反擠壓生物可降解Zn--Mg基鋅合金的力學(xué)性能及耐蝕性研究.pdf

1、金屬基生物可降解材料由于具有優(yōu)異的力學(xué)性能、良好的加工性能而受到大家的關(guān)注，目前研究較多的主要為鎂合金和鐵基合金。但鎂合金的降解速度過快，鐵基合金的降解速度過慢，成為兩種金屬材料應(yīng)用于醫(yī)用植入器件的瓶頸。鋅及鋅合金的標(biāo)準(zhǔn)電化學(xué)電位介于二者之間，有望成為新型的可降解生物材料，引起了一些研究者的關(guān)注。但是針對(duì)生物Zn合金的設(shè)計(jì)目前并沒有很大的進(jìn)展，已有的主要是鑄態(tài)Zn-1.5Mg生物鋅合金，其力學(xué)性能并不能滿足要求。因此，本研究利用反向熱擠

2、壓成形工藝，通過其組織、力學(xué)及耐蝕性能研究，優(yōu)化Zn-Mg二元鋅合金成分;并在上述基礎(chǔ)上，進(jìn)一步添加Ag元素后，研究其組織與力學(xué)性能，生物相容性及在模擬體液中的耐蝕性能，從而為新型可降解Zn合金的設(shè)計(jì)、制備提供有價(jià)值的基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)。
　　Zn-(0～1.0wt.％)Mg二元合金在200℃進(jìn)行了反擠壓，合金都發(fā)生了完全的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。隨著鎂含量的增加，合金中第二相Mg2Zn11含量逐漸增加;合金的平均晶粒尺寸逐漸減小，最小達(dá)到20μm以

3、下;合金的強(qiáng)度也逐漸增大，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別由純Zn的66MPa和110MPa提高到Zn-1Mg合金的260MPa和320MPa;合金的延伸率則是先增大后減小。Zn-0.05Mg合金具有良好的強(qiáng)度與塑性，以及拉壓各向同性。
　　在Zn-0.05Mg合金的基礎(chǔ)上添加少量的Ag之后合金中第二相仍然主要是Mg2Zn11，且合金的晶粒尺寸略有增大，合金的強(qiáng)度略有提高，但使合金的延伸率降低。此外還對(duì)其生物性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，純Zn

4、及Zn-Mg基鋅合金無致熱性，不會(huì)導(dǎo)致急性毒性反應(yīng)，具有良好的抗溶血性能，表現(xiàn)出良好的生物相容性。
　　采用極化曲線和浸泡失重法對(duì)純Zn、Zn-0.05Mg、Zn-0.05Mg-0.5Ag和Zn-0.05 Mg-1Ag的腐蝕性能進(jìn)行了研究。合金元素Mg、Ag的添加使合金出現(xiàn)點(diǎn)蝕傾向，自腐蝕電位左移0.1V左右，自腐蝕電流密度較純Zn均有不同程度降低，且Zn-0.05Mg為最小達(dá)到22μA/cm2。浸泡初期合金的腐蝕速度均比純Zn的