醫(yī)用鎂合金的表面改性.pdf

1、鎂合金具有適宜的力學(xué)性能、良好的生物相容性以及生物可降解性，是潛在的可降解骨組織修復(fù)替代材料。然而，鎂合金在體液環(huán)境中易受到腐蝕，影響其服役行為，甚至導(dǎo)致早期失效，限制了其在醫(yī)療方面的應(yīng)用。本文綜合應(yīng)用陽極氧化、化學(xué)轉(zhuǎn)化兩種工藝，在AZ31鎂合金表面制備了陽極氧化/化學(xué)轉(zhuǎn)化復(fù)合膜層，應(yīng)用SEM、EDAX、XRD對膜層的形貌、成分進(jìn)行了分析，采用動電位極化曲線、線性極化、電化學(xué)阻抗圖譜(EIS)等方法對膜層的抗蝕性能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測量分

2、析。
　　 以NaNO2溶液作陽極氧化的電解液，采用均勻試驗(yàn)研究了NaN02濃度、陽極電壓、氧化處理時(shí)間對陽極氧化效果的影響。NaN02濃度35g/L，陽極電流密度80～90mA/cm2，陽極氧化處理時(shí)間25min的條件下，能夠制備得到較為均勻、具有規(guī)整孔洞結(jié)構(gòu)的陽極氧化膜，主要成分為Mg(OH)2及A1203。研究發(fā)現(xiàn)，陽極氧化膜的形貌與AZ31合金的微觀組織具有密切的聯(lián)系，結(jié)合分析陽極氧化膜的微觀形貌和陽極氧化的電化學(xué)過程，

3、提出了AZ31合金在NaNO2電解液中發(fā)生陽極氧化的微觀模型。
　　 在陽極氧化的基礎(chǔ)上進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，采用磷酸鈉、磷酸溶液在陽極氧化膜上進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化時(shí)，反應(yīng)的成膜能力較差；當(dāng)磷酸與氨水混合作為轉(zhuǎn)化液時(shí)，復(fù)合膜層性能有很大的提高，此時(shí)的成膜離子包括NH4+及P043；轉(zhuǎn)化液中再添加KMn04后，復(fù)合膜層的抗腐蝕性能得到進(jìn)一步提高。采用20g/L KMn04，150g/H3P04的轉(zhuǎn)化液，使用氨水調(diào)節(jié)其pH值至6-7，在70℃的

4、轉(zhuǎn)化溫度下制備的復(fù)合膜性能最佳，膜層厚度約l0μm，icor，為0.98μA/cm2，Rp為2.18x104Q-cm2。EIS阻抗圖譜分析結(jié)果顯示，該復(fù)合膜層具有四層結(jié)構(gòu)，從膜層表面到基體AZ31合金，依次是最外層的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜層、次外層的化學(xué)轉(zhuǎn)化/陽極氧化過渡層、內(nèi)層的多孔陽極氧化膜層以及最內(nèi)層的致密陽極氧化膜層。固定化學(xué)轉(zhuǎn)化工藝進(jìn)行研究的結(jié)果表明，當(dāng)NaNO2濃度為15g/L時(shí)，復(fù)合膜的抗蝕性能較好；而電流密度在40-250 mA/c