电铸方法制备生物可降解铁锌合金及性能表征

发布时间：2017-10-28 17:28

  本文关键词：电铸方法制备生物可降解铁锌合金及性能表征

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【摘要】：在现代社会中,冠心病已经成为了威胁人类健康的第一大杀手,针对冠心病的治疗,介入治疗以其治疗快,效果好的优点得到更多的青睐。与介入治疗息息相关的就是支架,支架可以植入到病变血管处,支撑血管。目前使用最多的支架是永久支架,即植入人体后永久存留于体内,但是若支架长期存留于体内会引起不良反应,引发炎症等,因此只有通过二次手术才能取出,这会加重人体的负担。所以需要发展生物可降解支架,在支架完成支撑作用之后,血管完成修复,支架可以自行降解。目前大量的研究表明,纯铁支架具有较好的生物相容性,以及良好的力学性能,是作为生物可降解支架材料的备选材料,但是它的不足之处是过慢的降解速率,因此在今后的研究工作中,主要目的为提高其降解速率,使之尽早得到广泛的应用。 Zn元素具有较好的生物相容性,并且具有较低的电极电位,因此若作为合金组元,可以在一定程度上提高纯铁材料的降解速率。但是Fe与Zn两种元素的物理性质相差很大,很难通过普通熔炼的方法将其合金化。本文利用电铸的方法制备了不同Zn含量的Fe-Zn合金,通过改变电铸液的成分控制电铸合金的成分。使用扫描电子显微镜观察合金的表面形貌,横截面的组织形态,并且研究了合金的相变,力学性能,以及降解性能。 结果表明：在电铸过程中,可以通过控制电铸液中Zn2+浓度来控制合金的成分。为了获得表面质量更好的合金,可以采用脉冲电铸,并且溶液中加入少量添加剂。当Zn元素含量为15%,采用高频,高电流密度电铸时,所制备的合金表面质量较好,并且其横截面组织形态为细小的层状晶区,具有较好的力学性能。本实验脉冲电铸所制备的Fe-Zn合金相组成全部为晶体a铁相,没有其他相存在,并且Zn原子完全固溶于Fe的晶格中,形成Fe-Zn固溶体,说明在电铸过程中,可以使α相区扩大到室温,所制备的Fe-Zn合金是一种亚稳态固溶体,较难在室温下分解。对于降解性能,与纯铁相比,电铸Fe-Zn合金具有更好的降解性能,并且当合金中Zn含量为10%时,合金的自腐蚀电位最低,降解速率最快,可以达到纯铁材料的2倍,总之,由电铸方法制备的Fe-Zn合金具有优于纯铁的生物可降解性能,并且需要进一步的研究。
【关键词】：血管支架 生物可降解 Fe-Zn合金 电铸
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ153.4;R318.08
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-10
• 1 绪论10-28
• 1.1 血管支架及发展历史10
• 1.2 生物可降解支架10-15
• 1.2.1 生物可降解聚合物支架11
• 1.2.2 生物可降解镁合金支架11-13
• 1.2.3 生物可降解纯铁及铁合金支架13-15
• 1.3 生物可降解支架的制备工艺15-17
• 1.4 电铸制备方法17-26
• 1.4.1 电沉积原理概述18-21
• 1.4.2 影响沉积层结构的主要因素21
• 1.4.3 金属共沉积21-22
• 1.4.4 电铸工艺流程22-24
• 1.4.5 电铸工艺应用现状24-26
• 1.5 本论文研究目的及研究内容26-28
• 1.5.1 本论文研究目的26-27
• 1.5.2 本论文研究内容27-28
• 2 实验材料与方法28-35
• 2.1 实验材料28-30
• 2.2 实验设备仪器30-31
• 2.3 实验研究方法31-35
• 2.3.1 制备电铸Fe-Zn合金样品31-33
• 2.3.2 沉积层成分与微观结构分析33
• 2.3.3 沉积层力学性能分析33
• 2.3.4 电铸合金降解性能分析33-35
• 3 电铸Fe-Zn合金成分分析35-38
• 3.1 引言35
• 3.2 实验过程及参数35-36
• 3.3 电铸Fe-Zn合金成分结果分析36-37
• 3.4 本章小结37-38
• 4 电铸Fe-Zn合金表面形貌的研究38-50
• 4.1 引言38
• 4.2 实验条件38-42
• 4.2.1 电源形式对合金表面形貌影响的实验条件38-39
• 4.2.2 ZnCl_2浓度对合金表面形貌影响的实验条件39-40
• 4.2.3 十二烷基硫酸钠浓度对合金表面形貌影响的实验条件40-41
• 4.2.4 香豆素浓度对合金表面形貌影响的实验条件41-42
• 4.3 实验结果与分析42-49
• 4.3.1 电源形式对合金表面形貌的影响42-43
• 4.3.2 ZnCl_2浓度对合金表面形貌的影响43-44
• 4.3.3 十二烷基硫酸钠浓度对合金表面形貌的影响44-47
• 4.3.4 香豆素浓度对合金表面形貌的影响47-49
• 4.4 本章小结49-50
• 5 电铸Fe-Zn合金组织性能分析50-65
• 5.1 引言50
• 5.2 实验部分50-54
• 5.2.1 电铸Fe-Zn合金相组成研究的实验条件50-52
• 5.2.2 电铸Fe-Zn合金横截面组织形态分析的实验条件52-54
• 5.2.3 电铸Fe-Zn合金力学性能分析的实验条件54
• 5.3 实验结果分析54-64
• 5.3.1 电铸Fe-Zn合金相组成分析54-57
• 5.3.2 电铸Fe-Zn合金横截面组织形态分析57-63
• 5.3.3 电铸Fe-Zn合金力学性能分析63-64
• 5.4 本章小结64-65
• 6 电铸Fe-Zn合金降解性能研究65-70
• 6.1 引言65
• 6.2 实验部分65-67
• 6.2.1 动电位极化曲线的测量65-66
• 6.2.2 静态浸泡实验过程66-67
• 6.3 实验结果分析67-69
• 6.3.1 动电位极化曲线测量结果67-68
• 6.3.2 静态浸泡实验结果68-69
• 6.4 本章小结69-70
• 结论70-71
• 参考文献71-76
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况76-77
• 致谢77-78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨建明,朱荻,曲宁松;电铸纳米晶镍锰合金的性能研究[J];兵器材料科学与工程;2004年06期

2 朱立群;;Zn-Fe合金镀层耐蚀性研究[J];表面技术;1992年01期

3 赵剑峰,云乃彰,朱荻;脉冲电铸及铸层质量研究[J];材料保护;1997年03期

4 荆天辅,乔桂英,熊毅,邵光杰,于升学,张纯江,侯登振;添加剂对喷射电沉积纳米晶镍的影响[J];材料保护;2001年07期

5 向国朴;脉冲电镀发展概况[J];电镀与涂饰;2000年04期

6 张义成,封万起,覃奇贤,王建宇;电沉积Ni-Co合金的研究[J];电镀与精饰;1995年06期

7 关丽雅;郑秀华;王富耻;李树奎;王翔宇;吕广庶;;脉冲参数对电铸铜组织形态和硬度的影响[J];电镀与精饰;2008年06期

8 刘仁志;;电铸技术及其在电子产品中的应用[J];电镀与精饰;2012年01期

9 李青;吴尧;吴江;;精密模具电铸Ni-Co工艺的研究[J];功能材料;1993年05期

10 陈泳;微量元素锌的作用[J];甘肃科技;2005年05期

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本文编号：1109255