鎂合金作為生物植入材料的應(yīng)用已受到廣泛關(guān)注。本論文以合金制備的純凈化為切入點(diǎn),選取對(duì)人體無(wú)毒害、制造成本較低、且生物相容性較好的Zn元素采用氣相合金化方法制備高純Mg-Zn二元合金,并對(duì)制備出的合金進(jìn)行后續(xù)的熱處理和熱壓處理,研究其對(duì)Mg-Zn二元合金組織和性能的影響。主要研究結(jié)果如下:(1)冷凝態(tài)Mg-Zn合金顯微組織由橢圓形α-Mg和多邊形共晶混合物組成,共晶混合物由MgZn和Mg7Zn3相組成,并呈片層狀和針狀兩種典型形態(tài)。T4處理后Mg7Zn3、MgZn2大量分解而MgZn相增加,物相尺寸變大;T6處理后,Mg-Zn二元合金內(nèi)形成由α-Mg和Mg7Zn3組成的樹(shù)枝狀組織,物相尺寸減小且組織分布較為均勻。隨著T4溫度和時(shí)間的增加,Mg-Zn二元合金的硬度增加,此時(shí)的強(qiáng)化機(jī)理為固溶強(qiáng)化;T6處理后,由于時(shí)效后的組織分布均勻,時(shí)效強(qiáng)化機(jī)理占主導(dǎo)地位且硬度有所提高。(2)經(jīng)T4:340℃+24h后合金的自腐蝕電位由冷凝態(tài)的-1468.8mV升高到-1267.1mV而腐蝕電流密度減小到134.47μA·cm2,Rct的值不斷增加,從冷凝態(tài)時(shí)的128.70 Ω··cm2增加到T4:340℃+24h后的216.31 Ω·cm2;經(jīng)T6處理后其自腐蝕電位又降低到-1535.4mV,腐蝕電流密度增加到685.00μA cm2,且Rct顯著減小,僅為26.55Ω·cm2。即固溶處理提高了Mg-Zn合金在Ringer's液中的耐蝕性,而時(shí)效處理后耐蝕性顯著降低。(3)隨著熱壓時(shí)間和溫度的增加,組織分布愈加均勻且共晶組織細(xì)化,共晶混合物的含量減少,在420℃下熱壓8h時(shí),合金組織已完全變成扁平狀,同時(shí)伴有第二相的析出和彌散分布。熱壓使得組織尺寸發(fā)生細(xì)化且第二相彌散分布此時(shí)的強(qiáng)化機(jī)理為細(xì)晶強(qiáng)化和時(shí)效強(qiáng)化的共同協(xié)同作用。(4)在320℃、1OMPa的條件下,隨著時(shí)間從4h增加到12h,合金在腐蝕液中的腐蝕電流密度從56.19μA·cm2增加到175.56μA·cm2,而電荷轉(zhuǎn)移電阻從295.1Ω·cm2減少到30.2Ω·cm2;而在1OMPa下熱壓40min,隨著熱壓溫度從300℃升高到360℃,腐蝕電流密度從90.51μA·cm2減小到30.05μA·cm2,同時(shí)電荷轉(zhuǎn)移電阻從38.39Ω·cm2增加到515.13Ω·cm2,合金的耐蝕性能隨著熱壓溫度的升高而提高。(5)冷凝態(tài)Mg-Zn二元合金的腐蝕形貌以局部腐蝕為主,T4處理后變?yōu)橐欢ǔ潭鹊娜娓g,而T6處理之后點(diǎn)腐蝕密度較大,經(jīng)過(guò)熱壓后腐蝕產(chǎn)物沿特定方向分布。不同處理后合金的失重率不斷增大但腐蝕速率不斷變小。隨著腐蝕的進(jìn)行,溶液的pH值前期在增加,后期穩(wěn)定于10.5。固溶處理和熱壓處理使合金表面的腐蝕產(chǎn)物膜層發(fā)生變化,從而對(duì)合金起到保護(hù)作用。
【學(xué)位單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TG146.22
【部分圖文】：

圖 2.1 實(shí)驗(yàn)所用原材料 (a) 鎂棒；(b) 鋅棒Fig.2.1 Experimental raw materials (a) magnesium bar;(b) zinc bar備合金化設(shè)備出一種新型合金制造方法——?dú)庀嗪辖鸹苽浞椒�，其設(shè)備示意圖

9圖 2.2 氣相合金化試驗(yàn)設(shè)備示意圖ig.2.2 Schematic diagram of gas-phase alloying equipmeT 型蒸發(fā)冷凝爐，爐體材料為耐高溫的高合金鋼電阻爐進(jìn)行加熱，其額定功率為 1.5kW，用槽用電阻爐均勻加熱蒸發(fā)。金屬蒸汽混合物在混方法進(jìn)行加熱以保證金屬蒸汽向冷凝室遷移，結(jié)晶，否則嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)爐內(nèi)的真空度受

圖 2.3 熱處理設(shè)備示意圖ig.2.3 Schematic diagram of heat treatment equipme熱處理工藝為固溶處理（T4）和固溶處理圖如圖 2.3 所示。本試驗(yàn)采用的熱處理設(shè)控制器三部分組成，將制備好的合金采用置在石墨坩堝中并放于陶瓷管的中心，外度控制器進(jìn)行加熱、保溫和降溫階段的溫
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2851978