生物医用镁合金表面微弧氧化复合涂层制备及性能研究
发布时间：2021-11-15 02:19
为了提升医用Mg-Zn-Zr-Sr合金耐蚀性,满足骨修复植入材料临床使用要求,本文采用磷酸盐体系作为微弧氧化电解液,在Mg-Zn-Zr-Sr合金表面制备了微弧氧化陶瓷膜层,系统优化了微弧氧化（MAO）工艺参数。为了进一步增强对镁基体的保护性能,利用水浴法在微弧氧化膜层表面生成了致密的晶须状的氟羟基磷灰石涂层。探讨了优化工艺参数后制备的微弧氧化试样和氟羟基磷灰石涂层封孔的微弧氧化试样的耐蚀性能以及其体外矿化能力,结果表明:1.在其余电参数确定的条件下,随微弧氧化电源正向电压的增加,Mg-Zn-Zr-Sr合金表面膜层厚度逐渐增加,组成相为MgO和Mg3（PO4）2,表层孔洞尺寸不断增大,孔洞数量减少,正向电压为400 V时膜层耐蚀性相对最好;随电源脉冲频率逐步提升,表层孔洞数量增加,孔洞尺寸减小,膜厚变化不大,脉冲频率为600 Hz时膜层耐蚀性相对最好;随电源正占空比增加,膜层逐渐变厚,正占空比为30%时膜层较为致密且此时耐蚀性相对最好。2.随水浴加热时间延长,微弧氧化膜层表面Ca-P化合物逐渐形核和长大,水浴加热30 mi...
【文章来源】：天津理工大学天津市
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微弧氧化基本原理图
图 1.2 典型的微弧氧化膜层(a)表面和(b)截面形貌Figure 1.2 The (a) surface and (b) cross section morphology of micro-arc oxidation coating4 生物医用镁合金表面微弧氧化技术的研究现状.1 电解液优化MAO 膜层表面形貌、相组成以及耐蚀性均受到电解液成分的影响。为了促进反应过程中能更快的到达起弧电压进行微弧氧化反应，电解液组成十分重要。改性过程中一般选用 pH 值大于 7 的溶液的来制备 MAO 膜层。这是由于碱性含有的各种离子和微弧过程中基体试样释放出的的金属离子有机会转成为带粒子，而这些微粒会参与 MAO 膜层的形成，进而可能改变所制备膜层的微观。Srinivasan 等[24]采用磷酸盐电解液体系(Na3PO4)配制了 3 种不同浓度的电解液相同的电参数条件下对 AM50 镁合金进行微弧氧化处理，结果显示不同种电
脉冲电源、冷却装置以及搅拌系统所构成。其装置模反应中的阴极，金属基体作为阳极。为了得到致密性良试验进程中，使用循环冷取水维持电解液温度不高于 4见表 2.2。表 2.2 微弧氧化电解液成分Table 2.2 Composition of electrolyte of micro-arc oxidatio称 化学式 纯度 Na3PO4分析纯 NaOH 分析纯 具体制备过程：采用自制夹具将金属试样悬挂于所配制验过程中保持试样同夹具接点处紧密触碰，夹具其余部别连接交流电源的正负两极。试样不能与电解槽底部接启电源，输入电参数，观测实验现象，并记录反应进程曲线。待反应到所需时间，关闭程序，取出试样。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fabrication and Evaluation of a Bioactive Sr–Ca–P Contained Micro-Arc Oxidation Coating on Magnesium Strontium Alloy for Bone Repair Application[J]. Junjie Han,Peng Wan,Yu Sun,Zongyuan Liu,Xinmin Fan,Lili Tan,Ke Yang. Journal of Materials Science & Technology. 2016(03)
[2]表面涂覆含氟羟基磷灰石和缺钙羟基磷灰石的镁合金体外降解行为(英文)[J]. H.R.BAKHSHESHI-RAD,E.HAMZAH,M.DAROONPARVAR,M.A.M.YAJID,M.KASIRI-ASGARANI,M.R.ABDUL-KADIR,M.MEDRAJ. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(08)
[3]正向电压对ZK60镁合金微弧氧化过程及膜层的影响[J]. 杜翠玲,陈静,汤莉,芦笙,卢向雨,许蕾. 中国有色金属学报. 2014(05)
[4]生物可降解金属材料体外腐蚀测试体系综述(英文)[J]. 甄珍,奚廷斐,郑玉峰. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(08)
[5]磷酸钙表面改性镁合金的生物腐蚀性能及细胞相容性(英文)[J]. 徐丽萍,张二林,杨珂. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(08)
[6]交变方波电源参数对镁合金AZ91D微弧氧化的影响[J]. 常林荣,曹发和,蔡景顺,刘文娟,张昭,张鉴清. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(02)
[7]医用镁合金表面改性研究进展[J]. 曾荣昌,孔令鸿,陈君,崔洪芝,刘成龙. 中国有色金属学报. 2011(01)
[8]电压增幅对镁合金微弧氧化膜层性能的影响[J]. 陈明,马跃洲,马颖,郝远. 稀有金属材料与工程. 2010(11)
[9]正脉冲占空比对ZK60镁合金微弧氧化陶瓷膜的影响[J]. 芦笙,吴良文,徐荣远,陈静. 材料保护. 2010(09)
[10]多孔镁表面生物活性β-TCP涂层的制备及其细胞相容性研究[J]. 耿芳,谭丽丽,贺永莲,杨敬玉,张炳春,杨柯. 稀有金属材料与工程. 2009(02)
博士论文
[1]铝合金微弧氧化陶瓷层的形成机制及其磨损性能[D]. 李均明.西安理工大学 2008
硕士论文
[1]生物医用Mg-Zn-Ca-Mn合金及其表面微弧氧化膜层的组织结构与性能研究[D]. 尤琼雅.山东大学 2015
本文编号：3495830
【文章来源】：天津理工大学天津市
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微弧氧化基本原理图
图 1.2 典型的微弧氧化膜层(a)表面和(b)截面形貌Figure 1.2 The (a) surface and (b) cross section morphology of micro-arc oxidation coating4 生物医用镁合金表面微弧氧化技术的研究现状.1 电解液优化MAO 膜层表面形貌、相组成以及耐蚀性均受到电解液成分的影响。为了促进反应过程中能更快的到达起弧电压进行微弧氧化反应，电解液组成十分重要。改性过程中一般选用 pH 值大于 7 的溶液的来制备 MAO 膜层。这是由于碱性含有的各种离子和微弧过程中基体试样释放出的的金属离子有机会转成为带粒子，而这些微粒会参与 MAO 膜层的形成，进而可能改变所制备膜层的微观。Srinivasan 等[24]采用磷酸盐电解液体系(Na3PO4)配制了 3 种不同浓度的电解液相同的电参数条件下对 AM50 镁合金进行微弧氧化处理，结果显示不同种电
脉冲电源、冷却装置以及搅拌系统所构成。其装置模反应中的阴极，金属基体作为阳极。为了得到致密性良试验进程中，使用循环冷取水维持电解液温度不高于 4见表 2.2。表 2.2 微弧氧化电解液成分Table 2.2 Composition of electrolyte of micro-arc oxidatio称 化学式 纯度 Na3PO4分析纯 NaOH 分析纯 具体制备过程：采用自制夹具将金属试样悬挂于所配制验过程中保持试样同夹具接点处紧密触碰，夹具其余部别连接交流电源的正负两极。试样不能与电解槽底部接启电源，输入电参数，观测实验现象，并记录反应进程曲线。待反应到所需时间，关闭程序，取出试样。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fabrication and Evaluation of a Bioactive Sr–Ca–P Contained Micro-Arc Oxidation Coating on Magnesium Strontium Alloy for Bone Repair Application[J]. Junjie Han,Peng Wan,Yu Sun,Zongyuan Liu,Xinmin Fan,Lili Tan,Ke Yang. Journal of Materials Science & Technology. 2016(03)
[2]表面涂覆含氟羟基磷灰石和缺钙羟基磷灰石的镁合金体外降解行为(英文)[J]. H.R.BAKHSHESHI-RAD,E.HAMZAH,M.DAROONPARVAR,M.A.M.YAJID,M.KASIRI-ASGARANI,M.R.ABDUL-KADIR,M.MEDRAJ. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(08)
[3]正向电压对ZK60镁合金微弧氧化过程及膜层的影响[J]. 杜翠玲,陈静,汤莉,芦笙,卢向雨,许蕾. 中国有色金属学报. 2014(05)
[4]生物可降解金属材料体外腐蚀测试体系综述(英文)[J]. 甄珍,奚廷斐,郑玉峰. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(08)
[5]磷酸钙表面改性镁合金的生物腐蚀性能及细胞相容性(英文)[J]. 徐丽萍,张二林,杨珂. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(08)
[6]交变方波电源参数对镁合金AZ91D微弧氧化的影响[J]. 常林荣,曹发和,蔡景顺,刘文娟,张昭,张鉴清. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(02)
[7]医用镁合金表面改性研究进展[J]. 曾荣昌,孔令鸿,陈君,崔洪芝,刘成龙. 中国有色金属学报. 2011(01)
[8]电压增幅对镁合金微弧氧化膜层性能的影响[J]. 陈明,马跃洲,马颖,郝远. 稀有金属材料与工程. 2010(11)
[9]正脉冲占空比对ZK60镁合金微弧氧化陶瓷膜的影响[J]. 芦笙,吴良文,徐荣远,陈静. 材料保护. 2010(09)
[10]多孔镁表面生物活性β-TCP涂层的制备及其细胞相容性研究[J]. 耿芳,谭丽丽,贺永莲,杨敬玉,张炳春,杨柯. 稀有金属材料与工程. 2009(02)
博士论文
[1]铝合金微弧氧化陶瓷层的形成机制及其磨损性能[D]. 李均明.西安理工大学 2008
硕士论文
[1]生物医用Mg-Zn-Ca-Mn合金及其表面微弧氧化膜层的组织结构与性能研究[D]. 尤琼雅.山东大学 2015
本文编号：3495830
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