擠壓和熱處理對鎂合金及其復合材料的組織與性能的影響.pdf

1、鎂合金憑借其良好的生物相容性、與人骨相近的密度和彈性模量以及可降解性能被視為具有潛力的新一代可降解植入材料。目前，限制鎂合金臨床應用的主要問題是腐蝕降解速率控制以及塑性加工能力差的問題。本文通過添加生物相容性的Zn和Ca元素設計制備了Mg-3Zn-0.2Ca合金和以其為基體的Mg-3Zn-0.2Ca-1HA的復合材料，研究了擠壓與熱處理工藝對Mg-3Zn-0.2Ca合金和Mg-3Zn-0.2Ca-1HA復合材料組織與腐蝕行為的影響。通過

2、對Mg-3Zn-0.8Zr-3HA和Mg-3Zn-0.8Zr-5HA復合材料的顯微組織和腐蝕性能的測試研究了羥基磷灰石含量對Mg-3Zn-0.8Zr合金組織和腐蝕行為的影響。
　　研究的結果表明:
　　1.鑄態(tài)Mg-3Zn-0.2Ca合金中的第二相主要為MgZn、Mg7Zn3、 Mg2Zn3和Mg4Zn7金屬間化合物。與鑄態(tài)合金相比較，擠壓態(tài)Mg-3Zn-0.2Ca合金的平均晶粒尺寸從119μm降低了54倍到2.2μm。擠壓

3、態(tài)合金的屈服強度(0.2％YS)、抗拉強度和延伸率分別是303MPa、328MPa和13.6％。電化學以及浸泡腐蝕測試結果表明擠壓態(tài)合金由于其細小的晶粒而表現(xiàn)出較好的耐蝕性。新設計出來的Mg-3Zn-0.2Ca合金作為生物醫(yī)用材料表現(xiàn)出了良好的綜合力學性能和耐蝕性。
　　2.通過對鑄態(tài)Mg-3Zn-0.2Ca-1HA和擠壓態(tài)Mg-3Zn-0.2Ca-1HA復合材料顯微組織的觀察可以看出，擠壓后的復合材料的晶粒尺寸得到了明顯的細化，

4、沿擠壓方向呈現(xiàn)了明顯的纖維狀的組織，HA顆粒的分布也呈纖維狀排列。電化學測試和體外浸泡試驗結果顯示，擠壓態(tài)復合材料的耐蝕性強于鑄態(tài)復合材料的耐蝕性。
　　3.將擠壓態(tài)合金和復合材料在400℃下進行固溶處理。固溶處理可以近一步提高擠壓態(tài)合金和復合材料的抗腐蝕能力以及塑性，其中以固溶處理3h為最佳，超過3h晶粒過分長大，合金及復合材料的耐蝕性有一定程度降低。將固溶處理后的合金和復合材料170℃進行24h的時效處理后的屈服強度有所提高，