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《新型醫(yī)用鎂鈣合金的制備及性能研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中文摘要鎂及鎂合金以其低密度、高比強度、高比剛度等優(yōu)異的性能被廣泛地應(yīng)用于航空航天、汽車制造等領(lǐng)域;而在醫(yī)用材料領(lǐng)域,作為硬組織修復(fù)材料,鎂及其合金也有著廣闊的應(yīng)用前景。本課題通過從生物學(xué)和冶金學(xué)兩方面考察相關(guān)元素的作用,選定了鈣作為合金元素,熔煉出了四種不同含鈣量的鎂鈣合金。隨后對其進(jìn)行了熱處理和鋅離子注入表面改性,并對合金在SBF中的腐蝕行為進(jìn)行了研究。實驗結(jié)果表明,經(jīng)過熱處理后合金鑄態(tài)組織中粗大的晶界析出物明顯細(xì)化,在晶粒內(nèi)部也出現(xiàn)了細(xì)小的彌散相,這些轉(zhuǎn)變都有利于提高合金力學(xué)性能。對合金的壓縮和彎曲力學(xué)性能測試發(fā)現(xiàn),隨含鈣量的增加合
2、金的模量增大,抗彎強度、彎曲斷裂撓度、抗壓強度,壓縮屈服點等則減小。將鋅離子以110keV的能量和0.90×10"ions/cm2的劑量注入合金表面,EDS和XRD的分析結(jié)果表明,離子注入后合金表面Zn含量達(dá)到2.0、Ⅳt.%,有少量MgZn相形成。離子注入前后表面納米壓痕測試的結(jié)果還證實,鋅離子的注入使合金表面硬度和模量均有一定程度的提高。合金的SBF浸泡實驗結(jié)果表明,適當(dāng)?shù)暮辖鸹蜔崽幚砜梢垣@得極化阻力遠(yuǎn)高于純鎂的鎂鈣合金;鎂鈣合金在SBF中的耐蝕性主要由其表面沉積層的質(zhì)量決定。另一方面,經(jīng)過鋅離子注入后合金的極化阻力雖然有所下降,但
3、在SBF中耐蝕性更好。含鈣量1.24wt.%的合金在sBF浸泡實驗中表現(xiàn)最穩(wěn)定,還具有合適的力學(xué)性能,是性能最佳的合金。這種合金經(jīng)過離子注入和預(yù)沉積處理后其體內(nèi)植入物制品表面積上限可達(dá)40cm2。關(guān)鍵詞:生物醫(yī)用材料,鎂鈣合金,離子注入,耐蝕性,模擬體液ABSTRACTMagnesiumandmagnesiumaIloyshaVebeenwidelyusedinspace69htandautomobilemakingf.0ritsexcellentpropeniessuchaslowdensity,highspeciflcstrength
4、andhighspecincrigidity.Andasabiomaterialforhardtissuerepairing,magnesiumanditsalloysalsohaVeabrightf.oreground.Inthisstudy,theef詫ctofcenainelementshadbeenwerestudiedbytheresearchonb{ologyandmetallurgy.Calciumwaschosenastheadditiveelement,andf’ouralloyswithdif傳rentcomponen
5、tofCahadbeenf.0unded.ThenheattreatmentandZnionsurfaceimplantationwerecarriedoutandtheperI’ormanceofcorrosionofalloysinSBFwasresearched.Theresultsshowthatthesizeofprecipitateinthecasttissuewasef詫ctiVelydeminishedafterheattreatment,andsomedispersedphasewithsmallsizeappeared
6、insidegrain.TheseconVersionscauseanimproVementonthemechanicalpropertiesoftheanoys.Resultsofcompressionandbendingtestonthealloysshowthat,modulusofalloysincreasedasCacontentgrows,anddecreasesweref.0undinthepropertiesofintensity,deflectionandyieldpointdescended.Znionwasimpla
7、ntedintothealloysinamountsof0.90×l0l7ions/cm2attheenergyof1Okev.TheEDSandXRDanalysesindicatedthatthereisabout2.0wt.%ofZninthesurfaceofthealloysandafewofMgZnhadbeenobseI’ved.Thenthesurf.a(chǎn)cenano.indentationtestvalidatedthatthesurf.a(chǎn)cehardnessandmodulushadbeenimproVedbyionin
8、lplantation.AlloysweresoakedinSBFinordertotestcorrosionresistance.ResuItsshowthat,Mg·Caalloywith