Mg-Nd-Zn-Zr-Y生物材料的制備及性能研究.pdf

1、鎂合金由于其良好的力學(xué)性能和生物兼容性，成為21世紀(jì)最有應(yīng)用前景的生物材料。目前廣泛研究的生物鎂合金，如AZ系、WE系等，都面臨腐蝕速率過(guò)快、腐蝕不均勻等問(wèn)題，如何降低其在體內(nèi)環(huán)境中的腐蝕速率，提高材料的耐腐蝕性是本領(lǐng)域的重要研究方向。已有研究表明稀土元素在不影響生物兼容性的前提下，可以提高鎂合金耐腐蝕性能與力學(xué)性能。因此開(kāi)展微合金化生物鎂合金的研究具有重要意義。
　　本文以Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr鎂合金為基礎(chǔ)，以微合

2、金化方式加入不同含量的稀土元素Y，采用掃描電子顯微鏡（SEM）、能譜分析（EDS）、X射線衍射（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）研究了 Y對(duì) Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr生物鎂合金組織的影響；并通過(guò)析氫、失重測(cè)試及電化學(xué)方法研究其在模擬體液（SBF）中的生物腐蝕性能；采用拉伸試驗(yàn)和硬度測(cè)試研究其力學(xué)性能。另外通過(guò)固溶、時(shí)效等熱處理探討了不同處理方式對(duì) Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr-1Y合金組織和性能的影響。結(jié)果表明，稀

3、土Y的添加可以提高合金的耐蝕性能與力學(xué)性能，并能減緩合金局部腐蝕程度；適量 Y的添加使得合金的晶粒得到細(xì)化，析出相由連續(xù)分布變?yōu)閿嗬m(xù)狀分布、趨于均勻，并形成新的析出相 Mg24Y5。當(dāng) Y添加量為1％時(shí)，合金腐蝕速率最低為1.051mm/a，僅為 Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr合金的40.81%，且此時(shí)合金抗拉強(qiáng)度為165.52MPa，斷后伸長(zhǎng)率達(dá)到最大值11.13%，相對(duì)原始合金提高了71.90%。與鑄態(tài)相比，適當(dāng)溫度的固溶處理

4、使得合金中大部分析出相溶于基體，組織更加均勻；合金的腐蝕電位正移，腐蝕電流密度減小，電化學(xué)腐蝕性能得到提高；固溶溫度為500℃時(shí)，腐蝕速率為0.723mm/a，僅為鑄態(tài)合金的68.81%；時(shí)效處理后 Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr-1Y合金中有大量的細(xì)小彌散狀析出相析出，時(shí)效時(shí)間為16 h時(shí)，腐蝕速率為0.488mm/a，達(dá)到生物鎂合金的耐蝕性能指標(biāo)；熱處理對(duì) Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr-1Y生物鎂合金的力學(xué)性能有較大提