拉伸试样示意图2.4 耐蚀性分析2.4.1 电化学极化曲线分析电化学实验是腐蚀性能测试中最基本的一类手段，常常被用于研究合金的腐蚀行为。一般来说，电化学实验有动电位极化测试和电化学阻抗谱测试两种基本的检测方法。对于锌合金材料而言，电化学阻抗谱测试往往难以测到良好的低频段曲线，所以在此实验中不加采用。动电位极化测试是一种比较常用的极化曲线测试方法。从材料的极化曲线中，我们可以通过外推法算出材料的腐蚀电位和腐蚀电流，进而算出腐蚀电流密度，从而推断出不同材料的腐蚀规律。再结合扫描电子显微镜对材料腐蚀形貌的表征及能谱的应用，可以分析出材料的腐蚀途径及腐蚀机理，在此基础上想办法来满足自己对材料腐蚀的要求来改善材料腐蚀速率或加快材料腐蚀速率。我们需要测量的是工作电极上的极化曲线，极化曲线横坐标为电位，纵坐标为电流。极化曲线的测量需要采用三电极体系，即参比电极、工作电极和辅助电极。本实验采用的的工作电极（WE）为 Zn-Sr 合金试样，辅助电极（CE）为纯铂丝，参比电极为饱和甘汞电极（SCE）。本实验采用的电化学测试设备是荷兰Ivium CompactStat.e 电化学工作站。如图 2.4 所示为电化学测试系统工作示意图：
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物医用高分子材料的生物相容性及其表面改性技术[J]. 梅建国,庄金秋,汤少伟,王艳,马力,莫玲,沈志强. 材料导报. 2014(19)
[2]可生物降解性医用金属材料的研究进展[J]. 郑玉峰,刘彬,顾雪楠. 材料导报. 2009(01)
[3]镁及镁合金材料的应用及其加工技术的发展[J]. 刘静安,李建湘. 四川有色金属. 2007(02)
[4]生物医用高分子材料的组织相容性研究——组织相容性材料的设计[J]. 陈宝林,王东安,封麟先. 呼伦贝尔学院学报. 2006(06)
[5]多孔生物镁的制备与力学性能研究[J]. 沈剑,凤仪,王松林,徐屹,张学斌. 金属功能材料. 2006(03)
[6]Hemolysis effect and calcium-phosphate precipitation of heat-organic-film treated magnesium[J]. 高家诚,乔丽英,李龙川,王勇. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2006(03)
[7]生物可降解医用材料的研究进展[J]. 付东伟,闫玉华. 生物骨科材料与临床研究. 2005(02)
[8]生物降解材料及其在医学中的应用[J]. 余红伟,夏革清,王源升. 云南大学学报(自然科学版). 2004(S2)
[9]医用高分子材料的现状与应用[J]. 王磊,窦宏仪,徐士清,王学敏. 热固性树脂. 2004(03)
[10]生物可降解高分子材料在医学领域的应用[J]. 陈永忻,陈秀娟. 中国疗养医学. 2003(06)
硕士论文
[1]反挤压生物可降解Zn-Mg基锌合金的力学性能及耐蚀性研究[D]. 谷宁杰.东北大学 2014
[2]锌基生物医用可降解材料的组织与性能研究[D]. 陆红梅.哈尔滨工程大学 2008
本文编号：3490601
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