鎂合金及其Ti-Al涂層在Hank’s溶液中的腐蝕研究.pdf

1、鎂合金具有良好的力學(xué)性能和生物相容性,是一種很有應(yīng)用前景的人體植入材料。然而,鎂合金較差的耐蝕性能,制約了其在臨床應(yīng)用上的研究和發(fā)展。因此,鎂合金在人體體液中腐蝕及其防護(hù)研究成為當(dāng)前生物材料的研究熱點(diǎn)。
　　本文采用磁控濺射法制備Ti/Al涂層,并對(duì)涂層進(jìn)行熱擴(kuò)散處理。通過(guò)光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了材料組織和涂層的形貌。通過(guò)浸泡腐蝕實(shí)驗(yàn)和動(dòng)電位電化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究了鎂合金AZ31、Mg-3.3Li、Mg-8Li-1Al和

2、Mg-14Li-1Al及AZ31表面 Al/Ti涂層在模擬體液(SBFs)中的腐蝕行為。考察了HCO3-、SO42-、HPO42-和H2PO4-離子、葡萄糖(C6H12O6)及其含量對(duì)AZ31鎂合金腐蝕性能的影響;探討了合金元素 Li含量對(duì) Mg-Li合金的表面膜結(jié)構(gòu)和耐蝕性能的影響,以及表面 Ti/Al涂層對(duì)鎂合金AZ31耐蝕性的影響。使用能譜(EDS)、X射線光電子譜(XPS)和X射線衍射(XRD)等表面技術(shù)分析了合金、涂層,以及腐

3、蝕產(chǎn)物等的結(jié)構(gòu)和成分。
　　研究表明,HCO3-,HPO42-和H2PO4-離子明顯地降低了鎂合金AZ31的自腐蝕電位,SO42-離子以及C6H12O6略微降低鎂合金AZ31的自腐蝕電位,在2.0 g/L濃度, C6H12O6引起自腐蝕電位出現(xiàn)反?，F(xiàn)象,即隨浸泡時(shí)間的延長(zhǎng),電極電位不斷提高。HCO3-、SO42-離子以及C6H12O6改變了陽(yáng)極極化行為,使鎂合金AZ31的陽(yáng)極極化曲線出現(xiàn)鈍化現(xiàn)象。C6H12O6能較好地抑制鎂合金的

4、腐蝕,HPO42-和H2PO4-也能輕微抑制鎂合金的腐蝕。SO42-離子對(duì)腐蝕速度沒有明顯的影響。
　　Mg-3.3Li合金氧化膜組成分為α、Li3Mg17、Li2CO3;Mg-8Li-1Al合金氧化膜組成為α、β、Li3Mg17、Li3Mg7、Li2O2、Li2CO3,以及微量的MgCO3;而Mg-14Li-1Al的合金的氧化膜結(jié)構(gòu)由β、Li3Mg7、Li2CO3、Li2O2、Mg(OH)2、MgCO3·2H2O組成。