生物医用Mg-Zn-Ca非晶复合材料制备及性能研究

发布时间：2021-07-28 00:53

　　与多晶镁合金相比,镁基非晶合金具有与人骨最接近的密度和弹性模量、较高强度、优异的耐蚀性、可降解性及生物相容性与生物安全性等优点。其中Mg-Zn-Ca非晶合金因其组成元素均是人体必需的营养元素,被认为是最有应用潜力的生物镁合金。降解速率和力学性能是生物材料应用过程中必须考虑的两个重要指标。目前所研究的Mg-Zn-Ca非晶合金虽具有优于多晶镁合金的强度和耐蚀性能,但其应用受到非晶材料与生俱来的脆性的限制,而制备工艺及合金化元素是影响镁基非晶合金非晶形成能力、微观组织及其耐蚀性和力学性能的重要因素。因此,本文通过调控凝固速率和合金成分制备了含不同尺寸和体积分数晶体相的Mg-Zn-Ca基非晶及其复合材料,研究了凝固速率、合金化元素Mn及Sr对Mg₆₆Zn₂₈Ca₆合金微观组织、力学性能及耐蚀性能的影响,取得以下结果:通过制备不同直径（φ=2 mm,4 mm,6 mm）Mg₆₆Zn₂₈Ca₆合金棒材试样,研究了不同凝固速率对非晶合金组织和性能的影响。直径为2 mm的... 

【文章来源】：西安工业大学陕西省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同生物材料的压缩强度和弹性模量对比

Ca 非晶合金作为生物可降解植入材料具有广阔的应用前景。究表明了 Mg66Zn30Ca4和 Mg70Zn25Ca5非晶合金在 SBF 中腐蚀性能面与商业镁合金相比均有显著提高，并且强度约为纯 Mg 的三倍4。与皮质骨接近的低弹性模量可以减少植入件附近皮质骨的衰退非晶比纯镁和商业镁合金表现出更好的耐蚀性能。锌元素的添提高耐蚀性能，体外和体内实验均表现出了更高的生物相容性[66维囊结构的形成表明它们是生物无毒的。，非晶合金均匀的原子结构可以减小电偶腐蚀，形成均匀的 Zn(OH)2产物层进一步提高耐蚀性[65]。为了研究原子堆积结构对 蚀行为和腐蚀性能的影响，Wang[67]等研究了弛豫态、部分结晶Zn28Ca5合金试样在 SBF 中的腐蚀性能，结果发现弛豫态和部分非晶态试样具有更好的性能耐腐蚀性，而严重晶化和完全晶化的耐腐蚀性。因此，均匀的组织结构可以提高材料的耐蚀性。

1 绪论复合材料的制备分为原位内生法和外加法。生法法合成非晶复合材料即通过合金成分设计、凝固工艺控制和热处固过程中直接析出晶体态的第二相（一般为枝晶、固溶体或纳米点是第二相与基体间界面结合性好，从而保证更优越的力学性能法获得了 Mg75Cu13.33Y6.67Zn5非晶复合材料，并与 Mg65Cu20Y10Z金进行了对比。图 1.3 是其应力应变曲线，可以看到，Mg75Cu13.3裂强度约 1040 MPa，塑性变形达到 19%，力学性能得到明显提[77]研究的 Mg77Cu12Zn5Y6非晶复合材料也达到了与此相近的力学


本文编号：3306870