mgxzrysrzsn0.5ca生物鎂合金組織、力學(xué)性能和腐蝕行為研究

1、碩士學(xué)位論文MgxZrySrzSn0.5Ca生物鎂合金組織、力學(xué)性能和腐蝕行為研究StudyonmicrostructuremechanicalpropertiescrosionbehaviofMgxZrySrzSn0.5Camagnesiumalloy分類號(hào)：密級(jí)：UDC：學(xué)號(hào)：6720140307學(xué)位類別：_______工程碩士_________作者姓名：陳楊政學(xué)科、專業(yè)：工程材料工程研究方向：輕金屬制備和性能指導(dǎo)教師：劉政教授摘要

2、3摘要生物鎂合金作為新一代人體植入材料近年來備受全球研究者的關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，將鎂合金植入人體內(nèi)，鎂合金會(huì)自然降解，以此避免二次手術(shù)對人體造成的傷害和費(fèi)用，另外自然降解產(chǎn)生的鎂離子既無毒副作用和刺激性，在人體也無排斥和不良現(xiàn)象。相反還會(huì)參于人體新陳代謝，多余的鎂離子會(huì)被排除體外。相比已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床的鈦合金，316L不銹鋼、鈷鉻基合金等，生物鎂合金具有生物安全性、可降解性以及與人體最接近的密度和彈性模量等優(yōu)點(diǎn)，但鎂合金的易被腐蝕和力學(xué)性

3、能不高，一直是阻礙其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵問題。本論文的研究工作主要是以合金化為主，加入Sr、Zr、Sn、Ca等元素，再對合金進(jìn)行軋制，擠壓，熱處理等工藝，改善生物鎂合金的力學(xué)性能和耐腐蝕性能，主要的結(jié)論如下：1、軋制態(tài)鎂合金主要包括αMg為基體，偏析的富Zr區(qū)以及Mg17Sr2，CaMgSn等組成。Zr、Sr、Ca、Sn等元素都能細(xì)化組織提高耐腐蝕性能和力學(xué)性能，但研究發(fā)現(xiàn)，根據(jù)MgZr二元相圖，Zr在液態(tài)鎂中最大的固溶度為0.6％，雖然由于

4、Ca元素的添加對增加Zr的固溶度有積極意義但結(jié)合本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，Zr的添加不宜大于1％，同樣Sr含量對合金的性能呈現(xiàn)先增后減的現(xiàn)象，結(jié)合5組鎂合金的組織性能分析合金元素Sr的加入量控制在1.53wt.%之間比較合適。2、耐腐蝕性能的強(qiáng)弱是由晶粒尺寸和第二相的含量以及分布共同決定的。合金5（Mg1.5Sr0.5Sn0.5Ca)的晶粒尺寸不是最小的，耐腐蝕性能卻是最優(yōu)（其中alloy5合金的抗拉強(qiáng)度為180Mpa，抗壓強(qiáng)度能達(dá)到340Mpa，

5、析氫腐蝕速率為0.68ml(cm2day)）。因此，探究鎂合金中第二相分布規(guī)律和機(jī)理對鎂合金的性能的提高有積極意義。3、擠壓加工后獲得的宏觀組織結(jié)構(gòu)和軋制加工有些類似，并且在均勻化退火后組織變得更加均勻。當(dāng)保溫溫度確定時(shí)，保溫時(shí)間是影響組織的重要因素之一，擠壓后對MgxSryZrzSn0.5Ca進(jìn)行均勻化退火，當(dāng)溫度為450℃時(shí)，保溫時(shí)間不宜超過12小時(shí)。4、鎂合金的腐蝕一般以局部腐蝕（特別是點(diǎn)蝕）和晶界腐蝕為主，alloy1的SEM可