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,選取對人體無毒害、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,并對制備出的合金進行后續(xù)的熱處理和熱壓處理,研究其對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溫度和時間的增加,Mg-Zn二元合金的硬度增加,此時的強化機理為固溶強化;T6處理后,由于時效后的組織分布均勻,時效強化機理占主導(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,而時效處理后耐蝕性顯著降低。(3)隨著熱壓時間和溫度的增加,組織分布愈加均勻且共晶組織細化,共晶混合物的含量減少,在420℃下熱壓8h時,合金組織已完全變成扁平狀,同時伴有第二相的析出和彌散分布。熱壓使得組織尺寸發(fā)生細化且第二相彌散分布此時的強化機理為細晶強化和時效強化的共同協(xié)同作用。(4)在320℃、1OMPa的條件下,隨著時間從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處理之后點腐蝕密度較大,經(jīng)過熱壓后腐蝕產(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,從而對合金起到保護作用。
【學位單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TG146.22
【部分圖文】：

圖 2.1 實驗所用原材料 (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——氣相合金化制備方法，其設(shè)備示意圖

9圖 2.2 氣相合金化試驗設(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行加熱以保證金屬蒸汽向冷凝室遷移，結(jié)晶，否則嚴重時會導(dǎo)致整個爐內(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，外度控制器進行加熱、保溫和降溫階段的溫
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本文編號：2851978