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《哈尔滨工程大学》 2008年
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锌基生物医用可降解材料的组织与性能研究

陆红梅  
【摘要】: 本文采用普通铸造工艺制备了四种不同冷速下的锌镁二元合金Zn-xMg(x=35、40、45、48wt.%)和锌镁钇三元合金Zn-40Mg-xY(x=0.3、0.5、0.7、1.1wt.%)。采用扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和显微硬度测试仪等系统的研究了Zn-Mg合金和Zn-Mg-Y合金的显微组织形貌、物相组成及力学性能随成分和冷速的变化规律:采用模拟体液浸泡腐蚀实验和极化曲线测试研究了锌镁合金和锌镁钇合金的生物学相容性及生物降解性能。 对二元合金的研究结果表明,Zn-xMg(x=35、40、45、48wt.%)四种合金都含有MgZn_2、Mg_2Zn_3、MgZn和Mg_7Zn_3四种相;随着Mg含量的增大,花瓣状强化相MgZn_2相逐渐减少,合金硬度下降。分析认为随着冷速的降低,合金棒心部初步产生时效强化,硬度提高。体液浸泡实验结果表明,在浸泡过程中体液的pH值变化趋势是先快速上升后稍有下降再缓慢上升直至基本稳定,其中Zn-40Mg合金的变化最慢,初步说明其抗腐蚀性能相对优良。浸泡过程中合金表面会逐渐形成致密完整的钝化膜,然后钝化膜的破裂与再形成达到动态平衡,直至合金全部变成腐蚀产物。动电位极化曲线显示Zn-40Mg合金的自腐蚀电位最低,进一步说明其抗腐蚀性能最好。 对三元合金的研究结果表明,Y元素的加入使合金除了含有与二元合金同样的四种相之外,还出现了含Y的二元或三元相。随着Y含量的增加和冷速的降低,合金初生相MgZn_2和Mg_2Zn_3变得稀少且粗大,基体中的α-Mg固溶体和MgZn相共析团增加,弥散分布的Mg_7Zn_3相及含Y相数量也逐渐增多且均匀分布,在Zn-40Mg-0.7Y和Zn-40Mg-1.1Y合金中还发现了少量的疑似准晶体的含Y三元相,呈放射性礼花状,并且Zn-Mg-Y合金的硬度逐渐提高。体液浸泡实验结果表明,合金的腐蚀过程与二元合金的相似。Zn-40Mg-0.7Y合金在浸泡过程中体液的pH值变化最为缓慢,动电位极化过程中的自腐蚀电位最低,表明含Y三元合金中,Zn-40Mg-0.7Y合金的抗腐蚀性能最好
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TG146.13

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1 陆红梅;锌基生物医用可降解材料的组织与性能研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
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