新型骨植入Mg-Zn-Zr-Sr合金及其體外耐蝕性的研究.pdf

1、在探尋一種新型具有杰出骨相容性的可降解鎂合金的過程中。本文實驗設(shè)計并制備了最優(yōu)合金成分的Mg-Zn-Zr-Sr合金，并將其與Mg-Zn-Zr合金進(jìn)行綜合性能的比對，探究了Sr和Zr對鎂合金的影響。隨后針對Mg-Zn-Zr-Sr合金進(jìn)行T6熱處理，探究了Mg-Zn-Zr-Sr合金固溶和時效處理的最優(yōu)條件。最后，對Mg-Zn-Sr合金、Mg-Zn-Zr合金以及Mg-Zn-Zr-Sr合金進(jìn)行了體外浸泡實驗，揭示了鋯元素和鍶元素對鎂合金腐蝕行為

2、和腐蝕層成膜機(jī)理的不同影響，結(jié)果顯現(xiàn):
　　(1)通過對不同成分合金之間顯微組織、力學(xué)性能以及電化學(xué)性能之間的對比，最終確定Mg-3.2wt％Zn-0.8wt％Zr-0.3wt％Sr合金為最優(yōu)成分合金。加入鍶元素后的Mg-3.2wt％Zn-0.8wt％Zr-0.3wt％Sr合金其顯微組織主要變化為鑄態(tài)合金晶粒度減小，并在晶界處出現(xiàn)了帶狀的Mg17Sr2新生第二相，擠壓態(tài)合金中則出現(xiàn)了大量桿狀鎂鋅第二相。鍶元素的加入顯著提高了Mg-

3、3.2wt％Zn-0.8wt％Zr-0.3wt％Sr合金的力學(xué)性能，其抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別可達(dá)到376.400 MPa和322.363 MPa，其數(shù)值遠(yuǎn)高于Mg-3.2wt％Zn-0.8wt％Zr合金。
　　(2)通過采用不同條件的均勻化退火+T4處理和均勻化退火+T6處理對Mg-3.2wt％Zn-0.8wt％Zr-0.3wt％Sr合金進(jìn)行熱處理，根據(jù)其綜合性能的變化。得出Mg-3.2wt％Zn-0.8wt％Zr-0.3wt％S

4、r合金最優(yōu)均勻化和固溶處理條件為300℃20h均勻化退火+420℃固溶2h，最優(yōu)時效條件為170℃×40h，時效處理后合金的耐蝕性略有下降，但力學(xué)性能較未熱處理的Mg-3.2wt％Zn-0.8wt％Zr-0.3wt％Sr合金有所提高，其屈服強(qiáng)度可達(dá)為330.347MPa，延伸率為17.2％。
　　(3)在37℃水浴的條件下三種合金在SBF中的腐蝕速率為:CRMg-3.2wt％Zn-0.3wt％Sr＞CRMg-3.2wt％Zn-0.

5、8wt％Zr-0.3wt％Sr＞CRMg-3.2wt％Zn-0.8wt％Zr。此外三種合金的腐蝕產(chǎn)物變化過程分別為:Mg-3.2wt％Zn-0.3wt％Sr合金:致密的CaHPO4顆粒→球狀CaHPO4→絮狀Mg(OH)2→片狀Mg(OH)2; Mg-3.2wt％Zn-0.8wt％Zr-0.3wt％Sr合金:致密的CaHPO4顆?！槧頗A→顆粒狀CaPO4顆粒;Mg-3.2wt％Zn-0.8wt％Zr合金則始終為致密的CaHPO4顆粒